Tirada kits ZX DD! Mini 2.1b y CPC DD! Mini 1.3b [Casi todos funcionando, algunos pendientes de montar]

[Carolo]

¡Qué pasada de tutorial! Así me atrevo incluso yo, que no sé cómo coger un soldador -aunque me imagino que por la parte fría-
A ver si cierro algunos frentes y empiezo a dedicarle un rato al asunto de soldar, que me han entrado ganas.

¡Gracias, Cacharreo!

[cacharreo]

Así me atrevo incluso yo, que no sé cómo coger un soldador -aunque me imagino que por la parte fría-

Gracias a ti, a ver si entre todos nos vamos animando a cacharrear...

[zx4ever]

Ya estoy otra vez por aquí, me he puesto al corriente con la dirección de envio y demas, ando kiadoncon el trabajo ahora.

[cacharreo]

No tiene importancia, gracias por contestar.

[SOP14]

contestado el privado

[dandare]

En cuanto lo he visto, me ha venido a la cabeza el manual de montaje de la versión 1 del dandanator que hice en 2016.
viewtopic.php?t=4980

Me imagino que ese fue el germen inicial del manual de montaje de la v2 que hizo mad3001, porque los pasos son los mismos

[cacharreo]

Por descontado, también ha sido el germen inicial de estos. Como explicaba, hice coincidir las fases y el desarrollo del proceso por si alguien conocía los tutoriales anteriores o por si querían seguirlos todos a la vez y por ello os solicité autorización a los autores. Gracias de nuevo.

[cacharreo]

Disclaimer: Se recomienda el uso de material de protección, tanto para la protección personal como de los componentes electrónicos, como pueden ser la bata de trabajo y la pulsera antiestática, el uso de gafas protectoras, mascarilla y extractor/ventilador durante la soldadura y recorte. El propósito de este tutorial es educativo y no asumo responsabilidades sobre los daños personales o materiales causados intentando emularlo.

Partimos de la BOM (Bill Of Materials) con los 24 elementos del kit en orden para su montaje,

Cantidad	Referencia	Valor
1	PCB	PCB CPC
2	R1, R2	10kΩ
2	C1, C3	22pF
1	C2	10nF
3	C4, C5, C7	100nF
2	C6, C8	10uF
1	X1	Cristal 12MHz
1	U3	LM1117-3.3
1	U2	CH340G
1	U4	XC9572XL VQFP44
1	J1	Conector microUSB
1	U1	Zócalo PLCC-32 DIP
1	CON1	Conector CPC Edge S50
1	J2	+5V y GND Pines 1x02
1	J3	JTAG Pines 1x06
3	SW1-SW3	Botones
1	U1	SST 39SF040

y, antes de proseguir, recomiendo encarecidamente tener cuidado extremo al desempaquetar el kit (especialmente si se usan objetos punzantes) y revisar la alineación de los pines de todos los componentes porque podrían haberse doblado o desplazado durante el transporte. Es típico que el plástico separador en las tiras de pines pueda haberse movido hacia arriba o hacia abajo y es descorazonador advertirlo una vez soldadas (debajo del separador debe haber 3 mm. y por encima 5.5 mm.).

Algunos de los valores de los condensadores (SMD 0805) se prestan a confusión, la heurística a seguir es:
- C2 tiene una capacidad de 10nF (con "n") y sólo hay uno,
- C4, C5 y C7 tienen una capacidad de 100nF (con "n") y hay 3, y
- C6 y C8 tienen una capacidad de 10uF (con "u") y hay 2,
es decir, que el mismo número de unidades nos facilita estar seguros de que vamos a utilizar el valor correcto.

Para las primeras fases voy a usar estaño 63/37 de 0.3 mm. de sección, flux tipo RMA-223 (opcional pero recomendable), una punta AOYUE 900M T-1C (biselada) y el soldador fijado a 333º C, en los componentes SMD es importante controlar la temperatura para no dañarlos. Si se producen errores en las soldaduras SMD, no es habitual pero podría pasar, recomiendo tener a mano malla de desoldadura (idealmente de 0.8-1.00 mm.).

Al manipular los componentes SMD recomiendo mantenerlos siempre en una zona controlada sobre la mesa de trabajo y andar con cuidado con la presión que aplicamos a las pinzas porque si nos quedamos cortos se nos caen o se moverán al intentar soldarlos y, si nos pasamos, salen volando de un salto como una pulga y pasaremos un rato muy divertido buscándolos para, generalmente, no encontrarlos. Desconozco si existe un mejor método pero para extraer el componente SMD de pequeño tamaño (para el kit, de formato 0805) como resistencias, condensadores,... de la tira/empaquetado pero utilizo siempre pinzas, usando sólo las manos aumentan bastante las probabilidades de que acaben saltando al hiperespacio.

Para este tutorial y montaje me autoimpuse la restricción de hacerlo para diestros evitando expresamente, según conviniera, usar las pinzas, el soldador, etc. con la izquierda para mantener una mayor coherencia visual para las fotografías. De este modo para, por ejemplo, un componente SMD con dos terminales, se ha trabajado primero sobre el pad derecho y después sobre el izquierdo. Un zurdo o, quien quisiera usar también la mano izquierda, necesitará invertir horizontalmente algunas de estas imágenes en su mente para optimizar el flujo de trabajo.


FASE 1: Resistencias y condensadores

Empezamos limpiando la PCB con alcohol isopropílico o similar para eliminar restos de grasa y suciedad adherida. Después de fijarla en la superficie de trabajo, aplicamos flux -minimizando el tiempo entre la aplicación y la soldadura- en los pads donde irá la primera resistencia, la colocamos sosteniéndola por un extremo con las pinzas y, una vez estamos seguros de la alineación, soldamos el otro extremo. Repetimos con la otra resistencia. Opcional: Para facilitar su localización y mantenimiento siempre coloco las resistencias con la leyenda paralela o a 90º en sentido antihorario respecto a la dirección de la PCB (orientada a su vez de forma que puede leerse el texto de la serigrafía).




Con los condensadores, el proceso es exactamente el mismo con la diferencia de que los fabricantes, que con ese fino y característico sentido del humor, decidieron ahorrarse la serigrafía así que iremos uno por uno conforme los extraemos del trozo de bobina (el empaqueta) para evitar confusiones.

Empezamos por C3 y C1,




seguimos con C2, C4, y C5,



con C7,



para acabar con C6 y C8.



FASE 2: Cristal y conversor DC-DC

Mientras que con resistencias y condensadores contábamos con pads largos, los del cristal (X1) son... no tan largos pero, nada de lo que preocuparse, una vez soldado el primer pad (en la foto es el pad de arriba y derecha) para fijarlo, el resto se hace fácilmente. Opcional: Oriento el cristal alineando su leyenda con la serigrafía de la placa que, en mi opinión, así queda más presentable.



El siguiente componente es el conversor DC-DC step-down (U3) LM1117-3.3, AMS1117-3.3, o la referencia que haya tocado, todos funcionan igual. Los pads son más grandes y cómodos pero el proceso el mismo, fijamos un pin (p.e. el de abajo a la derecha) y después estañamos el resto.



FASE 3: Integrados

Comenzamos con el CH340G (U2) y el procedimiento estándar, chorrete de flux en cada hilera de pines de la PCB, lo posicionamos con mucha atención al pin 1 (marcado con un círculo), fijamos un pin de una esquina, el diagonalmente opuesto y pasamos al resto. Hay muchas y diferentes técnicas para esta soldaduras pero, por precisión y evitar correcciones posteriores, yo las he hecho pin por pin.



Es importante no escatimar con el estaño, sin pasarse, para asegurar que todos los pines hagan buen contacto. Como norma, si después de soldarlas se ven de forma nítida las esquinas exteriores de las patillas bajo el (poco) estaño, es recomendable repasar y/o recalentar la soldadura.

Sea como sea, si fuera necesario hacer correcciones, la socorrida malla de desoldadura, de 0.8-1 mm. puede valer, es nuestra amiga.



Continuamos con la XC9572XL VQFP44 (U4) desarrollada por la empresa Xilinx que, con su típico buenhacer usano y rompiendo las convenciones habituales, han serigrafiado los chips a 90º respecto a la posición de la marca para el pin 1, imagino que para causar no poca confusión y echarse unas risas. Así que con atención a la serigrafía de la PCB del kit que marca la posición para el pin 1, haremos que el círculo en el chip que señala el pin 1 se sitúe -con la PCB derecha- arriba y a la izquierda a pesar de que veáis que la propia leyenda de la CPLD haya que leerla a 90º.



Para soldarla, es todo igual que con el CH340G pero quien quiera hacerlo así y domine la técnica de soldadura por arrastre, o desee usar pasta de soldadura y aire caliente, un pre-heater, etc. se ahorrará un ratillo porque a fin de cuentas son 44 pines.

Soldamos un pin (p.e. el de abajo a la derecha) y el diagonalmente opuesto (p.e. el de arriba a la izquierda),



y con el chip fijado a la PCB, soldamos el resto.



FASE 4: Conector microUSB y zócalo PLCC-32 DIP

Aunque por fortuna tiene fácil arreglo las patillas delanteras de fijación del conector microUSB pueden causar un contratiempo debido al diámetro de sus correspondientes taladros en las PCBs que -por motivos que aún no alcanzo a comprender- en algún momento entre la descarga de los gerbers y el envío a la empresa que ha hecho las placas, el diámetro del taladro (agujero) se vio reducido. Para mostrarlo de forma más gráfica, así han llegado:



y así debían haber llegado (como estaban en el diseño):



Como digo, no es nada de lo que preocuparse y, como mínimo, tenemos dos soluciones:

1) agrandamos un poco los agujeros en la PCBs, utilizando por ejemplo una lima pequeña, una broca, o un pelo de segueta redondo de 0.6 mm o cualquier objeto de ese diámetro (0.7 mm. o inferior) con propiedades abrasivas. En mi caso he probado con una broca de 0.6 mm. como la de la siguiente fotografía:



y el procedimiento ha consistido en colocar la PCB vertical apoyada firmemente sobre el lado opuesto al conector microUSB, ir girando la broca con la mano en el primer agujero hasta su introducción, y a partir de ahí conseguir, metiéndola y sacándola, ir rebajando progresivamente hasta doblar (aproximadamente) la longitud (vertical) del agujero (de 0.6 a 1.2 mm.). Después cambiamos al otro agujero y repetimos. Esta solución es más limpia en cuanto a resultados y lleva unos 3-5 minutos para los dos agujeros y queda así:




2) rebajamos suavemente el perfil de los lados de las patas delanteras para darles forma de punta,



lo que con una lima, lija, alicates de corte de precisión, multiherramienta rotatoria con disco abrasivo,... se consigue en menos de un minuto, con más que decentes resultados:



Se escoja la solución que se escoja, una vez soldado el conector microUSB va a quedar perfecto pero, atención, debe evitarse forzar la entrada del conector en los agujeros porque el arco sobre las patillas traseras podría quebrarse y desprenderse.

Con el conector en su sitio, que queda perfectamente fijado, solo queda soldar los 5 pines (SMD) que queda de esta manera (el extraño aspecto proviene de efectos ópticos causados por el flux):



Cambiamos al estaño 63/37 de 1 mm. de sección, de punta (uso la AOYUE 900M T-2CF, biselada y de "punta hueca") y el soldador a 350º C para compensar el tamaño y la disipación térmica del conector microUSB (y los próximos componentes a soldar).

Soldamos las 4 patas de fijación del conector USB,



Vamos a atacar el zócalo PLCC-32 DIP (U1), verificamos que los pines están alineados, su dureza es bastante menor y pueden haberse doblado durante el transporte y manipulación. Posicionamos con mucho cuidado el chaflán que marca el pin 1 hacia arriba y hacia la izquierda, coincidiendo con las líneas de la serigrafía y, sin forzar, introducimos todos los pines a través de la PCB.

Volteamos la placa y la apoyamos contra una superficie sólida y plana, aplicamos una ligera presión perpendicularmente sobre ella para asegurar que en la cara superior no queda espacio entre la PCB y el zócalo, y soldamos dos pines diagonalmente opuestos (p.e., arriba-izquierda y abajo-derecha) para fijarlo provisionalmente.

Examinamos la cara de los componentes de la PCB, verificamos la alineación del zócalo comparando con las líneas de la serigrafía (atención a la posible rotación del zócalo respecto a su huella en la PCB), verificamos la inclinación alineando la placa con nuestra línea de visión para comprobar el espacio entre zócalo y PCB, y corregimos si es necesario (con un toque de calor en los pines fijados). Una vez perfectamente colocados y alineados, soldamos el resto de los pines.



FASE 5: Conector EDGE

Y aquí esta la tarea del kit más relacionada con el bricolaje que con la electrónica. Para doblar las patillas y prepararlas para soldarlas a la PCB necesitaremos apoyar el conector Edge S50 contra una superficie plana, sólida y fija, y apretar con suavidad sobre un lado primero, giramos 180º, repetimos sobre el otro lado y nos quedaría así:



Volvemos a la PCB, localizamos el conjunto de pads situado en la parte inferior y central de la placa, y los introducimos por el hueco entre los pines del conector S50 empujándola, con cuidado de no doblar pines, (la imagen es del tutorial del kit ZX DD! Mini pero vale para hacerse la idea). Opcional: Para facilitar las cosas, podemos asegurarnos de que la serigrafía del conector S50 quede hacia arriba dejando así claro cuál es el lado superior del conector.



hasta llegar al extremo contrario:



Para asegurarse la alineación e inclinación correcta durante y después de la soldadura, podemos apoyar el conector S50 con la PCB sobre una superficie plana (ver fotografía) y visualmente corregirlas,



o fijar la PCB a una superficie plana y sólida, y utilizar un pequeño nivel.



Soldamos los dos pines exteriores del conector S50 por el lado de los componentes de la PCB, verificamos la alineación, corregimos si es necesario, volteamos la placa y repetimos soldando los dos pines exteriores por el lado opuesto. Finalmente, una vez soldados todos los pines soldados, nos queda algo como esto:



FASE 6: Pines, botones y EEPROM

Soldamos las tiras de pines 1x02 y 1x06 (opcionales, +5V/GND y JTAG) teniendo especial cuidado en que queden perpendiculares a la placa y alineadas con su marca en la serigrafía. Aunque sean opcionales, en mi opinión es mejor tenerlas disponibles en cualquier momento porque una vez soldada la CPLD es la única vía para programarla.



Colocamos los botones prestando atención para que entren a fondo (puede alinearse la placa con la línea de visión y comprobarse que no hay espacio entre el microswitch y la PCB). Los botones, de forma natural gracias a la presión de sus patillas/garras, quedan bien sujetos pero al soldar dichas patillas, hay que evitar que al apoyar sus largos vástagos en la mesa de trabajo se provoque que la base del botón se incline en la cara de los componentes de la PCB. Este es el resultado con los botones soldados:



El resultado final es este:



Lavamos la placa con alcohol isopropílico o similar para eliminar la suciedad y los restos de grasa, flux, resina y estaño, esperamos a que esté perfectamente seca (podemos ayudarnos con un spray de aire comprimido o un compresor).

Para finalizar, pinchamos la memoria EEPROM SST 39SF040 (U1) en su zócalo con cuidado de que vaya entrando a la vez de todos los lados.



FASE 7: Enchufar y probar

Atención: Como con cualquier periférico, antes de conectarlo o desconectarlo hay asegurarse de que el ordenador está desenchufado.

Con el CPC desenchufado, pinchamos el CPC DD! Mini alineando correctamente el conector Edge S50, enchufamos y encendemos el CPC y escuchamos la música de la compilación de los Mojon Twins.

¡Misión cumplida!

(en caso de problemas, examinamos cada soldadura, recalentando los pads donde las veamos dudosas para asegurar el contacto)

[Alki]

uich.. que miedito da tanta soldadura smd... el mini parece facil, pero el cpc me está dando mal cuerpo..

[cacharreo]

Eso ahora pero en cuanto te pongas es pan comido. Parecen muchos pasos pero se hacen en un rato, nada largo y muy entretenido.