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Reparatur eines zerstörten RepRap-Schrittmotortreibers

Ein Freund hat sich vor kurzem ein RepRap Mendel90 zugelegt. Langes Aufbauen und ein paar vertauschte Kabel später war dann der X-Motor-Treiber auf der entsprechenden Platine, die auf den Namen "Melzi Ardentissimo" hört, wortwörtlich am brennen.

Das verbrannte Melzi-Ardentissimo-Board
Nahaufnahme des verbrannten Bereiches nach Reinigen und Entfernen der betroffenen Bauteile

Man könnte nun ein neues Melzi Ardentissimo bestellen und die ~100 € bezahlen. Oder man versucht eine Reparatur :)
Ein schneller Blick auf die zerstörte Stelle verrät: es sind einige Leiterbahnen verloren gegangen und wenn man nicht hutzelige Drähtchen an kaum zu erreichende QFN-Pads löten möchte, ist die Situation aussichtslos.

Was bleibt? Ich habe mich für das entwickeln einer Ersatzplatine entschieden, die dann Huckepack an die ehemalige Stelle des X- Motor-Treibers geklebt und gelötet werden soll. Da das RepRap-Projekt in weiten Teilen open Source / open Hardware ist, war es nicht schwer, die Eagle-Dateien für Melzi Ardentissimo zu finden. Eine Weile eaglen später ist dann folgendes Design aus dem ursprünglichen Melzi-Ardentissimo-Design entstanden:

Das Layout der Ersatzplatine
Das geänderte Design hat einen 2,54 mm -Header für die relevanten Leitungen (Dir, Step, Enable, VCC und GND), so dass das Board prinzipiell auch unabhängig als Schrittmotor-Treiber fungieren kann. Die doch etwas stromhungrigere Motorspannungsversorgung habe ich als lötbare Pads ausgeführt.
Rund 2 Wochen später lag dann das in China gefertigte PCB (sowie 9 weitere Kopien) vor mir:
Die in China gefertigte Platine

Fehlten noch der sicherlich zerstörte Controller (ein A4988), ein paar 50 mOhm-Shunts und einige Standardbauteile. Der Rest ließ sich dann vom verbrannten Melzi runterlöten, insbesondere bei dem kleinen Trimmer und dem SMD-Elko war das auch bitter notwendig, will man nicht 20 $ Versand aus den USA bezahlen, da ich in Deutschland keinen Distributor für die Teile gefunden habe.

Also alle gesammelten Teile vorsichtig auf die neue Platine gelötet, und fertig ist das Ersatz-Board:

Die fertig bestückte Ersatzplatine

Zuletzt war noch das Herstellen der Verbindungen zum Melzi-Board notwendig, was einiges an freikratzen und vorsichtigem Anlöten erforderte, aber dank einiger naheliegender Vias doch gut machbar war.

Das wieder einsatzbereite Melzi Ardentissimo

Unterm Strich war die Aktion wohl von den Bauteilkosten (~20 €) und der Arbeitszeit (~5 h) am Rande der Wirtschaftlichkeit, bot aber immerhin einen Einblick in das Melzi-Design und hinterließ das wohlige Gefühl, etwas bewältigt zu haben.