Co potřebuje každý bastlíř do své nové dílničky? Stavebnice Arduino a pytlík rezistorů je pouze základ. Vybrali jsme 50 věcí, které by tam neměly chybět

Co potřebuje každý bastlíř do své nové dílničky? Stavebnice Arduino a pytlík rezistorů je pouze základ. Vybrali jsme 50 věcí, které by tam neměly chybět

Bastlířská bible od Martina Malého

Bastlířská bible od Martina Malého

Osmibitový mikrokontroler ATMega328P na desce Arduino Uno

Osmibitový mikrokontroler ATMega328P na desce Arduino Uno

Základní vývojové prostředí pro Arduino-kompatibilní čipy Arduino IDE

Základní vývojové prostředí pro Arduino-kompatibilní čipy Arduino IDE

Prototypovací desky s Wi-Fi mikrokontrolery rodiny ESP8266 a ESP32 

Prototypovací desky s Wi-Fi mikrokontrolery rodiny ESP8266 a ESP32 

Prototypovací desky s armovými mikrokontrolery

Prototypovací desky s armovými mikrokontrolery

Armový Micro:bit V2 není jen pro děcka

Armový Micro:bit V2 není jen pro děcka

České prototypovací desky s armovým mikrokontrolerem a podporou baterií AAA

České prototypovací desky s armovým mikrokontrolerem a podporou baterií AAA

Desky s FPGA čipy Xilinx Spartan 6, Xilinx Spartan 7 a Intel Cyclone 10

Desky s FPGA čipy Xilinx Spartan 6, Xilinx Spartan 7 a Intel Cyclone 10

Stále častěji se mluví o čipech RISC-V. I ty jsou už roky v různých stavebnicích

Stále častěji se mluví o čipech RISC-V. I ty jsou už roky v různých stavebnicích

Linuxový prototypovací mikropočítač

Linuxový prototypovací mikropočítač

Nepájivé pole a kabeláž pro prototypování

Nepájivé pole a kabeláž pro prototypování

Třetí ruka v podobně magnetického držáku Omnifixo

Třetí ruka v podobně magnetického držáku Omnifixo

Pájecí prototypovací deska a korekční vodivé lepidlo

Pájecí prototypovací deska a korekční vodivé lepidlo

Levná stanice MP730424 se základními analytickými funkcemi a sériovým výstupem pro připojení s PC a malý kapesní multimetr

Levná stanice MP730424 se základními analytickými funkcemi a sériovým výstupem pro připojení s PC a malý kapesní multimetr

Laboratorní regulovatelný DC zdroj

Laboratorní regulovatelný DC zdroj

Kombinovaná pájecí stanice s horkovzdušnou pistolí 

Kombinovaná pájecí stanice s horkovzdušnou pistolí 

Klasické smršťovací bužírky

Klasické smršťovací bužírky

Smršťovací bužírky s pájkou

Smršťovací bužírky s pájkou

Klasická trafopáječka

Klasická trafopáječka

Odsávačka odstraní roztavený cíl a další příměsi

Odsávačka odstraní roztavený cíl a další příměsi

Sada pro jemné vrtání, řezání a broušení

Sada pro jemné vrtání, řezání a broušení

Tavná pistole

Tavná pistole

Inspekční digitální lupa s barevným LCD displejem

Inspekční digitální lupa s barevným LCD displejem

Inspekční lupa

Inspekční lupa

Logický analyzátor připojený do nepájivého pole, na kterém odposlouchávám dění na osmi signálních vodičích

Logický analyzátor připojený do nepájivého pole, na kterém odposlouchávám dění na osmi signálních vodičích

Power Profiler Kit v tomto případě napájí (a zároveň měří odběr) červené desky. Černá destička vlevo nahoře je USB/UART převodník pro komunikaci červené desky s PC

Power Profiler Kit v tomto případě napájí (a zároveň měří odběr) červené desky. Černá destička vlevo nahoře je USB/UART převodník pro komunikaci červené desky s PC

Sledování odběru elektrického proudu v aplikaci na PC

Sledování odběru elektrického proudu v aplikaci na PC

Sledování odběru elektrického proudu v aplikaci na PC

Sledování odběru elektrického proudu v aplikaci na PC

USB/UART převodníky a programátory 

USB/UART převodníky a programátory 

Přímé spojení z Windows s digitálním teploměrem SHT31 a výpis teploty a vlhkosti do příkazové řádky skrze sběrnici I²C a USB destičku s převodníkem FT232H

Přímé spojení z Windows s digitálním teploměrem SHT31 a výpis teploty a vlhkosti do příkazové řádky skrze sběrnici I²C a USB destičku s převodníkem FT232H

Logický převodník pro snadné zacvaknutí do nepájivého pole

Logický převodník pro snadné zacvaknutí do nepájivého pole

Primitivní segmentové a maticové displeje a pokročilý OLED, TFT LCD nebo třeba elektronický inkoust, který zachová obraz i po odpojení zdroje napájení

Primitivní segmentové a maticové displeje a pokročilý OLED, TFT LCD nebo třeba elektronický inkoust, který zachová obraz i po odpojení zdroje napájení

Kamery (nejen) pro Raspberry Pi

Kamery (nejen) pro Raspberry Pi

Malé DC motorky pro modeláře

Malé DC motorky pro modeláře

Servomotor plní roli páky, která se pootočí o určitý úhel

Servomotor plní roli páky, která se pootočí o určitý úhel

Různé H-můstky/motorové drivery

Různé H-můstky/motorové drivery

Základní elektrické součástky

Základní elektrické součástky

Moduly DC-DC měničů elektrického napětí

Moduly DC-DC měničů elektrického napětí

Jedna z mnoha krabic s moduly všemožných čidel a dalších integrovaných obvodů

Jedna z mnoha krabic s moduly všemožných čidel a dalších integrovaných obvodů

Základní nástroje

Základní nástroje

Digitální kovová šuplera

Digitální kovová šuplera

Aby to nakonec všechno drželo pohromadě

Aby to nakonec všechno drželo pohromadě

A aby tam bylo hodně tlačítek...

A aby tam bylo hodně tlačítek...

Kryt ventilační šachty v panelovém domě vyrobený z PETG na Prusa i3 MK3S

Kryt ventilační šachty v panelovém domě vyrobený z PETG na Prusa i3 MK3S

A takto vypadá výsledek po několika letech

A takto vypadá výsledek po několika letech

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Malé solární panely pro výrobu několika málo voltů. To ale bohatě stačí třeba pro dlouhodobý běh armového mikrokontroleru v úsporném režimu

Malé solární panely pro výrobu několika málo voltů. To ale bohatě stačí třeba pro dlouhodobý běh armového mikrokontroleru v úsporném režimu

Rádiové digitální vysílače/přijímače na kmitočtech 433 MHz, 868 MHz a 2,4 GHz

Rádiové digitální vysílače/přijímače na kmitočtech 433 MHz, 868 MHz a 2,4 GHz

Akrylový lak pro integrované obvody proti vlhkosti

Akrylový lak pro integrované obvody proti vlhkosti

Nabíjecí jednotka a modelářské Li-pol akumulátory

Nabíjecí jednotka a modelářské Li-pol akumulátory

Nabíječka Li-ion článků 18650

Nabíječka Li-ion článků 18650

Jednoduchý nabíjecí modul pro lithiový 1S akumulátor s regulovaným výstupem na 5V

Jednoduchý nabíjecí modul pro lithiový 1S akumulátor s regulovaným výstupem na 5V

Jednoduchý nabíjecí modul pro lithiový 1S akumulátor s regulovaným výstupem na 5V

Jednoduchý nabíjecí modul pro lithiový 1S akumulátor s regulovaným výstupem na 5V

Na jedné straně USB, na té druhé, co je zrovna třeba

Na jedné straně USB, na té druhé, co je zrovna třeba

Bastlířská bible od Martina Malého
Osmibitový mikrokontroler ATMega328P na desce Arduino Uno
Základní vývojové prostředí pro Arduino-kompatibilní čipy Arduino IDE
Prototypovací desky s Wi-Fi mikrokontrolery rodiny ESP8266 a ESP32 
57
Fotogalerie

50 věcí, které potřebuje každý bastlíř. Čipy, desky, páječky, šuplery a bužírky

  • Co potřebuje každý bastlíř do své nové dílničky?
  • Stavebnice Arduino a pytlík rezistorů je pouze základ
  • Vybrali jsme 50 věcí, které by tam neměly chybět

Na Živě.cz bastlíme už devět let a seriál Pojďme programovat elektroniku společně s jeho tištěnou podobou pro časopis Computer dnes nabízí několik set článků. Pokoušíme se v nich oživovat nejrůznější čipy a exotické senzory, stavíme robotické tanky s umělou inteligencí, budujeme domácí meteostanice, hrajeme si na hraně předpisů ČTÚ s rádiovými vysílači a děláme další digitální lumpárny, jejichž cíl je nakonec jediný:

Snažíme se pochopit, jak skutečně fungují počítače a jak si je můžete poskládat a naprogramovat i doma v obýváku

Každý opravdový kutil má v pokoji či dílně několik velkých krabic plných cetek z e-shopů s prototypovací elektronikou. Ukážeme vám, co by v těch skříních a policích na zdi rozhodně nemělo chybět – bez čeho se neobejde žádný maker, který to myslí alespoň trošku vážně.

Knížky od Martina Malého

Než se kutil vrhne ke kalafuně, měl by znát alespoň teoretické základy. Kluci a holky s průmyslovkou a ČVUT mají samozřejmě náskok, absolventi klasické filologie by ale měli začít u knížek Martina Malého Hradla, volty, jednočipy, Porty, bajty, osmibityData, čipy procesory a Micro:bit krok za krokem, ve kterých se prakticky a srozumitelně dozvíte, jak vlastně funguje základní elektrotechnika i pokročilé procesory.

0d37d97b-3f1d-4bad-bd7e-94d508ef6e27
Bastlířská bible od Martina Malého

Tyto knihy by neměly chybět v knihovničce žádného kutila, no a pro ty, kteří papírem leda tak podpalují krb, jsou publikace k dispozici i v elektronické formě.

Určitě také sledujte tuzemskou kutilskou komunitu na X. Nejlépe uděláte, když začnete třeba u @chiptronCZ, který novinky z bastlscény pokrývá i na svém webu a je to takový komunitní hromosvod, pod jeho tweety se totiž často potkají i všichni ostatní (všeho)schopní kutilové od Aše po Jablunkov.

Pokud chcete v předstihu sledovat, na čem zrovna dělá náš Kuba (a ne vždy to probublá až na Živě.cz a do Computeru, protože Kuba polovinu věcí zkratuje a spálí), najdete ho na X pod přezdívkou @pesvklobouku.

Pokračování 2 / 50

Základní deska

Základem každé programátorské dílny musí být samozřejmě nějaká ta prototypovací deska s jednoduchým řídícím čipem. Říkáme mu mikrokontroler (MCU) a oproti klasickému centrálnímu procesoru v našem počítači nebo uvnitř mobilu na něm neběží operační systém Windows, Linux nebo macOS, ale zpravidla jen náš vlastní program – firmware.

a2956548-1082-4020-b37e-b0eb7520271b
Osmibitový mikrokontroler ATMega328P na desce Arduino Uno

Signální vodiče čipu pro čtení a zápis jsou u větších destiček vyvedené do řady konektorů s tradiční prototypovací roztečí 2,54 mm. Můžeme do nich připojovat nejrůznější elektrické obvody i sofistikovaná čidla a vše to ovládat pomocí kódu, který nahrajeme do flashové paměti mikrokontroleru.

Nejjednoduššími prototypovacími deskami s MCU jsou italské startovací stavebnice Arduino s osmibitovým čipem ATmega328P. Obvykle běží při taktu 8/16 MHz, mají k dispozici jen 2 kB RAM a svobodný hardwarový design, a tak jsou e-shopy plné laciných klonů z Asie.

Arduino Uno na fotografii je už poměrně staré a technologicky dávno přežité, dodnes se ale těší ohromné popularitě pro svoji elektrickou robustnost. Je to tak trochu sovětský tank, který skvěle poslouží všem začátečníkům, protože ho jen tak nezničí, i když udělají nějakou tu chybu.

b25654b9-e3e3-43b5-9130-016c626e34bf
Základní vývojové prostředí pro Arduino-kompatibilní čipy Arduino IDE

Mikrokontrolery stavebnice Arduino se programují v jazyku C/C++ a ve stejnojmenném vývojovém prostředí Arduino IDE, které dnes volitelně podporuje i hromadu dalších architektur MCU a desítky prototypovacích desek. Velké popularitě se těší také nadstavba PlaformIO IDE pro Visual Studio Code, která podporuje celou řadu čipů a stavebnic.

Pokračování 3 / 50

Základní deska s Wi-Fi

Osmibitové 5V mikrokontrolery na deskách Arduino se hodí pro bezpečné experimentování se základními elektrickými obvody, ovšem v žádné dílně by neměly chybět ani mnohem výkonnější 3,3V čipy od asijského Espressifu. Jsou vybavené 2,4GHz Wi-Fi a Bluetooth, takže mohou skrze vaši domácí síť posílat změřená data i na internet.

0fd27363-81ba-4d87-bda3-7b2be3ed005c
Prototypovací desky s Wi-Fi mikrokontrolery rodiny ESP8266 a ESP32 

Starší a jednodušší čipy Espressif ESP8266 už roky nahrazuje stále širší rodina ESP32, která je mnohem výkonnější, nabízí lepší režim tzv. hlubokého spánku, takže může běžet dlouhodobě na baterii, a podporuje mnohá pokročilá rozhraní. Čipy a moduly od Espressifu, který má mimochodem mezinárodní inženýrskou pobočku v Brně, mají o řád vyšší výkon a větší paměť než základní Arduino.

Populární desky s různými SoC čipy z rodiny ESP32 vyvíjí také české inženýrské studio a e-shop LaskaKit.

Pokračování 4 / 50

Armová základní deska

Platforma ARM vládne nejen mobilním telefonům, ale i současnému internetu věcí a dalším chytřejším spotřebičům domácnosti. Není tedy divu, že armové mikrokontrolery dnes patří k tomu nejlepšímu, s čím se může domácí bastlíř setkat.

252cd4b2-fabf-4907-a5f8-45e9a9288518
Prototypovací desky s armovými mikrokontrolery

Základní desky s 32bitovými čipy řady Cortex-M mají k dispozici výkon, dostatek paměti a skvělé úsporné režimy. Specializované desky vhodné pro běh na baterii proto mohou měřit teplotu v psí boudě klidně i několik let.

I většinu těchto prototypovacích desek můžete po doinstalování podpory programovat přímo z jednoduchého a jednotného prostředí Arduino, byť v takovém případě často přijdete o mnohé pokročilejší funkce, které jsou dostupné jen v nástrojích od výrobce čipu.

Pokračování 5 / 50

Armový Micro:bit pro začátečníky

Příkladem armové prototypovací desky je i britský Micro:bit. Už o něm určitě slyšel úplně každý. Je to jakási ta stavebnice pro děcka, co se chtějí naučit programovat, že? Ano, ale nejen pro ně!

2d9660c7-7491-447c-81ab-bf81400c4a19
Armový Micro:bit V2 není jen pro děcka

Je to totiž především skvělá deska i pro dospělé, kteří teprve začínají s programováním v tradičních jazycích pro mikrokontrolery a Micro:bit jim to může ohromně usnadnit díky svému blokovému programování, které pokročilejší uživatel později vymění za Javascript a Python.

Pokračování 6 / 50

Deska na baterii, která vydrží i roky

Další specializovanou armovou deskou je česká stavebnice Tower od libereckého Hardwaria (někdejší BigClown). O práci se stará 32bitový mikrokontroler STM32L083CZ (Cortex M0+) se 192kB úložištěm a 20 kB RAM. Součástí desky je také 868MHz rádiový vysílač Spirit1, digitální teploměr nebo třeba akcelerometr.

4d70fbb9-1648-4049-a4d8-c2d12f889f50
České prototypovací desky s armovým mikrokontrolerem a podporou baterií AAA

K destičce lze dokoupit hromadu rozšiřujících modulů včetně toho bateriového a maličký mikropočítač pak může se dvěma tužkovými bateriemi AAA fungovat klidně celý rok a déle a posílat data třeba každých patnáct minut do základny připojené k internetu.

To vše bez dalších úprav hardwaru a programového kódu. Ultra-low-power je zde naprosto standardní a esenciální věc a Tower je v tomto směru v podstatě unikát. I proto by se neměli kutilové zvyklí na asijské ceny zaleknout poněkud vyšší částky. 

Pokračování 7 / 50

Deska s FPGA

Kutilové, kteří si chtějí hrát s digitálním signálem na té nejnižší možné úrovni a chtějí pochopit, jak skutečně funguje procesor, si jej mohou sami naprogramovat na desce s univerzálním čipem FPGA – programovatelným hradlovým polem.

60897dda-ead2-415d-b301-8cdd31700039
Desky s FPGA čipy Xilinx Spartan 6, Xilinx Spartan 7 a Intel Cyclone 10

FPGA je vlastně takový digitální chameleon či stavebnice Lego. Jeho vnitřní logické obvody nejsou pevně dané jako v běžném procesoru, který plní nějakou konkrétní funkci. Logické cesty propojíme až my vlastním kódem ve speciálním programovacím jazyku Verilog nebo VHDL, a tak se může FPGA proměnit prakticky v cokoliv.

Jelikož si logiku FPGA stavíme sami na té nejnižší úrovni, může být výsledek velmi rychlý. Základní práci s digitálním vstupem stihne FPGA provést za jediný takt hodin, zatímco mikrokontroler k tomu bude potřebovat často i několik drahocenných procesorových instrukcí a cyklů CPU. 

Pokud bude FPGA běžet třeba při taktu 50 MHz, záleží jen na nás, jakým způsobem poskládáme logický obvod, aby během oněch 20 nanosekund vykonal co nejvíce práce.

Pokračování 8 / 50

Speciální desky

Zvídaví kutilové, kteří chtějí držet krok s aktuálním děním, by si měli časem pořídit i některou z desek s novými technologiemi. Třeba se svobodnou procesorovou architekturou RISC-V, která začala před lety pronikat na hromadu stavebnic. Věnuje se jim třeba asijský Sipeed.

9b1824a0-8cf7-4fd6-b339-2d587c2b0107
Stále častěji se mluví o čipech RISC-V. I ty jsou už roky v různých stavebnicích

Na fotce je stavebnice M1S Dock programovatelná v C s Wi-Fi, displejem, kamerou, mikrofonem a několika RISC-V jádry včetně akcelerace pro práci s grafikou a jednodušší detekční AI.

Pokračování 9 / 50

Linuxová deska

V dílně kutila by samozřejmě nemělo chybět ani Raspberry Pi nebo některý z jeho klonů. Jednoduchý mikrokontroler v tomto případě už střídá mnohem výkonnější armový SoC, který utáhne klasický operační systém s Linuxem i grafickým desktopem.

d0b1db6c-f423-401b-8fc3-c71a10053971
Linuxový prototypovací mikropočítač

Stále se přitom jedná o desku, která má z procesoru vyvedené 3,3V I/O linky a sběrnice na řadu pinů, a tak k ní můžeme připojit další elektrické obvody a čidla.

Pokračování 10 / 50

Nepájivé pole a kabeláž

Tak, základní desku bychom měli a teď k ní chceme něco připojit. Třeba nějaké čidlo. Abychom nemuseli celý obvod pájet, kutilové dnes mají k dispozici nepájivé pole s otvory s roztečí 2,54 mm pro rychlé prototypování, do kterého můžeme zapichovat součástky i kabeláž a postavit rychlý obvod.

045efa56-936f-4262-a712-848019fc6078
Nepájivé pole a kabeláž pro prototypování

Pokračování 11 / 50

Omnifixo

Při bastlení je nezbytná také umělá třetí ruka – nějaká forma úchopu desky, drátků a dalších komponent, když ty své už máte obsazené. K těm nejvíce trendy dnes patří severská Omnifixo se čtyřmi magnetickými držáky, které mohou uchopit prakticky cokoliv podle vaší potřeby.

cf6b731b-6d85-40b0-8181-f7b60ae7c021
Třetí ruka v podobně magnetického držáku Omnifixo

Skladem jej občas mají i tuzemští výrobci, není ale nejlevnější. Na Aliexpressu proto najdete hromadu levnějších (ale i méně kvalitnějších) variant a existuje i hromada modelů, jak si něco podobného vyrobit na tiskárně.

Pokračování 12 / 50

Pájecí pole

Opakem nepájivého pole je samozřejmě pájecí prototypovací deska, která se hodí už pro trvalejší experimenty, jenž mají držet pohromadě – třeba na nějakém robotu. Může se jednat jen o pole děr s vodivými kontakty, anebo mohou být některé části propojené, aby vedly elektrický proud třeba po celé délce desky ve formě jakýchsi vodivých páteří a sběrnic. V místech, kde se nám to nebude hodit, pak vodivé plošky jednoduše mechanicky přerušíme.

5d2adb58-5b04-421e-9e51-15859ad0ce31
Pájecí prototypovací deska a korekční vodivé lepidlo

Pokračování 13 / 50

Multimetr

Nejlepším kamarádem každého stavitele elektrických obvodů je samozřejmě multimetr. Zázračná krabička změří všechny klíčové fyzikální veličiny v elektrickém obvodu počínaje napětím a proudem, a konče odporem, elektrickou kapacitou, frekvencí střídavého signálu nebo třeba teplotou.

d23a3f6e-c64f-472b-bb6a-066c2c5d56a1
Levná stanice MP730424 se základními analytickými funkcemi a sériovým výstupem pro připojení s PC a malý kapesní multimetr

Profesionální stolní multimetry, osciloskopy a další měřící stanice jsou pro běžného kutila téměř nedostupné, cena se totiž pohybuje v řádu mnoha desítek tisíc korun. Jsou ale snem prakticky každého. 

Naštěstí se dají sehnat i levné kusy jako na fotografii, jejichž cena se pohybuje okolo několika tisíc korun a pro základní práci stačí. Jednoduchý kapesní multimetr pak pořídíte za pár stovek.

Pokračování 14 / 50

Laboratorní napájecí zdroj

Jednou chcete otestovat, jaké nejnižší napětí ještě utáhne destičku, podruhé chcete mít stabilních 5 V s dostatkem proudu, no a potřetí třeba 12. Buď budete z krabic stále dokola vytahovat nejrůznější staré mobilní a laptopové zdroje a elektrické měniče, anebo si pořídíte malý laboratorní zdroj s rozsahem třeba 0 až 30 V a s možností nastavit jak proud, tak příkon.

1d1479eb-38ff-403b-9f8f-881b2e14504b
Laciný laboratorní DC zdroj do dílny kutila

Cena špičkových modelů pro podniky a univerzitní laboratoře se samozřejmě opět šplhá do tisíců, základní modely ale stojí jen zlomek ceny. 

Pokračování 15 / 50

Pájecí stanice

Další nedílnou součástí každé dílny je mikropáječka/pájecí pero či stanice. Z kvalitnějších per se těší mezi kutily oblibě třeba Pencil od Pine64. Z rozměrnějších stanic se pak hodí i ty kombinované s perem a horkovzdušnou pistolí.

a02a73d5-df60-4f9c-a1ac-eab9f3ece23c
Kombinovaná pájecí stanice s horkovzdušnou pistolí 

Poslouží pak nejen k pájení, ale i pro zahřívání libovolného materiálu proudem horkého vzduchu. Typickým příkladem jsou smršťovací bužírky pro stažení dvou ručně spojených drátků, anebo třeba servis mobilních telefonů, kdy teplý vzduch rozruší některé lepené díly.

Začátečník může narazit i na termín hotplate, což je platforma, která se podobá malému elektrickému sporáku. Deska plošných spojů se v tomto případě nahřeje zdola a rovnoměrně a nikoliv působením horkého vzduchu či páječky. 

Pokračování 16 / 50

Smršťovací bužírky

S pájecí stanicí, která má i horkovzdušnou pistoli, bude práce se smršťovacími bužírkami jedna báseň. Kazeta s různými velikostmi je tedy základ. Vhodnou bužírku navlečeme na spojený vodič a namíříme na ni proud vzduchu z pistole. Bužírka se působením tepla smrskne a spoj elegantně utáhne. 

2d91b0e8-2efb-42f8-804e-e6e9c6fd1990
Klasické smršťovací bužírky

Pokračování 17 / 50

Smršťovací bužírky s pájkou

Na e-shopech dnes najdete i tyto vylepšené bužírky, které mají ve středu prstenec s pájecí hmotou. Zahřátím se střed roztaví, spojí oba vodiče a zároveň se bužírka smrskne a nitro perfektně zaizoluje.

7aa63a41-3085-4619-9711-0975c5709694
Smršťovací bužírky s pájkou

Pokračování 18 / 50

Trafopáječka

Své nezastupitelné místo má i stará dobrá trafopáječka – třeba na špinavou práci. Její výhodou je rychlost, trafopájka se totiž rozehřeje na pracovní teplotu prakticky okamžitě a stejně tak prakticky okamžitě vychladne. Hrot pera se může naopak při delším pájení zbytečně přepalovat a snižuje se jeho trvanlivost.

ad51c523-e3bd-4c6c-8753-02003e2acdf7
Klasická trafopáječka

Opravdoví mistři v oboru s ledovým klidem hodináře dokážou s těžkou trafopáječkou v ruce pájet i ty nejdrobnější čipy, což je pro mé zbrklé Já jen velmi těžko pochopitelné science fiction. Jsou to skuteční hrdinové! Třeba náš redakční kolega Tonda Trčálek.

Pokračování 19 / 50

Odsávačka cínu

Pájení drobných dílů se nemusí vždy povést, případně je třeba odstranit starý cín. V takovém případě se hodí odsávačka, která pomocí podtlaku odstraní natavenou pájku. 

07a59b09-b9cd-4437-b955-dddacf3fa4d2
Odsávačka odstraní roztavený cíl a další příměsi

Elektrická odsávačka na fotografii zvládne oba kroky v jednom. Obsahuje totiž dutý hrot, který se nejprve rozehřeje na pracovní teplotu, no a pak jej stačí přiložit na patřičné místo, roztavit pájku na kontaktu a stisknout tlačítko pro rychle nasátí.

Pokračování 20 / 50

Sada pro jemné vrtání a broušení

Do dílny elektrokutila samozřejmě patří gravírovací sada pro jemné vrtání otvorů pro šroubky v plastu a tenkých překližkách, broušení nebo třeba řezání drobných dílů.

d3ff84f2-4ea4-4358-8fac-a414314dc20a
Sada pro jemné vrtání, řezání a broušení

Pokračování 21 / 50

Lepící tavná pistole

Než začaly naše domovy okupovat laciné 3D tiskárny, na kterých si člověk všechny díly navrhl na míru, nikdo se neobešel bez klasického glue gunu, který zahřátím roztaví trubičku a vytvoří z ní horké lepidlo, které po vychladnutí spolehlivě zaizoluje a zalepí, co je potřeba. 

6d74e426-01a6-4ee6-8c3f-483b3804724c
Tavná pistole

Pokračování 22 / 50

Inspekční lupa s kamerou a displejem

Potřebujete přečíst drobný nápis na elektrické součástce, nebo zkontrolovat kvalitu pájeného spoje? Pomůže některá z mnoha laciných inspekčních lup s displejem. Zpravidla umožňují i záznam fotografií/videa na SD kartu, nebo propojení s monitorem skrze HDMI.

9de72a5c-dfc3-4c40-89c3-418d9125c214
Inspekční digitální lupa s barevným LCD displejem

U vhodných digitálních lup včetně té na fotografii je pod snímačem dostatek místa, a tak lze s mikroskopem i bezpečně pájet.

Pokračování 23 / 50

Inspekční lupa

Jde to ale samozřejmě i postaru s běžnou lupou a tvárnými úchyty. Lupa má zpravidla i silné LED osvětlení, nepříjemným nešvarem u těch nejlevnějších je ale nízká kvalita čočky a optické deformace. 

ea02f523-7cf6-4f7d-86a0-851cbe67b774
Inspekční lupa

Profesionální inženýrské lupy stojí celé jmění (o těch s displejem ani nemluvě), a tak jsou opět často jen tajným snem domácích bastlířů, kteří dají raději přednost splacené hypotéce než hračce za tisíce.

Pokračování 24 / 50

Logický analyzátor

Jak už název napovídá, tato krabička zaznamenává logické stavy na vodiči a zobrazuje je na displeji, anebo přenáší do softwaru v počítači. Ty nejlevnější stojí pár stovek, ty opravdu kvalitní a rychlé začínají na tisících. Ovšem takový Saleae nabízí alespoň slevy pro studenty i domácí kutily a malé startupy. S jeho bezplatným softwarem Logic 2 se umějí spojit i levné klony z AliExpressu.

85aefebd-8b46-4b84-823d-72db24c0f5c6
Logický analyzátor připojený do nepájivého pole, na kterém odposlouchávám dění na osmi signálních vodičích

Pomocí logického analyzátoru odhalíme, co se na vodiči právě teď a na logické úrovni děje. Jestli se například generuje správný PWM signál, jestli se po sběrnicích SPI a I²C přenáší to, co má a součástí zmíněné aplikace Logic 2 jsou i dekodéry protokolů, takže se v analyzátoru mohou zobrazit rovnou přenášené bajty.

Pokračování 25 / 50

Osciloskop

A když už jsme zmínili logický analyzátor, nesmí samozřejmě chybět ani osciloskop, který tentokrát na displeji a v reálném čase zobrazuje průběh elektrického signálu – tentokrát nikoliv podle abstraktní logické úrovně 0/1 jako u logického analyzátoru, ale podle skutečného hodnoty elektrického napětí.

Laciný kapesní osciloskop v akci:

Opět, špičkový laboratorní osciloskop vás přijde i na několik českých průměrných platů, pro orientaci a základní kutilské hrátky ale stačí i jednoduché digitální Hanteky a v některých případech i naprosto primitivní kapesní varianty z asijských tržišť ať u ve formě sestavených zařízení, anebo o něco levnějších stavebnic.

Pokračování 26 / 50

Power Profiler Kit 2

Pokročilí kutilové, které zajímá spotřeba energie, se neobejdou ani bez ikonického PPK2 od Nordiku. Destička slouží pro velmi přesné měření odběru elektrického proudu i jako softwarově nastavitelný DC zdroj do 5V.

05f26c61-be47-4451-bb69-8aa07f53d8fd
Power Profiler Kit v tomto případě napájí (a zároveň měří odběr) červené desky. Černá destička vlevo nahoře je USB/UART převodník pro komunikaci červené desky s PC

V aplikaci na počítači pak můžete s velmi vysokým rozlišením sledovat, kolik stavebnice, čip nebo nějaký senzor odebírá elektrické energie v klidu a při aktivitě. 

75cb8f73-72a3-4204-b8e2-5a2e16033183f48e10ce-893e-4950-822c-eb2103c74134
Sledování odběru elektrického proudu v aplikaci na PC

Pokračování 27 / 50

Programátory a převodníky

Některé prototypovací desky a surově SoC moduly mikrokontrolerů nemají USB konektor, případně vůbec nerozumějí jeho stejnojmenné sběrnici. V takovém případě na řadu nastupují převodníky sériové linky na USB a zpět pro jejich snadné programování – nahrání firmwaru. 

8ed3c036-e0bb-4481-af5e-86cb7923582b
USB/UART převodníky a programátory 

Pomocí podobného USB/UART převodníku se můžeme rovnou z počítače spojit také s čidly, které komunikují právě skrze sériovou linku UART. Třeba různé GPS přijímače, čidla kvality ovzduší apod.

Pokračování 28 / 50

Univerzální převodník FT232H

Speciálním typem USB/UART převodníku je čip FT232HQ od výrobce FTDI. Vedle sériové linky totiž umí převádět i signály sběrnic SPI, I²C a dokonce i velmi rychle pracovat i se sadou pinů GPIO na desce (v režimu FIFO až rychlostí 40 MB/s).

60ee2dea-64c1-4b60-8b09-72ce7898f4a5
Přímé spojení z Windows s digitálním teploměrem SHT31 a výpis teploty a vlhkosti do příkazové řádky skrze sběrnici I²C a USB destičku s převodníkem FT232H

Tento převodník na vhodné prototypovací desce by proto také neměl chybět ve vaší dílně, můžete skrze něj totiž ovládnout přímo z PC v podstatě jakékoliv obvyklé čidlo, což se hodí při testování. 

Pokračování 29 / 50

Logický převodník

A ještě jeden převodník, který nechybí v krabici žádného kutila. Ten logický. Hodí se tehdy, kdy je třeba převést logické napětí mezi dvěma systémy. Typicky mezi 5V prototypovací deskou Arduino Uno a čidlem, které komunikuje na 3V logice a není pro 5V napětí tolerantní, čili bychom jej zničili. Když ale komunikační linky připojíme přes tento převodník, Arduino dostane 5V signály a čidlo zase 3V.

e0a8b3d5-f18d-445e-8d9e-5f5fc850f6aa
Logický převodník pro snadné zacvaknutí do nepájivého pole

Pokračování 30 / 50

Displeje

Při našem prototypování můžeme použít celý zástup laciných displejů od těch nejjednodušších – segmentových – po monochromatické a relativně úsporné OLED, barevné TFT LCD nebo třeba moduly s elektronickým inkoustem a úsporným Sharp Memory LCD. Ty pokročilejší komunikují s mikrokontrolerem skrze sběrnici SPI nebo I²C.

6c7949d8-a9e2-4582-8172-2997db8f076a
Primitivní segmentové a maticové displeje a pokročilý OLED, TFT LCD nebo třeba elektronický inkoust, který zachová obraz i po odpojení zdroje napájení

Pokračování 31 / 50

Kamery pro Raspberry Pi

Linuxové armové desky Raspberry Pi už mají dostatek výkonu, aby mohly pokročile zpracovávat obraz a to i pomocí AI. Nejprve ale potřebují kameru. Jelikož má Raspberry Pi plochý konektor pro připojení kamery skrze rozhraní CSI, e-shopy jsou plné jednoduchých i pokročilých modulů v ceně od stokoruny po tisíce. 

f735839d-5312-419c-8774-e6fe4c97a183
Kamery (nejen) pro Raspberry Pi

Pokračování 32 / 50

DC motory

Není nic lepšího, než když svým vlastním programem roztočíte jednoduchý stejnosměrný motorek. Některý z takových by tedy měl být nedílnou součástí výbavičky každého začátečníka. 

43dfb2c3-ddec-48b1-83e2-7c010ac1c87e
Malé DC motorky pro modeláře

Jeden z kutilů si pomocí motorků ze starých optických mechanik postavil chytrý kurník.

Pokračování 33 / 50

Serva a krokové motory

Pro pokročilejší hrátky s motory se hodí serva a krokové motory, které se pootočí o stanovený úhel, a tak umějí plnit práci různých pák – třeba stativů kamer a dalších směrových senzorů, zatáčecího mechanizmu robotických autíček, leteckých modelů aj.

aebf7b64-a442-4937-8199-54d05a49565c
Servomotor plní roli páky, která se pootočí o určitý úhel

Pokračování 34 / 50

Motorové drivery

Směr otáčení a rychlost základních DC motorů a přesný pohyb těch krokových zpravidla ovládáme pomocí speciálního čipu. Říkáme jim H-můstky a motor drivery a jsou k dispozici opět ve formě prototypovacích modulů pro snadné připojení k řídící desce a napájení třeba z baterie.

aaf03144-4213-44d4-b98f-40fd845a71e6
Různé H-můstky/motorové drivery

Pokračování 35 / 50

Základní elektrické součástky

Žádný kutil se neobejde bez základních elektrických součástek. Především bez rezistorů, které regulují elektrický odpor v obvodu a jsou nedílnou součástí zapojení typu pull-up a pull-down.

8220d40b-be78-4504-92dc-300055209e3e
Základní elektrické součástky

K pokročilejšímu bastlení jsou pak třeba i kondenzátory, které mohou nabídnout energii při kolísavém napětí, nebo zbavují signál šumu. A pak tu máme i tranzistory, které mohou řízeně otevírat a zavírat další obvody, usměrňovací diody, které pustí proud jen jedním směrem atp.

Pokračování 36 / 50

Měniče napětí

Dalším evergreenem každé kutilské dílny je krabice plná modulů všemožných měničů stejnosměrného elektrického napětí. Občas totiž potřebujeme z 5V vyrobit 12V, občas 3V a tak dále podle použité řídící desky a spotřebičů. 

18b3d576-be45-4557-8b94-f71a2b1d6923
Moduly DC-DC měničů elektrického napětí

Měniče mají buď pevné parametry, anebo pomocí otočných trimrů nastavíte, jaké napětí mají vlastně vyrábět. Některé mají i segmentový displej a další pokročilé funkce, u těch ostatních musíte při otáčení sledovat výsledek na vlastním multimetru.

Pokračování 37 / 50

Čidla, moduly a další integrované obvody

Chcete měřit teplotu? Kupte si digitální teploměr. Chcete si postavit vlastní satelitní přijímač geografické polohy? Pořiďte si modul GPS. Chcete ultrazvukový dálkoměr, mikrofon, reproduktor, to a tamto? To vše je na e-shopech a právě podobné krabice tvoří srdce dílny každého bastlíře.

f58d5667-5d52-4d46-b199-3eb79e4e0516
Jedna z mnoha krabic s moduly všemožných čidel a dalších integrovaných obvodů

Pokračování 38 / 50

Základní nástroje pro jemnou práci

Na malé šroubky a úpravu kabelů to chce vhodné nástroje. Samozřejmostí je magnetický šroubovák s malými bitypinzety, kleštičky, stahovačky ochranných krytů kabelů a vhodné krimpovací kleště pro výrobu konektorů na míru. 

400ee5a9-cdf0-4d53-931e-861502fd0dcb
Základní nástroje

Pokračování 39 / 50

Šuplera a pravítka

Pro přesné měření krátkých rozměrů je naprostou nutností šuplera. Mechanická, nebo digitální, ale hlavně pevná, která se nekroutí. Bez šuplery by asi jen těžko někdo navrhl třeba krabičku pro 3D tisk, do které se má vejít naše základní deska.

a7141d7d-5313-435c-a27b-46056b08b1e3
Digitální kovová šuplera

Pokračování 40 / 50

Šroubky. distanční sloupky, redukce, spojky...

Jakmile se vrhneme do kompletace desek a krabiček, budeme potřebovat dostatečnou zásobu šroubů a matek korektních velikostí, nejrůznější spojky a distanční sloupky, šroubové svorkovnice a tak dále a tak podobně.

d032649d-c454-40f6-8dd7-0643ed0e33d4
Aby to nakonec všechno drželo pohromadě
bb6031d5-b5bf-43f4-b353-48dffd38b971
A aby tam bylo hodně tlačítek...

Pokračování 41 / 50

3D tiskárna

Dnes už je to mezi kutily téměř samozřejmost a nutnost, ty nejlevnější modely totiž pořídíte doslova za pár tisíc. Velké popularitě se těší český Prusa Research, jehož modely z řady i3 sbírají už roky ocenění po celém světě.

309d0374-ef25-49e0-a2a2-99373b9ae044
Kryt ventilační šachty v panelovém domě vyrobený z PETG na Prusa i3 MK3S

Prusa ale není jediný, o slovo se totiž hlásí také dravá Asie. Posledních pár let mezi kutily boduje zejména Bambu Lab.

49f0b5eb-9d01-4ae3-a970-0b0ab2c3d62f
A takto vypadá výsledek po několika letech

Pokračování 42 / 50

Totem

Alternativou k 3D tiskárně může být systém Totem. Litevsko-norská paralela ke stařičkému československému Merkuru. Plastové hranolové i plošné perforované díly lze sešroubovat dohromady a vytvořit v podstatě jakoukoliv schránku a šasi. Nebude to tak hezké jako z 3D tiskárny, ale bude to hned. 

2e895bfa-f3c0-4a9d-b4f6-27ca43fb79a43236a39c-5246-4396-9d7f-03cd6325f3f79e39f608-d56d-4782-8f31-4a4f46c56f55
Spojovací materiál a ABS hranoly Totem

Pokračování 43 / 50

Solární panely

U venkovních instalací na baterii se může hodit i modul dobíjecího obvodu lithiové baterie a solární panel. Ceny začínají na několika desetikorunách a některé nabízejí i regulovaný 5V výstup a dostatečnou ochranu před vlhkostí a dalšími neduhy počasí.

4d18cf33-266c-42d8-94b6-5830fa02dd22
Malé solární panely pro výrobu několika málo voltů. To ale bohatě stačí třeba pro dlouhodobý běh armového mikrokontroleru v úsporném režimu

Pokračování 44 / 50

Rádiové vysílače

A pokud budete mít opravdu vekou zahradu, na jejíž konec nedosáhne Wi-Fi, bude to chtít robustnější modul rádiového vysílače. Ovšem pozor na předpisy ČTÚ. Rádiový 868MHz LoRa vysílač, který držím na fotografii, by při plném výkonu sice hravě přenesl data přes půl Prahy, ale za cenu toho, že flagrantně poruším povolený maximální vysílací výkon v tomto pásmu pro nelicencované použití. 

b6f28fa2-b234-471f-8d6f-403d9ccbca19
Rádiové digitální vysílače/přijímače na kmitočtech 433 MHz, 868 MHz a 2,4 GHz

Pokračování 45 / 50

Analyzátor rádiového spektra

K vysílači, který pracuje na kmitočtu 433 MHz nebo 868 MHz, stojí za to pořídit ještě analyzátor rádiové spektra na bázi SDR (softwarově definovaného rádia). Nemusí to být nic drahého – stačí některý z laciných USB donglů s čipem RTL2832U pro příjem DVB-T.

Rádiová zpráva na kmitočtu 868 MHz zachycená v programu SDR#:

Změnou ovladače a v programu SDR# pak přeladíte přijímač na frekvenci 868 MHz a můžete si ověřit, jestli váš vysílač skutečně vysílá.

Pokračování 46 / 50

Ochranný venkovní lak

Součástí výbavičky každého kutila, který instaluje surovou elektroniku na balkoně, na zahradě nebo klidně i v parku před domem, by měl být také některý z ochranných laků proti korozi a oxidaci.

50f964e2-90b9-4381-88a7-1424ef3b47e6
Akrylový lak pro integrované obvody proti vlhkosti

Tento akrylový zanechá po zaschnutí na desce s obvody drobnou ochrannou vrstvičku, a tak integrovaný obvod přežije ve venkovním prostředí třeba v krabičce meteostanice, kterou musí proudit přirozený okolní vzduch, a nemůže být zcela vodotěsně izolovaná.

Pokračování 47 / 50

Pro roboty Lithium-polymerový akumulátor

Máte-li v plánu postavit třeba robotické autíčko osedlané Raspberry Pi a kamerou pro náročné počítačové vidění a AI, bude to chtít pořádný zdroj energie a také jednotku pro rychlé dobíjení.

471d400e-6bc7-44ef-87f0-2e62b332ec21
Nabíjecí jednotka a modelářské Li-pol akumulátory

Modelářské Li-pol akumulátory jsou v případě poškození relativně nebezpečné, ale mohou dodávat extrémní proudy. K nabíjení poslouží modelářský Li-pol dobíječ s dostatečně silným zdrojem.

Pokračování 48 / 50

Anebo Lithium-iontový

Dalším z nejrozšířenějších typů lithiových akumulátorů jsou samozřejmě ty iontové. K oblíbeným patří třeba průmyslové Li-ion články 18650, které díky pevnému tělu jen tak neponičíte.

b956fe57-a0cf-4072-8228-56f8a7776a16
Nabíječka Li-ion článků 18650

Pokračování 49 / 50

Modul lithiového nabíječe

Pokud se vhrnete do venkovní instalace nějaké té krabičky s solárním panelem a jednočlánkovou (1S) lithiovou baterií, bude to chtít ještě drobnou destičku, která se postará o její průběžné dobíjení na 4,2V. Existují samozřejmě i moduly pro dvoučlánkové (2S) sériové baterie a tedy pro dobíjení na 8,4V apod.

4a093971-261e-4cfe-b975-c7c81b25d1c9d6134f1f-3d2c-4871-b147-a3d3b1f70236
Jednoduchý nabíjecí modul pro lithiový 1S akumulátor s regulovaným výstupem na 5V

E-shopy jsou plné drobných destiček, ke kterým připojíte zdroj (třeba právě malý solární panel), Li-ion baterii a na některých jsou pak i vývody regulovaného 5V napětí pro náš spotřebič. Tím by konečně mohla být prototypovací deska.

Pokračování 50 / 50

Kabeláž všeho druhu

Jako zdroj pro desku a prototypování často poslouží stará mobilní nabíječka s USB. V takovém případě se hodí USB kabeláž všeho druhu včetně krokodýlkových svorek.

a82f987d-79c8-4f99-8d28-f19c4ffd3fba
Na jedné straně USB, na té druhé, co je zrovna třeba

A jsme na konci. Počkat, opravdu? To je všechno, co je potřeba do dílny? Ne, je to asi tak jedno promile toho, co náruživý kutil během několika let nakoupí na Aliexpressu, Farnellu, Mouseru a na skvělých českých e-shopech pro makery. Do začátku to ale stačí a s těmito hračkami budete mít vystaráno na dlouhé zimní večery. Na hodně dlouhých zimních večerů!

Určitě si přečtěte

Články odjinud