Česká stavebnice Boffin Magnetic: Elektrické obvody pro úplné zelenáče

V našem seriálu o programování elektroniky jsme si za ty roky pohráli s celou plejádou nejrůznějších prototypovacích desek od základního Arduina přes velmi populární a laciné Wi-Fi čipy od Espressifu až po velkotonážní linuxové Raspberry Pi s výkonem srovnatelným se základním osobním počítačem.

Komunita výrobců usnadnila rychlé domácí prototypování takovým způsobem, že dnes stačí připojit modul digitálního teploměru se sběrnicí I²C čtyřmi drátky k základní desce, stáhnout z GitHubu knihovnu a na několika řádcích kódu postavit malou meteostanici.

Ze stejného důvodu ale mnozí začátečníci vůbec netuší, jak to vlastně celé funguje. Z jednotlivých desek, modulů a diskrétních součástek se staly černé skříňky, které je třeba tady a tady zapojit podle schématu na webu, aniž by bylo třeba přesně vědět, co vlastně dělají.

Česká stavebnice Boffin Magnetic

Každý začínající bastlíř by si přitom měl vyzkoušet, jak se skutečně chová kondenzátor, jak rezistor, co přesně dělá v elektrickém obvodu tranzistor, dioda, to a tamto – no prostě z čeho jsou na té nejnižší úrovni postavené všechny ty černé skřínky naší současné digitální civilizace počínaje Raspberry Pi a konče vaší automatickou pračkou.

Stavebnice Boffin Magnetic propojuje základní díly pomocí magnetických plošek

Dnes si to ukážeme, do redakce nám totiž dorazila nová česká stavebnice Boffin Magnetic. A byť se na krabici píše, že je určená pro kutilský potěr ve věku 8+, mohu vás ubezpečit, že stejně tak zabaví i stárnoucí nerdy okolo čtyřicítky.

58 součástek od tranzistorů po OLED

Základní balení Boffinu – tzv. velká sada – obsahuje 58 elektrických součástek. Najdete v ní jak už zmíněné tranzistory, rezistory, kondenzátory nebo diody, tak mezi kutily oblíbený modul černobílého OLED displeje s rozlišením 128×64 pixelů a řídící mozek v podobě základní destičky Arduino Nano s osmibitovým mikrokontrolerem pro sofistikovanější úlohy. O bezpečné napájení se stará pouzdro se čtyřmi 1,5V články AAA zapojenými v sérii, takže stavebnice bude pracovat pod napětím okolo 6 V.

Základní sada nabízí 58 součástek včetně maličkého OLED displeje a klonu desky Arduino Nano, která slouží jako mozek složitějších projektů

Jak už název napovídá, aby bylo vzájemné propojování součástek co nejjednodušší, autoři každou z nich připájeli na destičku s magnetickými ploškami, které zároveň slouží k vedení elektrického signálu. Jednotlivé díly perfektně drží pospolu a působí prakticky nerozbitným dojmem.

Desítky projektů v barevné cvičebnici

Základem každé takové stavebnice je cvičebnice s projekty. Autoři Boffinu cílí opravdu na děti a obecně zelenáče, kteří nemusejí mít nejmenší páru o tom, jak jednotlivé součástky fungují. Aby byly úvodní experimenty co nejjednodušší, připravili elektronický manuál s desítkami tematických projektů. Další najdete na webu. Dohromady pak autoři slibují více než 200 ucelených barevných návodů.

Na začátku si tak postavíte několik projektů s tlačítky a LED světýlky, složitost obvodu se ale bude postupně zvyšovat a brzy do hry zapojíte také tranzistory, kondenzátory, bzučáky a konečně i zmíněný mikrokontroler, který může ovládat třeba displej. Pro základní projekty ale není třeba.

Ve velkém balení najdete jazýčkové kontakty, tlačítka i fotorezistor

Aby to bylo maximálně jednoduché a bavilo to jak děti, tak jejich táty (kteří o tranzistorech mohou klidně vědět zhruba to, co jejich ratolesti – nic), u každého projektu v návodu nechybí barevné schéma, jak jednotlivé dílky poskládat za sebe.

Tady si autoři zaslouží velký dík, mnohé základní stavebnice totiž trpí právě tím, že očekávají přinejmenším znalost terminologie a symbolů jednotlivých součástek. Mimochodem, symbol každé elektrické součástky je vytištěný přímo na její destičce, takže u pátého projektu z cvičebnice už bude i naprostý amatér vědět, jak se značí rezistor, jak tranzistor a přečte jakékoliv elektrické schéma na webu.

První projekt: Žárovka a LED

Dobře, dost teoretické omáčky. Pojďme si Boffina vyzkoušet v praxi. Pro pořádek začněme s tím nejjednodušším – obvody jaderné elektrárny v Temelíně přenecháme nejzkušenějším harcovníkům.

Základní obvod na stavebnici Boffin s žárovkou a LED

Karta prvního projektu popisuje ten nejprostší obvod s modulem žárovky, LED a baterií a s Boffinem by jej zapojila levou zadní i vaše máma.

Obvod s LED

Byť je tento obvod velmi jednoduchý a zapojení baterie s žárovkou velmi dobře zná naprosto každý, varianta s LED už do hry zapojuje i rezistor. Tedy součástku, která v obvodu omezuje elektrický proud, který by jinak mohl drobné světýlko zničit.

Obvod s žárovkou

Obvod s žárovkou naopak žádný rezistor nepotřebuje, toto světýlko totiž naopak vyžaduje dostatek šťávy k tomu, aby se jeho vnitřní vlákénko vůbec podařilo rozžhavit.

Podívejte se na obvod pod napětím:

V první části návodu si s LED světýlky vyzkoušíte hromadu dalších základních zapojení s rezistory. K dispozici jich máte hned několik o různé hodnotě odporu, která se podepíše na jasu. Nechybí ani příklad se zapojením více rezistorů naráz sériově a paralelně.

Druhý projekt: Světýlko s obvodem, který nakreslíme tužkou na papír

Projekty v manuálu se nicméně neomezují pouze na magnetické moduly. Jeden z příkladů do hry zapojuje i list papíru a běžnou tužku. Její grafitová tuha je totiž vodivá, a tak si můžeme obvod doslova nakreslit.