Skip to content

← Docs index

10 - Perfboard V3.4: Lötplan und Inbetriebnahme

Gültige Revision: Diese Anleitung gilt für IceDrone Perfboard V3.4 HW-VERIFIED.
V3.2 und V3.3 nicht mehr als Lötvorlage verwenden. V3.4 korrigiert insbesondere M2 auf GPIO44/D7, die VL6180X-Belegung, die XIAO-Stromversorgung und die Motor-Freilaufdioden.

IceDrone Perfboard V3.4 — Lötseite

Maschinenlesbare Referenzen:

1. Koordinatensystem

Die Koordinaten werden niemals beim Umdrehen der Platine neu nummeriert.

Ansicht links → rechts oben → unten
Bauteilseite A B C D E F G H I J 1 … 24
Lötseite J I H G F E D C B A 1 … 24

Fest definiert:

  • A1-A24 = VBAT
  • J1-J24 = GND
  • E12 = unbenutzt
  • XIAO ESP32-S3 Sense sitzt nicht auf der Lochrasterplatine, sondern wird über die vorgesehenen Anschlusspads verbunden.

Markiere vor dem ersten Lötpunkt auf beiden Seiten der realen Platine mindestens A1, J1, A24 und J24 mit einem feinen Permanentmarker.

2. Lötstation und Material

Für das vorhandene Sn60PbCu2-Röhrenlot sind folgende Startwerte für die YIHUA YH-853AAA praxisgerecht:

Arbeit Startwert
normale Lochraster-Lötstelle 320–330 °C Lötkolben
große VBAT/GND-Drahtschiene 335–350 °C Lötkolben
0603/SOT-23 mit Heißluft 290–305 °C
Heißluftstrom niedrig, etwa 20–30 %

Heißluft ist für die SMD-Bauteile, nicht zum Aufbau der Stromschienen gedacht. Für VBAT/GND 0,6–0,8-mm-verzinnten Kupferdraht verwenden. Die Motorstrompfade ebenfalls als Draht bzw. sehr kurze, kräftige Verbindungen ausführen und nicht als lange reine Lötzinnbrücken.

Bei altem Röhrenlot zusätzlich Elektronik-Flussmittel verwenden, wenn das Lot schlecht benetzt. Kunststoff-Steckverbinder erst nach den Heißluftarbeiten einbauen.

AO3400A

AO3400A ist SOT-23. Laut Hersteller-Pinout gilt:

  • Pin 1 = Gate
  • Pin 2 = Source
  • Pin 3 = Drain

Auf 2,54-mm-Lochraster deshalb SOT-23-Adapter oder sehr kurze Dead-Bug-Leitungen verwenden. Die Koordinaten im Plan beschreiben die elektrischen Knoten, nicht die mechanische Lage eines direkt eingesteckten SOT-23.

3. Prüfprinzip

Nach jedem Bauabschnitt:

  1. gewünschten Pfad auf Durchgang prüfen;
  2. unmittelbar benachbarte Netze auf Kurzschluss prüfen;
  3. VBAT gegen GND prüfen;
  4. erst danach mit dem nächsten Abschnitt fortfahren.

Bei eingebauten Elkos kann die Widerstandsanzeige beim Messen VBAT↔GND kurz niedrig beginnen und dann ansteigen, weil sich die Kondensatoren über das Multimeter laden. Ein dauerhafter Wert nahe 0 Ω ist dagegen ein Fehler.

Keine Propeller während Aufbau oder elektrischer Inbetriebnahme montieren.

4. Schritt-für-Schritt-Lötplan

Schritt 1 — Hauptschienen

Auf der Lötseite:

  • A1 → A24: durchgehende VBAT-Schiene, 0,6–0,8 mm verzinnter Kupferdraht.
  • J1 → J24: durchgehende GND-Schiene, 0,6–0,8 mm verzinnter Kupferdraht.
  • E12 frei lassen.

Multimeter:

  • A1 ↔ A24: Durchgang.
  • J1 ↔ J24: Durchgang.
  • A1 ↔ J1: kein Durchgang.
  • E12: weder VBAT noch GND.

Erst nach diesem Test weiterarbeiten.

Schritt 2 — Motor 1 komplett aufbauen

M1 = hinten links, XIAO D3 / GPIO4.

Bare-Wire-Verbindungen:

  • A2 → B2: Motor+ / VBAT.
  • C2 → D2: Motor− / Drain.
  • E2 → J2: Q1 Source → GND.
  • F4 → J4: R5-Unterseite → GND.

Bauteile:

  • Motor+ Anschluss = B2.
  • Motor− Anschluss = C2.
  • D1 = SS34-Klasse ≥3 A: Anode C2, Kathode/Band B2.
  • Q1 Drain = D2.
  • Q1 Source = E2.
  • Q1 Gate = E3.
  • R1 100 Ω = E3 → F3.
  • R5 100 kΩ = E3 → F4.
  • isolierte PWM-Leitung = F3 → B9.

Prüfung vor Anschluss eines Motors:

  • E2 ↔ J2: nahezu 0 Ω.
  • E3 ↔ GND: ungefähr 100 kΩ.
  • F3 ↔ E3: ungefähr 100 Ω.
  • Diodentest C2 (rot/+) → B2 (schwarz/−): typische Schottky-Flussspannung; umgekehrt OL/kein Durchgang.
  • D2 ↔ GND: kein harter Kurzschluss.
  • B2 ↔ GND: kein harter Kurzschluss.

Wenn M1 fehlerfrei ist, erst dann die anderen drei Kanäle kopieren.

Schritt 3 — Motor 2

M2 = hinten rechts, XIAO D7 / GPIO44. GPIO3 wird in V3.4 nicht verwendet.

  • A6 → B6: VBAT.
  • C6 → D6: Motor− / Drain.
  • E6 → J6: Q2 Source → GND.
  • Q2 Gate = E7.
  • D2: Anode C6, Kathode/Band B6.
  • R2 100 Ω = E7 → F7.
  • R6 100 kΩ = E7 → F8.
  • F8 → J8: Pulldown-GND.
  • PWM = isoliert F7 → C9.

Prüfungen analog zu M1.

Schritt 4 — Motor 3

M3 = vorne rechts, XIAO D5 / GPIO6.

  • A14 → B14
  • C14 → D14
  • E14 → J14
  • Q3 Gate = E15
  • D3: Anode C14, Kathode/Band B14
  • R3 100 Ω = E15 → F15
  • R7 100 kΩ = E15 → F16
  • F16 → J16
  • PWM = isoliert F15 → D9

Prüfungen analog zu M1.

Schritt 5 — Motor 4

M4 = vorne links, XIAO D4 / GPIO5.

  • A19 → B19
  • C19 → D19
  • E19 → J19
  • Q4 Gate = E20
  • D4: Anode C19, Kathode/Band B19
  • R4 100 Ω = E20 → F20
  • R8 100 kΩ = E20 → F21
  • F21 → J21
  • PWM = isoliert F20 → E9

Prüfungen analog zu M1.

Motorentstörung

Je Motor 100 nF Keramik direkt an den beiden Motoranschlüssen vorsehen. Die Motorleitungen nach Möglichkeit paarweise verdrillen.

Schritt 6 — C1 und C2

  • A10 → B10: C1 Plus-Zuführung.
  • C10 → J10: C1 Minus → GND.
  • C1 = 470 µF / 10 V low-ESR, + an B10, − an C10.
  • A11 → B11: C2 Plus-Zuführung.
  • C11 → J11: C2 Minus → GND.
  • C2 = 100 µF / 10 V low-ESR, + an B11, − an C11.

Vor dem Einlöten die Polaritätsmarkierung des konkreten Elkos kontrollieren.

Schritt 7 — Akku, Boost und XIAO-Versorgung

Akku:

  • A12 = Akku+ / VBAT.
  • J12 = Akku− / GND.

Boost-Modul:

  • A13 = Boost VIN+.
  • J13 = Boost GND.
  • geregelter Boost-Ausgang 5 V = G12.
  • D5 Schottky: Anode G12, Kathode/Band H12.
  • H12 = XIAO 5V.
  • I13 → J13: XIAO GND.
  • G13 = XIAO 3V3 Ausgang für die Sensoren.

Wichtig: Rohes 1S-LiHV/VBAT darf in V3.4 nicht direkt an XIAO 5V oder BAT gelegt werden.

Prüfung ohne XIAO:

  • A12 ↔ A1: Durchgang.
  • J12 ↔ J1: Durchgang.
  • A12 ↔ H12: kein direkter Durchgang.
  • Diodentest D5: G12 → H12 leitend, Gegenrichtung sperrend.
  • Boost vor Anschluss des XIAO separat prüfen: Ausgang ungefähr 5 V.

Schritt 8 — Batterie-ADC

  • A17 → B17: VBAT zum oberen Teilerwiderstand.
  • R9 100 kΩ = B17 → C17.
  • R10 100 kΩ = C17 → D17.
  • C3 100 nF = C17 → D17 parallel zu R10.
  • D17 → J17: GND.
  • ADC-Signal isoliert = C17 → F9.
  • F9 später an XIAO D0 / GPIO1.

Ohne XIAO und ohne Akku:

  • B17 ↔ C17: ca. 100 kΩ.
  • C17 ↔ D17: ca. 100 kΩ; C3 kann die Messung kurz beeinflussen.
  • DC-Verhältnis nach Inbetriebnahme: V_ADC ≈ VBAT / 2.

Schritt 9 — XIAO-Signalanschlüsse

Anschlussfeld Reihe 9:

Perfboard Funktion XIAO
B9 M1 PWM D3 / GPIO4
C9 M2 PWM D7 / GPIO44
D9 M3 PWM D5 / GPIO6
E9 M4 PWM D4 / GPIO5
F9 VBAT ADC D0 / GPIO1
G9 SDA D1 / GPIO2
H9 SCL D6 / GPIO43
I9 Gimbal PWM GPIO42 Testpad

I²C in der Firmware zwingend explizit initialisieren:

Wire.begin(2, 43);

GPIO42 kollidiert beim XIAO Sense mit dem PDM-Mikrofon-Clock; das Mikrofon ist in diesem Hardwareprofil daher nicht verfügbar.

Schritt 10 — GY-91

  • G13 → G23: 3V3, isoliert.
  • G9 → H23: SDA, isoliert.
  • H9 → I23: SCL, isoliert.
  • J23: GND.

Header:

  • G23 = 3V3
  • H23 = SDA
  • I23 = SCL
  • J23 = GND

Schritt 11 — VL6180X

Das tatsächlich fotografierte Breakout hat bei Frontansicht, Schrift oben und Stiftleiste unten:

VIN | 2V8 | GND | GPIO | SHDN | SCL | SDA

V3.4 nutzt:

  • F24 = VL VIN → XIAO 3V3 (G13 → F24, isoliert)
  • G24 = SHDN optional / normalerweise NC
  • H24 = SDA (G9 → H24)
  • I24 = SCL (H9 → I24)
  • J24 = GND

Am Modul:

  • 2V8 = NC
  • GPIO = NC

Die 2V8-Leitung des Breakouts ist ein Reglerausgang und wird nicht mit 3V3 verbunden.

Schritt 12 — FH-1502 Gimbal

  • A18 → H18: VBAT.
  • H18 = FH+.
  • I18 = FH PWM.
  • J18 = FH GND.
  • PWM isoliert I9 → I18.

Schritt 13 — Abschlussprüfung ohne XIAO, Motoren und Akku

Prüfliste:

  • [ ] A1–A24 durchgängig.
  • [ ] J1–J24 durchgängig.
  • [ ] kein stabiler Kurzschluss VBAT↔GND.
  • [ ] E12 frei.
  • [ ] Q1…Q4 Source jeweils auf GND.
  • [ ] Q1…Q4 Drain jeweils nur am zugehörigen Motor−/Flyback-Netz.
  • [ ] Gate-Pulldowns jeweils ca. 100 kΩ nach GND.
  • [ ] D1…D4 Band/Kathode jeweils Richtung VBAT/Motor+.
  • [ ] D5 Band/Kathode Richtung XIAO 5V (H12).
  • [ ] C1/C2 Polarität korrekt.
  • [ ] M2-PWM geht nach C9 / GPIO44, nicht GPIO3.
  • [ ] SDA und SCL nicht vertauscht.
  • [ ] VL6180X 2V8 und GPIO bleiben NC.
  • [ ] kein direkter VBAT-Pfad zu XIAO 5V.

Schritt 14 — Erstes Einschalten

  1. Keine Propeller.
  2. XIAO, GY-91, VL6180X, Gimbal und Motoren zunächst abstecken.
  3. Wenn verfügbar: Labornetzteil auf etwa 3,7 V und zunächst 100 mA Stromlimit.
  4. Rohes VBAT/GND einspeisen. Bei sofortigem Stromlimit: ausschalten und Fehler suchen.
  5. Boost-Modul anschließen und dessen Ausgang messen, bevor der XIAO verbunden wird.
  6. XIAO zunächst separat per USB testen.
  7. Danach XIAO mit der geprüften 5-V-Versorgung verbinden.
  8. Sensoren einzeln hinzufügen.
  9. Motoren zuletzt, weiterhin ohne Propeller.
  10. Mit firmware/bench_test/ jeden Motor einzeln mit kleiner PWM pulsen.

Bei unerwartetem Motorlauf sofort die Versorgung trennen und zuerst MOSFET-Pinout, Gate-Pulldown und Gate/Drain-Brücken prüfen.

5. Empfohlene SMD-Lernreihenfolge

Für die Lochraster-Testplatine:

  1. 100-Ω- und 100-kΩ-Widerstände;
  2. D5 bzw. eine Schottky-Diode;
  3. SS34-Dioden;
  4. AO3400A auf SOT-23-Adapter;
  5. C3 100 nF;
  6. erst danach die größeren Elkos und Steckverbinder.

Bei Heißluft zunächst ein Stück Rest-Lochraster mit einem Ersatzwiderstand oder Ersatz-MOSFET üben. Pads vorverzinnen, Flussmittel verwenden, Teil mit Pinzette positionieren und mit möglichst niedrigem Luftstrom erwärmen.

← 09 - Amazon.de Order List | Docs index