Bau des Gam_Bo_Prop / Building the Gam_Bo_Prop

[TuxFan]

Hallo,
heute sind die Platinen vom GBP und den schon geplanten SD-Modulen angekommen.
Ich verfasse den GBP Bau-Thread in Deutsch und Englisch.


Hello,
today, the boards of GBP and the already planned SD modules have arrived.
I write the GBP construction thread in German and English.

[TuxFan]

Hallo zusammen!
Hiermit veröffentliche ich das Gam_Bo_Prop Schema als PDF-Datei, damit man die folgenden Lötschritte besser verfolgen kann.
Vorsicht! Zu diesem Zeitpunkt ist das Board nur teilweise bestückt und getestet.
Das ganze Schema ist in Baugruppen und Unterbaugruppen aufgeteilt. Die Nummerierung der einzelnen Bauteile folgt folgendem Schema. Die Zahl des Bauteils ist dreistellig.
Beispiel :
R123
1 = Unit
2 = Unterbaugruppe
3 = Laufende Nummer
Ich werde in diesem Thread nur Bilder von Baugruppen oder Bereiche davon zeigen, die soweit fertiggestellt sind, daß man sie mit Software oder anderen Messmitteln testen kann. Am Schluß des Threads, wenn der Gam_Bo_Prop richtig läuft, werde ich ein Bau-Heft verfassen, in welchem die einzelnen Schritte mit weiteren detaillierten Bildern zu sehen sind.

Da dieses Projekt ausschließlich mit SMD-Bauteilen bestückt ist, ist es für einen erfahrenen Elektronik-Bastler und nicht für einen Anfänger geeignet.

Wird fortgesetzt...

Hi!
Herewith I publish the Gam_Bo_Prop scheme as a PDF-file so you can track the following soldering steps better.
Caution! At this time the board is only partly equipped and tested.
The whole scheme is divided into units and subunits. The numbering of the individual components follows the following scheme. The number of the component is three digits.
Example:
R123
1 = Unit
2 = sub-unit
3 = Current number
I will show in this thread, only pictures of assemblies or areas thereof which are so far completed, that they can be tested using software or other measuring devices. At the end of the thread when the Gam_Bo_Prop running well, I'll write a construction issue in which you can see the steps with more detailed images.

As this project is exclusively populated with SMD components, it is for an experienced hobbyist in electronics and not suitable for a beginner.

To be continued....

[TuxFan]

Baugruppe 1 :
Unterbaugruppe 1.1 :
1. Löten der beiden LEDs (LED111 red 0805, LED112 green 0805)
2. Löten der beiden Widerstände (R111 330Ohm 0805, R112 330Ohm 0805)
3. Löten der beiden Kondensatoren (C111 100nF 0805, C112 100nF 0805)
4. Löten der USB-Buchse (CON111)
5. Löten der PTC-Sicherung (F111 500mA)
6. Löten des Feritebeads (L111 1206)
7. Optische Kontrolle der Lötungen ob kein Kurzschluß vorhanden ist, am besten mit einer Juwelier-Lupe. Danach eine Kontrolle der Anschlüsse der USB-Buchse mit einem Multimeter (Einstellung Widerstandsmessung) ob keine Kurzschlüsse vorhanden sind.
Bild 1.
8. Löten des IC111 (FT232RL SSOP28)
9. Optische Kontrolle der Lötungen ob kein Kurzschluß vorhanden ist.
10. Testen mit USB-Kabel am PC. Wenn alles richtig ist, sollte der FT232RL vom Betriebssystem erkannt werden und die LEDs flackern kurz auf.
Bild 2.

Unterbaugruppe 1.2
11. Löten Widerstand (R121 10kOhm 0805)
12. Löten Kondensator (C121 10 nF 0805)
13. Löten Transistor (T121 BC847B)
Bild 3.
Der Taster (S121 momentary switch) wird zu einem späteren Zeitpunkt eingelötet, da er das Einlöten von anderen Bauteilen behindern kann.

Wird fortgesetzt...

Unit 1:
Subunit 1.1:
1. Soldering of the two LEDs (red LED111 0805, LED112 green 0805)
2. Solder the two resistors (R111 330Ohm 0805, R112 330Ohm 0805)
3. Soldering the two capacitors (C111 100nF 0805, C112 100nF 0805)
4. Soldering the USB connector (CON111)
5. Soldering the PTC fuse (F111 500mA)
6. Soldering the Feritebeads (L111 1206)
7. Visual inspection of the soldering if no short circuit is present, preferably with a jeweler's loupe. Then a check of the Ports of the USB socket with a multimeter (resistance measurement setting) if no short circuits are present.
Figure 1
8. Soldering the FTDI chip (IC111 FT232RL SSOP28)
9. Visual inspection of the soldering if no short circuit is present.
10. Testing with a USB cable to the PC. If everything is correct, FT232RL should be recognized by the operating system and the LEDs are flickering for a short time.
Figure 2

subunit 1.2 :
11. Soldering resistor (R121 10k 0805)
12. Soldering capacitor (C121 10nF 0805)
13. Solder transistor (T121 BC847B)
Figure 3
The button (momentary switch S121) is soldered to a later time because it might constrict the soldering of other components.

To be continued...

[TuxFan]

Es geht weiter. Nun löten wir die Spannungsversorgung .
Die Unterbaugruppe 2.1 enthält die Spannungsversorgung der Schaltung bei Versorgung durch den USB-Anschluß.
Die Unterbaugruppe 2.2 enthält die Spannungsregelung (Step-Up Regler) bei Versorgung durch zwei Batterien oder Akkus (Größe AAA)
Wenn der Schalter eingelötet ist, wird die Schaltung (Schalterstellung Off) über USB versorgt. Wenn der USB-Anschluß an einen PC-Angeschlossen ist, ist die Regelung immer aktiv und die gelbe LED leuchtet. Bei Schalterstellung On, erfolgt die Spannungsversorgung aus den Batterien über den Step-Up-Regler. Bei Schalterstellung Off wird die Batterie vom Regler getrennt und dieser Regler ist nicht aktiv.
Baugruppe 2 :
Unterbaugruppe 2.1 :
1. Löten der LED (LED211 yellow 0805)
2. Löten des Widerstandes (R211 330Ohm 0805)
3. Löten der beiden Kondensatoren (C212 100nF 1206, C213 100nF 1206)
4. Löten der beiden Kondensatoren (C211 10µF 1206, C213 10µF 1206)
5. Löten des Spannungsreglers LM1117 (IC211 3,3V max500mA über USB)
6. Optische Prüfung
7. Anschluß der 5V-Spannung über USB-Kabel. Die LED sollte leuchten und am Ausgang des Reglers sollten 3,3V gemessen werden.
8. Spannungsversorgung über USB abschalten.
Bild 1.

Unterbaugruppe 2.2 :
9. Löten des Step-Up Reglers LTC3525 (IC221 6-LEAD-SC70 3,3V max 140mA von 2 Batterien), das ist sehr kniffelig.
10. Optische Prüfung mit einer Juwelier-Lupe.
11. Löten des Kondensators (C222 10µF 1206)
12. Löten des Kondensators (C221 1µF 1206)
13. Löten der Spule (L221 10 µH 1210)
14. Optische Prüfung mit einer Juwelier-Lupe.
Bild 2.

15. Löten des Schalters
16. Optische Prüfung mit einer Juwelier-Lupe.
Bild 3.

17. Provisorischer Anschluß einer 1,5V Batterie an den oberen Lötpads und am Ausgang des Reglers die Spannung messen. Es sollten etwa 3,3V sein.
Zu den Messungen wird es im Bau-Heft genauere Anweisungen und Bilder geben.

Wird fortgesetzt...

It goes on. Now we solder the power supply.
The subunit 2.1 includes the circuit for powersupply through the USB port.
The subunit 2.2 includes the voltage regulation (step-up regulator) for powersupply by two batteries (size AAA)
When the switch is soldered, the circuit (switch off) is powered through USB. If the USB port is properly connected to a PC, the regulator is always on and the yellow LED is on. If power-switch is on, the circuit is supplied from the batteries via the step-up regulator. If switch is off the battery is disconnected from the controller and the output of the step-up regulator is disconnected from the circuit.
Unit 2:
Subunit 2.1:
1. Soldering the LED (yellow LED211 0805)
2. Soldering of the resistor (R211 330Ohm 0805)
3. Soldering the two capacitors (C212 100nF 1206, C213 100nF 1206)
4. Soldering the two capacitors (C211 10μF 1206, C213 10μF 1206)
5. Soldering the LM1117 voltage regulator (IC211 max500mA 3.3V via USB)
6. Optical testing
7. Connection of the 5V power from USB cable. The LED should light and the 3.3 V output of the controller should be measured.
8. Power supply via USB off.
Figure 1

Subunit 2.2:
9. Soldering the step-up regulator LTC3525 (IC221 6-LEAD-SC70 3.3V 140mA max of 2 batteries), this is very tricky.
10. Optical inspection with a jeweler's loupe.
11. Solder the capacitor (C222 10μF 1206)
12. Solder the capacitor (1μF C221 1206)
13. Soldering the coil (10 µH L221 1210)
14. Optical inspection with a jeweler's loupe.
Figure 2

15. Soldering the switch
16. Optical inspection with a jeweler's loupe.
Figure 3

17. Temporary connection of a 1.5 V battery to the upper pads and measure the voltage at the output of the controller. It should be about 3.3 volts.
Among the measurements, there will be detailed instructions and pictures in the construction booklet.

To be continued...

[TuxFan]

Hallo !

Zuerst eine Warnmeldung :
Achtung !
Der Aufbau und die Tests des Boards sind weiter vorangeschritten als in dieser Dokumentation beschrieben. Deshalb hat sich das Schema etwas geändert.
Die Änderungen betreffen den Tasten-Controller und den Kopfhörerverstärker.
Bitte nicht das obige Schema zu eigenen Nachbauten zu diesem Zeitpunkt heranziehen.

Nun kommt das Herz des Gam_Bo_Prop, die CPU-Baugruppe.

Baugruppe 3. und Unterbaugruppe 4.1
1. Löten des Propellerchips
2. Löten des Quarzes (10MHz)
3. Löten der zwei Widerstände aus der Unterbaugruppe 4.1 (R411, R412 10KOhm 0805) nach dem Löten von C302 würde es problematisch diese zwei Widerstände zu löten.
4. Löten der 4 Kondensatoren (C301, C302, C303, C304 jeweils 100nF 0805)
Bild 1

Damit die CPU richtig booten kann und immer weiß wie spät es ist , folgt die
Baugruppe 4.
Unterbaugruppe 4.2
5. Löten des EEProm (IC421 24C512 soic8)
6. Löten der RTC (IC422 DS1338Z33 soic8). Es kann die selbe Software verwendet werden wie bei der DS1307.
7. Löten der zwei Kondensatoren (C421 und C422 100nF 0805)
8. Löten des Quarzes (Q421 32,768kHz TC38)
9. Optical inspection with a jeweler's loupe.
10. Das Board wird mit einem USB-Kabel an einen PC angeschlossen und die Schaltung mit dem Testprogramm 1 (GBP_RTC_T1.spin) getestet.
11. Wenn das Testprogramm richtig läuft, kann der Batteriehalter für die RTC aufgelötet werden und eine Batterie eingesetzt werden.
Bild 2

Am Schluß der gesamten Dokumentation werden die Testprogramme zum Download bereitgestellt.

Wird fortgeführt.....

Attention!
First, a warning message :
The construction and testing of the boards are more advanced than that described in this document. Therefore, the scheme has changed somewhat.
The modifications concern the keyboard-controller and the headphone amplifier.
Please do not use the above scheme for your own reconstructions at this time.

Now comes the heart of the Gam_Bo_Prop, the CPU module.
Unit 3 with subunit 4.1
1. Soldering the Propeller chip
2. Soldering the crystal (10MHz)
3. Soldering the two resistors from the sub-assembly 4.1 (R411, R412 10 KOhm 0805) after the soldering of C302 would it problematic to solder these two resistors.
4. Solder the 4 capacitors (C301, C302, C303 C304, each 100nF 0805)
Figure 1

This enables the CPU boot properly, and always know how it is late , following the
Unit 4
Subunit 4.2
5. Soldering of EEPROM (IC421 24C512 SOIC8)
6. Soldering of the RTC (IC422 DS1338Z33 SOIC8). The DS1338Z33 can use the same software as the DS1307.
7. Soldering the two capacitors (C421 and C422 100nF 0805)
8. Soldering the crystal (32.768 kHz Q421 TC38)
9. Optical inspection with a jeweler's loupe.
10. The board comes with a USB cable connected to a PC and you can test the circuit with the testprogram 1 (GBP_RTC_T1.spin).
11. If the test program is running properly, the battery holder for the RTC to be soldered and a battery is inserted
Figure 2

At the end of the complete documentation, the test programs are available for download.

To be continued...

[TuxFan]

Hallo !
Beim Aufbau des ersten Prototypen des Gam_Bo_Prop habe ich zuerst ein paar Teile der Baugruppe 6 eingelötet. Dies erwies sich jedoch bei der Installation des LCD-Displays als nicht sinnvoll. Deshalb sollte man erst einen Teil der Baugruppe 5 löten und den eingebauten SD-Kartenhalter auf den Bildern ignorieren.

Baugruppe 5
Unterbaugruppe 5.1
1. Lötjumper der den Anschluß 6 des displays auf GND legt.
2. Löten des Kondensators (C511 100nF 0805)
3. Löten der fünf Widerstände (R511 bis R515 47Ohm 0805)
4. Löten des FET-Transistors (BS20 )
Diese Baugruppe übernimmt die Steuerung der Hintergrundbeleuchtung.
Bild 1

Unterbaugruppe 5.2
1. Herstellung einer Hilfskonstruktion aus doppelseitiger Wellpappe. Damit kann man das Displaykabel besser fixieren und anlöten.
2. Fixieren des Boards mit Nadeln.
Bild 2
3. Fixieren des Displaykabels mit zwei Nadeln am Board. Hierzu sind extra Bohrungen im Kabel und im Board. Eine dieser Bohrungen würde durch den SD-Kartenhalter blockiert. Deswegen diesen danach einbauen.
4. Einlöten des Displaykabels
5. Optische Kontrolle
Bild 3
6. Display auf das Board in die Fixierungen legen und mit Tesafilm provisorisch befestigen.
7. Backlight-Test mit Testprogramm 2 (GBP_BGLED_T2.spin).
8. Grafik-Test with Testprogramm 3 (GBP_LCD_T3.spin).
Bild 4

Der Display Treiber (MIO283QT-2.spin), veröffentlicht im Parallax-Forum, läuft für grafische Ausgaben recht gut. Was jedoch noch fehlt, ist eine Ausgabe von Text. Die Textausgabe wird für den Test von SD-Karte, SRAM und Flash benötigt.

Wird fortgesetzt...


Hello!
In building the first prototype of the Gam_Bo_Prop I first soldered some parts of the unit 6. This is not usefull while Installing the LCD display. So you should solder subunit 5.1 and 5.2 and ignore the built-in SD card holder on some pictures.

Unit 5
Subunit 5.1
1. Solderjumper sets the port 6 of the display to GND.
2. Solder the capacitor (C511 100nF 0805)
3. Solder the five resistors (R511 to R515 47Ohm 0805)
4. Soldering the FET-transistor (BS20)
This module takes control of the backlight.
Figure 1

Subunit 5.2
1. Preparing a construction consisting of double wall corrugated board. So you can fix the display cable and solder it better.
2. Fixing the board with pins.
Figure 2
3. Fixing the display cable with two needles on the board. For this purpose, are extra holes in the cable and the board. One of these holes would be blocked by the SD card holder. Therefore, install this later.
4. Soldering of the display cable
5. Optical control
Figure 3
6. Put display on the board in the fixation holes and fix it with tape.
7. Backlight-Test with testprogram 2 (GBP_BGLED_T2.spin).
8. Grafik-Test with testprogram 3 (GBP_LCD_T3.spin).
Figure 4

The display driver (MIO283QT 2.spin), published in Parallax forum, is for graphical output quite well. What is still missing, is an output of e text. The text output is required for the test of SD card, SRAM and Flash.

To be continued...

[TuxFan]

Hallo
Heute wird mit einem Teil der Baugruppe 6 weitergemacht.

Baugruppe 6 :
Unterbaugruppe 6.2 :
1. Löten des IC (IC621 74HC138 soic16)
2. Löten des Kondenstors (C611 100nF 0805)
3. Optische Kontrolle mit Lupe
Bild 1 :

Unterbaugruppe 6.3 :
4. Löten der beiden Widerstände (R631 und R632 10kOhm 0805)
5. Löten Kondensator (C631 100nF 0805)
6. Löten Kondensator (C615 100nF 0805) weil man jetzt an dieses Bauteil noch gut herankommt.
7. Löten SD-Connector
8. Optische Kontrolle mit Lupe

Bild 2 :

Wird fortgesetzt.....


Hi.
Today, it continues with a part of the unit 6.

Unit 6:
Subunit 6.2:
1. Soldering of the IC (IC621 74HC138 SOIC16)
2. Soldering capacitors (C611 100nF 0805)
3. Optical control with loupe
Figure 1:

Subunit 6.3:
4. Solder the two resistors (R631 and R632 10k 0805)
5. Soldering capacitor (C631 100nF 0805)
6. Soldering capacitor (C615 100nF 0805). Now there is enough space to solder this part.
7. SD Connector Soldering
8. Optical control with loupe

Figure 2:

To be continued .....

[TuxFan]

So heute geht es an die Tasten.

Baugruppe 7
1. Löten des Kondensators (C701 100nF 0805)
2. Löten des Dezimal nach BCD-Encoders (IC701 74HC147 soic16)
3. Löten einer Drahtbrücke (Asche auf mein Haupt, während der Planung ist mir gar nicht aufgefallen daß der Eingang unbelegt war und eigentlich an VCC angeschlossen werden muß.)
Bild 1:
4. Löten der acht pull up Widerstände (R701 bis R708 10kOhm 0805)
5. Kürzen der Anschlußdrähte (max. 1,5mm lang) von den drei Tasten (S702, S703 und S704), die sich unterhalb der Batterien befinden werden. Die durchgesteckten Enden würden die Auflage der Batterien auf der Platine stören.
Bild 2:
6. Diese Tasten werden auf der Displayseite verlötet.
7. Einstecken der restlichen 5 Tasten (S701, S705 bis S708).
8. Diese werden auf der Seite mit dem Propeller-Chip verlötet.
Bild 3:
9. Optische Prüfung.
10. Tasten-Test mit Testprogramm 4 (GBP_GKEY_T4.spin).
11. SD-Card-Test mit Testprogramm 5 (GBP_SD_T5.spin)
Bild 4:

Wird fortgeführt......


Today it goes to the keyboard.

Unit 7
1. Solder the capacitor (C701 100nF 0805)
2. Soldering of the decimal to BCD encoder (IC701 74HC147 SOIC16)
3. Soldering of a jumper (shame on me, during the planning I did not notice that the entrance was not used and must be properly connected to VCC.)
Figure 1:
4. Soldering the eight pull up resistors (R701 to R708 10k 0805)
5. Shorten the lead wires (max. 1.5 mm long) of the three buttons (S702, S703 and S704) that are located underneath the battery.
Figure 2:
6. These buttons are soldered on the display side.
7. Insertion of the remaining 5 buttons (S701, S705 to S708).
8. These are soldered on the side of the propeller chip.
Figure 3:
9. Optical inspection.
10. Key-Test mit Testprogram 4 (GBP_GKEY_T4.spin)
11. SD-Card-Test mit Testprogram 5 (GBP_SD_T5.spin)
Figure 4:

To be continued...

[TuxFan]

Machen wir weiter mit der Audio-Ausgabe. Geplant ist eine einfache stereo Audio-Ausgabe für Kopfhörer. Die Tonerzeugung (Tonhöhe und Lautstärke) soll über PWM realisiert werden. Zuerst war ein Kopfhörerverstärker mit 2dB Gain vorgesehen. Es stellte sich aber heraus, daß sich trotz geringer Verstärkung, die Lautstärkeregelung nicht richtig durch PWM zu realisieren war. Das Verstärker-IC wurde deshalb durch zwei Drahtbrücken ersetzt, die die ehemaligen Ein- und Ausgänge verbinden. Die zwei Ausgangskondensatoren wurden durch zwei Widerstände (2,7 kOhm bis 4,7KOhm) in Serie mit den Kopfhörern ersetzt um ebenfalls die Lautstärke im Kopfhöhrer zu verringern.

Baugruppe 8:
1. Löten der zwei Kondensatoren (C804 und C805 100nF 0805)
2. Löten der zwei Kondensatoren (R801 und R802 220Ohm 0805)
3. Löten der zwei Kondensatoren (C806 und C807 10µF 1206)
Bild 1.
4. Löten von zwei Drahtbrücken
Bild 2.
5. Löten von zwei Widerständen (R803 und R804 2k7 bis 4k7 1206)
6. Löten der Kopfhörerbuchse

Untergruppe 1.2 :
7. Löten des Reset-Tasters

8. Optische Kontrolle
9. Audio-Test mit Testprogramm 6 (GBP_AUDIO_T6.spin)
Bild 2.

Wird fortgesetzt......


Let's go with the audio output. The plan is a simple stereo audio output for headphones. The tone (pitch and volume) is to be realized by PWM. At first one was planned with 2dB gain headphone amplifier. It turned out that despite the low gain, the volume control was not realized properly through with PWM. The amplifier chip was therefore replaced by two wire bridges that connect the former inputs and outputs. The two output capacitors were replaced by two resistors (2.7kOhm to 4,7kOhm) replaced in series with the headphones to also reduce the volume in the headphones.

Unit 8 :
1. Soldering the two capacitors (C804 and C805 100nF 0805)
2. Soldering the two capacitors (R801 and R802 220ohm 0805)
3. Soldering the two capacitors (C806 and C807 10μF 1206)
Figure 1.
4. Soldering two wire bridges
5. Soldering of two resistors (R803 and R804 2k7 to 4k7 1206)
6. Soldering the headphone jack

Subunit 1.2 :
7. Soldering the reset-button

8. optical control
9. Audio-Test with Testprogram 6 (GBP_AUDIO_T6.spin)
Figure 2.

To be continued ......

[TuxFan]

Heute muß endlich der Batteriehalter eingebaut werden.

Baugruppe 2 :
Unterbaugruppe 2.2 :
1. Als einfachste Lösung habe ich Spiralfedern als Kontakte für die Minus-Pole vorgesehen. Die hier verwendeten stammen aus einem defekten CD-Player. Beide Federn mußten etwas gekürzt werden.
Bild 1.
2. Nach dem Kürzen werden sie auf die rechteckigen nach innen weisenden Lötflächen gelötet.
3. Einlöten der Kontakt-Platinen in das Motherboard an den insgesamt 16 Lötpads
Bild 2.
4. Batterien einsetzen und Gerät einschalten. Falls schon ein Testprogramm installiert ist, sollte dieses nun starten.

Wird fortgesetzt.....

Today finally the battery holder must be installed.

Unit 2:
Subunit 2.2:
1. The simplest solution I've provided spiral spring contacts for the minus-pole. Those used here come from a broken CD player.
Both springs had to be shortened.
Figure 1.
2. Then they are soldered to the inward-facing rectangular solder pads.
3. Soldering the contact boards into the motherboard to the 16 solder pads
Figure 2.
4. Insert the batteries and turn power on. If a test program is already installed, this should start now.

To be continued .....