Werkzeuge und Werkstatt
Für den Bau von Strido brauchen Sie einen kleinen Satz Handwerkzeuge, einen Lötkolben, eine Dupont-Crimpzange und ein Multimeter sowie einen 3D-Drucker. Diese Seite listet sie auf, erklärt die elektrischen Techniken des Kabelbaums (Löten, Crimpen, Hebelklemmen, Schrumpfschlauch) und die Multimeter-Prüfungen, die Verdrahtungsfehler aufdecken, bevor sie ein Board kosten.
In Strido
Die Werkzeuge sind in der Stückliste unter Werkzeuge (nicht in den Summen) und in Abschnitt E (Werkzeuge und Verbrauchsmaterial) des Katalog- und Montagebuchs (Katalog) aufgeführt. Die Kabelbaum-Schritte und Spannungsprüfungen stehen in electronics.md; Montageschritt 0 listet die Werkzeuge pro Aufgabe auf (Montageanleitung).
Die Werkzeugliste
Aus Abschnitt E des Katalogs (wofür jedes Werkzeug dient) und der Werkzeugtabelle der Stückliste (Beispielprodukte):
| Werkzeug | Verwendung in Strido | Beispiel in der Stückliste |
|---|---|---|
| Innensechskantschlüssel 1,5 / 2,0 / 2,5 mm | M2- / M2.5- / M3-Zylinderköpfe | Wera 950/9 Hex-Plus Satz |
| Steckschlüssel 4,0 / 5,0 / 5,5 mm | Halten der M2- / M2.5- / M3-Muttern | nicht bepreist |
| Bohrer 2,2 / 2,7 / 3,2 mm (Hand oder Stiftenklöbchen) | Nachbohren der engen Löcher aus dem Passungsbericht | — |
| Seitenschneider (bündig), Entgrater | Entfernen von Stützen und Brims | Wiha 26812 |
| Lötkolben, Lot, Schrumpfschlauch | Stromeingang, XT60-Steckverbinder, Spleiße, XIAO-Pins, PCA9685-OE-Pull-up | Miniware TS101; Lot (solder) und das Schrumpfschlauch-Sortiment sind in der Stückliste |
| Abisolierzange | Abisolieren von 14–22 AWG Silikonlitze | Jokari Super 4 plus |
| Dupont-Crimpzange, Kontakte + Gehäuse | Pi-5-V-Versorgung (W12), W17/W20 am PCA9685, die 12 neu gecrimpten Servo-Signaldrähte | DxCRIMP-Set; Kontakte und Gehäuse: dupont_crimp_contacts (610-teiliges Set) in der Stückliste |
| Spiralschlauch, Kabelbinder, selbstklebende Kabelbinder-Sockel | Verlegen des Kabelbaums: Spiralschlauch um jedes Bündel aus drei oder mehr Kabeln, Kabelbinder an den markierten Stellen, zwei Sockel 13 × 13 mm auf den seitlichen Deckleisten | in der Stückliste (spiral_wrap, cable_ties Beutel à 100, cable_tie_mounts) |
| Multimeter | 6,0-V-UBEC-Prüfung, 5-V-Schiene, OE-Spannung | Kaiweets |
| Messschieber | Messen gedruckter Löcher, Lager, Schraubenlängen | — |
| Mittelfeste Schraubensicherung | nur für Schrauben in Metallhörnern (nie in gedruckten Löchern) | in der Stückliste (Befestigungselemente) |
| Dünnflüssiger Sekundenkleber (CA) | Härten schwacher gedruckter Vorbohrungen (ADR-009-Rückfallebene) | beliebiger flüssiger Sekundenkleber |
| LiPo-Balancer-Ladegerät + LiPo-Tasche | Akkupflege | in der Stückliste (Versorgung) |
| USB-C-Kabel | Flashen des XIAO ESP32-S3 | — |
| 3D-Drucker, Druckbett ≥ 220 × 220 mm | alle Druckteile (Schalen messen 114 × 208 mm) | z. B. Bambu Lab A1 Combo |
Warum ein Stiftenklöbchen und keine Bohrmaschine zum Nachbohren? Sie wollen nur die 0,1–0,2 mm Kunststoff entfernen, die der Druck hinzugefügt hat; eine Bohrmaschine erhitzt PETG, verhakt sich und kann einen dünnen Dom sprengen.
Einrichtung des Arbeitsplatzes
- Eine ebene, nicht brennbare Unterlage zum Löten und Laden, ohne Brennbares in Reichweite des Lötkolbens oder der LiPo-Tasche.
- Gutes Licht und eine Lupe für die 2,54-mm-Dupont-Pins und die kleinen Adafruit-Boards.
- Teileschalen pro Montageschritt: Die Teileboxen der Anleitung listen genau, welche Schrauben jeder Schritt verwendet; sortieren Sie diese also zuerst.
- Belüftung beim Löten (Flussmitteldämpfe) und beim Drucken.
- Eine antistatische Gewohnheit: Berühren Sie einen geerdeten Metallgegenstand, bevor Sie Pi, XIAO, IMU oder PCA9685 anfassen, und halten Sie Boards an den Kanten (siehe Sicherheit).
- Eine Tischversorgung: Das in der Stückliste empfohlene Raspberry Pi 27 W USB-C-Netzteil versorgt den Pi allein für Softwarearbeiten, sodass der LiPo am Schreibtisch nicht nötig ist.
Löten
Löten verbindet zwei Metalle mit einer niedriger schmelzenden Legierung. Eine gute Lötstelle entsteht, indem Sie beide Teile mit dem Lötkolben erhitzen und das Lot in die Verbindung zuführen, nicht auf die Lötspitze.
Wo Sie an diesem Roboter löten:
| Lötstelle | Draht | Hinweise |
|---|---|---|
| Akkueingang XT60H: W01 (+) und W04 (−) | 14 AWG | Große Kontakte brauchen eine heiße, breite Spitze; Lötkelch und Draht vorverzinnen |
| Arming-Port XT60H: W02/arming an Kontakt 1, W03 an Kontakt 2; die Brücke des Loop-Keys | 14 AWG | der Loop-Key verbindet die beiden Kontakte des Ports; prüfen Sie zuerst seinen Kontakttyp (Multimeter-Tabelle unten) |
| Leitungen des Hauptsicherungshalters: W01 ein, W02 aus | 14 AWG | jede Lötstelle mit Schrumpfschlauch versehen |
| Spleiß in der Rückschale: W02, W02/arming und die eigene Leitung des Logik-Sicherungshalters | 14 AWG | Spleiß mit Schrumpfschlauch; die 14-AWG-Leitung des Halters ist der Logikabgriff (kein dünnerer Draht hinter der 25-A-Sicherung) |
| Spleiß unter dem Deck: W03 → beide UBEC IN+ | 14 AWG | Spleiß mit Schrumpfschlauch |
| Massestern W04 neben dem Akkueingang | 14 AWG zu beiden UBEC IN−, 18 AWG zu GND des Schalters | ein Sternpunkt; mit Schrumpfschlauch versehen |
| UBEC-Ausgänge W05 / W06 | 18-AWG-Paar | verlängert die Ausgangsleitung jedes UBEC |
| Logik-Sicherungsausgang (W09), Spannungsregler ein und aus (W11, W24 Masse, W12) | 18 / 22 AWG | die Schalter- und INA260-Enden von W09–W11 und W24 sind Schraubklemmen |
| Tasterpaar W13 | 22 AWG | jede Lötstelle mit Schrumpfschlauch versehen |
| XIAO-Pins: W17 (3V3, GND, SDA, SCL), W20 (D3), W21 (Dupont-Enden des Displaykabels) | 22 AWG / Displaykabel | kein Platz für Dupont-Gehäuse 9 mm unter dem oberen Schulterrahmen. Zwei Drähte teilen sich den XIAO-3V3-Pin und zwei den GND-Pin (W17 und W21): beide an den Pin löten |
| 2,2 kΩ OE-Pull-up | Widerstandsbeinchen | an der PCA9685-Stiftleiste, von OE nach VCC; vor der Montage des Boards löten (Schritt 7) |
Technik, der Reihe nach:
- Schneiden Sie den Draht auf die Länge aus der Zuschnittliste im Verkabelungscheck zu, isolieren Sie gerade so viel ab, dass der Lötkelch oder die Verbindung gefüllt ist (die Zuschnittliste sieht 6 mm pro gelötetem Ende vor), und verdrillen Sie die Litzen.
- Schieben Sie den Schrumpfschlauch zuerst auf den Draht. Nach dem Anlöten des Steckverbinders geht das nicht mehr.
- Verzinnen Sie Draht und Kontakt getrennt, fügen Sie sie dann zusammen und erhitzen Sie erneut, bis das Lot in beide fließt.
- Halten Sie still, bis das Lot erstarrt ist: Eine bewegte Lötstelle sieht matt und körnig aus und ist schwach („kalte Lötstelle“).
- Prüfen: Eine gute Lötstelle ist glatt und glänzend (bleifreies Lot ist etwas matter), die Litzen sind unter dem Lot sichtbar.
Der Adafruit-Leitfaden empfiehlt an einem temperaturgeregelten Lötkolben etwa 370 °C für bleihaltiges und 400 °C für bleifreies Lot; schwere XT60-Kontakte an 14 AWG brauchen die Hitze, aber keine lange Verweildauer, sonst erweicht der Kunststoff des Steckverbinders. Wenn Sie den XT60 beim Löten mit seinem Gegenstück stecken, bleiben die Kontakte ausgerichtet.
Dupont-Steckverbinder crimpen
Ein Crimp verbindet einen Draht mit einem Kontakt, indem Metall kalt um ihn verformt wird. Die Dupont-Crimpzange formt zwei Flügelpaare: Das vordere Paar beißt in den blanken Leiter, das hintere Paar greift die Isolierung als Zugentlastung. Der fertige Kontakt rastet in ein Kunststoffgehäuse ein, das auf einen 2,54-mm-Stiftleistenpin gesteckt wird.
Crimps in Strido:
- W12: die 5-V-Versorgung vom Spannungsregler D36V50F5 zu den Raspberry-Pi-Pins 2 und 4 (5 V) sowie 6 und 14 (GND), 22 AWG, ein Draht pro Pin, weil jeder Pin etwa 1,6 A führt. Dicke Silikonisolierung passt eventuell nicht in die Isolationsflügel; kürzen Sie sie oder verwenden Sie dünnwandigen Draht.
- W17 und W20 am PCA9685: die I²C-Drähte (3V3, GND, SDA, SCL) und der OE-Draht, am XIAO-Ende gelötet, auf die linke Stiftleiste des PCA9685 gecrimpt.
- Die 12 Servo-Signaldrähte: Das eigene Servokabel jedes Servos läuft zu einem Kabelbinder, wo die roten und braunen Adern für den WAGO-Bus abgetrennt werden. Die orange Signalader wird abgelängt und mit einem Dupont-Buchsenkontakt in einem 1-Pin-Gehäuse neu gecrimpt, das auf den PWM-Pin ihres PCA9685-Kanals gesteckt wird. Es gibt keine Servoverlängerungen: Jedes Stecker-Buchse-Paar, das Sie weglassen, ist ein Kontakt weniger, der sich in einem laufenden Roboter lockern kann (Kabelmanagement). Schneiden Sie die orange Ader so ab, dass sie ihren Kanal ohne Zug erreicht; die vorderen Knieleitungen haben nur 12 mm Reserve.
Crimpen statt löten an diesen Enden: Ein Crimp lässt die Litzen bis zum Kontakt flexibel, und seine Isolationsklemmung entlastet den Zug.
Prüfungen für jeden Crimp:
- Zugprobe: Ein kräftiger Ruck darf den Draht nicht herausziehen.
- Keine Litzen außerhalb des Kontakts.
- Der Kontakt rastet im Gehäuse ein (er darf sich nicht nach vorne herausschieben lassen).
Hebelklemmen (WAGO)
Der Servo-Versorgungsbus besteht aus WAGO-221-415-Hebelklemmen: kein Werkzeug nötig, aber die Abisolierlänge zählt. Isolieren Sie 11 mm ab (WAGO-Datenblatt), öffnen Sie den Hebel, schieben Sie den Leiter ein, bis die Isolierung am Gehäuse anliegt, schließen Sie den Hebel und ziehen Sie daran. Durch das transparente Gehäuse sehen Sie, dass das Kupfer bis zum Ende reicht. Der rote Draht jedes Servos kommt in die obere (V+) Klemme des Beins, der braune in die untere (GND), Anschlüsse Hüfte 1, Oberschenkel 2, Knie 3; ein Draht pro Eingang. Verdrahten Sie jede WAGO-Klemme, bevor Sie sie in ihren Halter schieben: Vor Ort ist kein Platz, um die Hebel zu öffnen.
Schrumpfschlauch
Schrumpfschlauch schrumpft beim Erhitzen auf etwa die Hälfte seines Durchmessers (ein gängiges Verhältnis; prüfen Sie Ihr Sortiment) und isoliert und entlastet so eine Verbindung. Wählen Sie eine Größe, die vor dem Schrumpfen über die Verbindung gleitet und danach eng anliegt. Decken Sie jede freiliegende Lötstelle im Leistungspfad ab. Verwenden Sie ein Heißluftgerät oder die Seite des Lötkolbenschafts statt einer Flamme in der Nähe eines LiPo.
Multimeter-Prüfungen
Ein Multimeter ist die billigste Versicherung beim Bau. Die Kabelbaum-Schritte schreiben diese Messungen vor:
| Wann | Wo | Erwartet | Falls nicht |
|---|---|---|---|
| Vor dem Anschließen eines Servos | jeder UBEC-Ausgang, ohne Last | 5,8–6,0 V | der Servo ist bis 6,0 V spezifiziert: ein Gerät mit höherem Wert zurückgeben; prüfen, ob der Jumper offen ist (keine 7,4-V-Einstellung) |
| Vor dem Anstecken an den Pi | Dupont-Enden von W12, Sicherungen eingesetzt, Taster gedrückt | 4,8–5,2 V (D36V50F5: 5 V ± 4 %) | nicht anstecken; Polarität und Spannungsregler prüfen |
| Rauchtest | PCA9685 OE, während der XIAO im Bootloader ist (BOOT halten, RESET drücken) | ≥ 2,4 V (Ausgänge aus) | der 2,2-kΩ-Pull-up fehlt oder liegt nicht an VCC |
| Vor dem ersten Einschalten (gute Praxis) | Widerstand zwischen + und − am Akkueingang, kein Akkupack angeschlossen | nicht nahe 0 Ω | ein Kurzschluss: finden Sie ihn, bevor Sie den Akku anschließen |
| Vor dem Überbrücken des Loop-Keys | das nicht überbrückte Steckergehäuse am Akkustecker probieren | darf nicht passen | falscher Kontakttyp: siehe die XT60-Regel in electronics.md |
Messen Sie Spannung mit der schwarzen Messspitze an Masse (COM) und der roten am Messpunkt; stellen Sie das Messgerät auf Gleichspannung in einem Bereich über 8,4 V (der volle 2S-Akkupack). Der Durchgangsmodus (Piepton) ist praktisch, um zu prüfen, ob ein Draht dorthin führt, wo die Verdrahtungsliste es angibt.
Selbstkontrolle
- Warum muss der Schrumpfschlauch vor dem Löten des XT60 auf den Draht?
- Welche drei Innensechskant-Größen brauchen Sie, und warum genau diese?
- Was macht das hintere Flügelpaar eines Dupont-Crimps?
- Welche Spannung muss ein UBEC zeigen, bevor ein Servo angeschlossen wird, und warum disqualifiziert ihn ein höherer Wert?
- Warum bohrt man enge Löcher mit einem Stiftenklöbchen statt mit einer Bohrmaschine nach?
- Warum wird die orange Signalader jedes Servos abgelängt und neu gecrimpt, statt mit einem Verlängerungskabel angesteckt zu werden?
Antworten
- Sobald der Steckverbinder angelötet ist, lässt sich der Schlauch nicht mehr darüberschieben.
- 1,5, 2,0 und 2,5 mm: die Schlüsselweiten der M2-, M2.5- und M3-Zylinderschrauben.
- Es greift die Isolierung als Zugentlastung; das vordere Paar greift den Leiter.
- 5,8–6,0 V ohne Last. Der SPT5435LV ist nur für 4,8–6,0 V spezifiziert, alles über 6,0 V überlastet also die Servos.
- Nur 0,1–0,2 mm müssen weg; eine Bohrmaschine erhitzt den Kunststoff, verhakt sich und kann dünne Dome sprengen.
- Eine Verlängerung fügt pro Servo ein Stecker-Buchse-Paar hinzu, das sich durch Vibration lockern kann, plus zusätzlichen Draht zum Verstauen. Abgelängt führt die Leitung mit einem Kontakt direkt zu ihrem PCA9685-Kanal.