Das hier beschriebene Relaistreiber-Board wurde im Antennentuner eingesetzt und funktioniert mit kleinen Einschränkungen sehr gut. Die SMD-Montage der eigentlich für Lochmontage vorgesehenen 100-mil-Sockel ist aber fehleranfällig. Beim Einsatz hat sich herausgestellt, daß das seitliche Abbiegen der Pins des Sockels zu Kontaktfehlern führt. Einreihige Sockel für die SMD-Montage scheint es nicht zu geben, zumindest habe ich keine gefunden. Außerdem wurde durch einen Designfehler das Status-Signal des BTS724G Bausteins auf PB3 gelegt, der aber auf dem ATMEGA644-Board fest mit dem Temperatursensor verbunden ist.
Das alleine sind eigentlich keine Gründe für ein Redesign, aber ich wollte schon seit längerem den in China angebotenen Service einer Teilbestückung der Leiterplatte ausprobieren. Man kann zwar SMD-Platinen selber bestücken und ich habe das auch oft gemacht, aber es gibt Grenzen. Mein persönliches Limit beim Hand-Bestücken sind 0805er Baugrößen, auch mal das ein oder andere 0603er Bauteil, aber nicht in Mengen. Außerdem habe ich für diese Bauteile immer das Footprint zum selber Löten, also mit dem Suffix „Handsoldering“ gewählt, weil es etwas größer ist, als das reguläre Footprint. Lässt man die Platine jedoch (Teil-) bestücken, dann kann man das kleinere reguläre Footprint auswählen und außerdem die kleinste verfügbare Bauform, nämlich 0402 auswählen. Das gibt einerseits einen beachtlichen Platzgewinn, andererseits sind die kleinen Bauteile für Anwendungen im Hochfrequenzbereich weitaus besser geeignet, weil ihre Selbstresonanzfrequenzen deutlich höher liegen, als bei den größeren Bauteilen. Zu beachten ist aber, daß Kondensatoren in dieser Baugröße meist nur geringe Betriebsspannungen vertragen, manche nur 6 V oder 10 V und die SMD Drosseln in der zulässigen Stromstärke begrenzt sind, weil ihr ohm’scher Widerstand höher ist, als bei größeren Bauformen.
Als Hersteller habe ich mir die Firma JLCPCB ausgesucht, einfach weil mehrfach über deren Service berichtet wurde, zuletzt in einer der jüngsten Ausgaben des „Funkamateur“. Es gibt andere Hersteller, die sicherlich genausogut sind. JLCPCB hat einen großen Lagerbestand an benutzbaren Bauteilen, laut Website über 40.000 Stück. Viele davon können ohne Aufpreis benutzt werden, weil sie ständig auf dem Bestückungsautomaten eingelegt sind. Wählt man andere Bauteile aus, die sogenannten „extended parts“, dann zahlt man einmalig pro Auftrag und pro extended part $ 3,00 oder € 2,40 als Aufwandsentschädigung für denjenigen, der dann die neue Rolle aus dem Lager holen und einlegen muß. Darüberhinaus zahlt man natürlich die Fertigung der Leiterplatte, einen geringen Grundpreis für die Bestückung und jedes Bauteil. Bei den passiven Bauteilen, Widerständen, Kondensatoren und Spulen sind die Bauteilkosten vernachlässigbar. Sie werden im Bauteilekatalog angezeigt und kosten meist weniger als 1 ct, mitunter nur 0,1 ct. Dabei ist 0402 oft die preisgünstigste Variante.
Unter diesen Randbedingungen habe ich dann ein Redesign des Relaistreibers gemacht und bei JLCPCB fertigen lassen. Die geringe Bauteilgröße gestattete viel mehr Drosseln und ein paar mehr Kondensatoren auf der Leiterplatte unterzubringen, als auf der ersten Version. Die Abmessungen der neuen Leiterplatte sind gleichgeblieben: 30,5 mm x 43,0 mm (1,2″ x 1,7″). Leider ist sie dennoch nicht kompatibel, weil ich die Buchsenleiste nicht mehr als SMD bestücken wollte, sondern als durchkontaktiertes Bauteil. Damit musste der Abstand der Leisten leider um 100 mil größer werden. Weil es ohne Aufpreis möglich war, habe ich diesmal blauen Lötstopplack gewählt. Hier die Kicad 3D-Vorschau:
Und hier der zugehörige Schaltplan als PDF.
Das Vogelfutter auf der Unterseite habe ich bis auf die großen SMD-Bauteile D1, F1 und L1 bestücken lassen. Zum manuellen Bestücken bleiben also die beiden Treiber auf der Oberseite und die Prüfpins, die Pin- und Sockelleisten oben und unten und die drei schon erwähnten SMD-Bauteile auf der Unterseite. An „guten Tagen“ ist sowas in 20 Minuten erledigt.
Was hat das ganze nun gekostet? Genau €28.52 für zehn Leiterplatten. Die Kosten beinhalten die Fertigung der doppelseitigen Leiterplatten, die Teil-Bestückung wie oben beschrieben, die Bauteilekosten und die Zusatzkosten für ein „extended Part“. Außerdem beinhaltet der Preis die Lieferung nach Deutschland in das Verteilzentrum von JLCPCB, die Verzollung und den Weiterversand vom Verteilzentrum zu mir nach Hause. Der Gesamtpreis teilt sich übrigens folgendermaßen auf: Merchandise Total: €17.73, Shipping Charge: €10.78. Die Lieferzeit war 12 Tage, Sonntagabend bestellt und Freitags geliefert.
Auch der Service war hervorragend. Ich hatte am Sonntagnachmittag mehrfach versucht, die Bestellung online einzugeben und es kam immer wieder eine unverständliche Fehlermeldung beim Übernehmen in den Warenkorb. Darauf konnte ich mir keinen Reim machen, also mal im Online Formular um Hilfe gebeten. Ich erhielt sofort eine automatische Email-Antwort, daß im Moment niemand verfügbar sei und man sich sobald wie möglich meldet. Ja klar, es musste in China auf Mitternacht zugehen, die Antwort wird dann wohl am Montagmorgen kommen. Zu meiner Verwunderung dauerte es keine Stunde, bis mir jemand per Email freundlich und in gutem Englisch erklärte, daß ich vermutlich eine Kombination gewählt hätte, die sie nicht anbieten. Sie kennen das Problem, der Dialog auf der Website würde nicht alle Eingabefehler abfangen. Ich hatte 1,2 mm Leiterplattenstärke bei blauem Lötstopplack gewählt, blau geht aber nur bei 1,6 mm Stärke.
Unglaublich, da kann und will kein europäischer Hersteller mithalten, ganz davon abgesehen, daß die hier noch nie an Bastlern interessiert waren. Die waren immer nur lästig. Wo führt das hin? Ganz klar zu immer weiterer Abhängigkeit von China. Unsere Fertigung macht dicht und irgendwann werden wir jeden Preis zahlen müssen, weil wir es nicht mehr können. Vielleicht wird ja Gendergaga und Klimahysterie unser neuer Exportschlager.