Making of …

Die Fertigung der „ECO Power“-Boards für die ersten Anwender und die Ausstellung zur MakerFaire Hannover

Die Bauteilliste wird aus dem Leiterplattenprogramm „Eagle“ exportiert und in einer speziellen Software, welche der Eigentümer des Bestückungsautomaten selbst entwickelt hat, mit der Bauteiledatenbank abgeglichen und zum Automaten übertragen. Die Bestückung mit dem Automaten geht präzise und schnell.

Der erste Schwung bestückter Platinen geht zum Löten in den Reflow-Ofen:

Ein selbstkonstruierter Testadapter erlaubt ein schnelles Durchtesten aller Anschlüsse des „ECO Power“-Boards, somit ist schnell sichergestellt, dass alle GPIO-Pins sowie die analogen Anschlüsse funktionieren. Zusätzlich wird auch noch die LoRa-Funkverbindung getestet. Der umgebaute Raspberry Pi im Hintergrund dient als Programmer zum Aufspielen verschiedener Testprogramme:

Unter einem Stereomikroskop werden die feinen SMD-Lötstellen kontrolliert und, falls erforderlich, korrigiert:

Mit einem Labornetzteil wird geprüft, ob die Platine per USB-Stromversorgung sowie über eine Batterie richtig funktioniert und die Stromaufnahme im erlaubten Bereich stabil ist. Auch die automatische Stromumschaltung von Batterie auf USB und zurück wird geprüft:

Die ADC-Referenzspannung wird pro Board vermessen und permanent im Board gespeichert. Damit stellen wir sicher, dass die Messung der Batteriespannung sowie die ADC-Anwendungen beim Kunden genaue Ergebnisse liefert. Die Abbildung zeigt, dass  dieses ESP32-Modul eine ADC-Referenzspannung von 1,074 Volt anstelle von 1,100 Volt aufweist. Dank der Kalibrierung funktionieren die ADC-Messungen beim Kunden jedoch genau:

Die präzise Uhrzeit wird erreicht, indem der temperaturkompensierte Oszillator der Uhr (RTC) vermessen und kalibriert wird. Die Kalibrierung erfolgt mit einer Atomuhr-basierten 10-MHz-Frequenzreferenz über einen Frequenzzähler. Die notwenige Kalibrierung wird permanent im Board gespeichert und liefert über Jahre hinweg eine sehr genaue Uhrzeit.

Die komplette Lösung inklusive beigelegten Sensor benötigt im RadioShuttle „Node Offline“-Modus, der den ESP32 „deepsleep“ nutzt, nur 7 µA im Batteriebetrieb. Das überprüfen wir natürlich ganz genau:

Ein letzter unabhängiger Kontrollgang und das Aufspielen der fertigen RadioShuttle-Software.

PS: Jedes Pärchen der ungeraden/geraden Gerätenummern (z. B. 805/806) ist jeweils als Knoten und als Station (Server) programmiert. Somit kann sofort – ohne Aufspielen einer Software – das Senden/Empfangen von Nachrichten getestet werden. Batterien rein und los geht’s!

Für den ersten Schwung Boards haben wir Bauteilhalterungen per Lasercutter erstellt, damit die Boards eine feste Unterlage haben. Hier solch ein Muster:

Die Bauteilhalterungen sind super! Leider benötigt der Laser pro Durchlauf eine Stunde, dann noch mal eine gute Stunde für das Leimen. In der Anfangsphase legen wir die Bauteilhalterungen bei – da werden die Anwender überrascht sein.

Nicht zu vergessen: die komplette Hard- und Softwareentwicklung sowie die Produktion ist „Made in Germany“ (Hannover). Die RadioShuttle Arduino-Boards (LongRa und ECO Power) sind bei Arduino Hannover in der LoRa-Gruppe entstanden. Wir wünschen viel Erfolg mit dem ESP32 ECO Power mit LoRa-Board.