Narzędzia i akcesoria w serwisie elektroniki oraz warsztacie konstruktora

Narzędzia i akcesoria w serwisie elektroniki oraz warsztacie konstruktora

O sprzęcie lutowniczym dostępnym obecnie na rynku można by napisać cały podręcznik. Nieczęsto jednak wspomina się o różnych narzędziach i akcesoriach przydatnych przy pracach lutowniczych. Jest to zrozumiałe, bo w końcu to właśnie stacja lutownicza (kolbowa lub hot air), a czasem też preheater są głównymi narzędziami używanymi w procesie prototypowania i serwisowania – tak w warunkach profesjonalnych, jak i hobbystycznych. Ten artykuł jednak poświęcony został innym narzędziom, o których zwykle się nie wspomina, a w istocie odgrywają one istotną rolę w pracach lutowniczych.

Warto przy tym pamiętać nie tylko o samym lutowaniu, ale też o innych aspektach pracy serwisanta czy konstruktora prototypów. Dlatego im też poświęcimy odrobinę uwagi. Na końcu artykułu zajmiemy się również organizacją miejsca pracy oraz sposobami składowania komponentów, prototypów i narzędzi. Przy okazji omówienia organizacji miejsca pracy wspomniane będą też tak istotne drobiazgi, jak oświetlenie, narzędzia inspekcyjne czy mikroskopy. Na początek jednak weźmy na warsztat narzędzia niedoceniane, ale istotne w pracach serwisowych.

Odsysacze i stacje rozlutownicze, plecionki, topniki i niskotemperaturowe stopy lutownicze

Proces wymiany komponentów – zarówno w technologii przewlekanej, jak i SMT – wymaga usunięcia spoiwa lutowniczego z padów na PCB. W przypadku THT mamy do czynienia z sytuacją, w której spoiwo nie tylko pokrywa pole lutownicze, ale też wnika między wyprowadzenie elementu a ścianki otworu, w którym osadzona jest końcówka elementu. Jest to sytuacja typowa dla dwustronnych i wielowarstwowych płytek drukowanych.

Demontaż elementu wymaga zatem nie tylko usunięcia spoiwa z powierzchni samego pola, ale też z wnętrza otworu, a także oczyszczenia tego ostatniego przed montażem nowego komponentu. W arsenale elektronika są przeznaczone do tego celu narzędzia: odsysacze i stacje rozlutownicze.

Odsysacze można podzielić na dwie kategorie: mechaniczne i elektromechaniczne. Te pierwsze wytwarzają podciśnienie za pomocą tłoka w hermetycznym cylindrze, który to tłok jest przesuwany siłą sprężyny po zwolnieniu blokady. Narzędzia takie, znane doskonale każdemu hobbyście, są bardzo tanie, ale nie do końca się sprawdzają przy płytkach dwustronnych czy wielowarstwowych. Problem polega na tym, że jednocześnie trzeba podgrzewać wyprowadzenie komponentu i pole lutownicze, przy równoczesnym operowaniu odsysaczem. Odsysacz taki jednak nie może objąć całego pola lutowniczego, by wyssać spoiwo lutownicze z wnętrza otworu – chyba że grot lutownicy będzie ogrzewać pole od drugiej strony płytki drukowanej. Wymaga to sporej zręczności i nie jest łatwym zadaniem. Jeśli jednak mamy do czynienia z płytką jednostronną, taki odsysacz jest całkowicie adekwatny. Popularny model polskiego producenta pokazuje fotografia 1.

Fotografia 1. Odsysacz ręczny

Pewnym ułatwieniem w przypadku płytki dwustronnej jest odsysacz elektromechaniczny, który od odsysacza tradycyjnego różni się tym, iż zakończony jest kompletną kolbą rozlutowniczą z elementem grzejnym i grotem w formie wydrążonego stożka zwieńczonego otworem. Taki odsysacz jednocześnie roztapia spoiwo, ogrzewa pole lutownicze i wyprowadzenie, pozwala zatem usunąć spoiwo także z wnętrza otworu. Oczywiście część odsysająca jest wciąż mechaniczna, a do tego często nie mamy możliwości regulacji temperatury. Tańsze odsysacze tego typu łatwo się psują, ale jako alternatywa dla odsysaczy mechanicznych są dobrym wyborem. Urządzenie z omawianej grupy można zobaczyć na fotografii 2.

Fotografia 2. Odsysacz elektromechaniczny

W warunkach profesjonalnych stosuje się stacje rozlutownicze, które łączą kolbę z odsysacza elektromechanicznego z prostą pompą próżniową i kontrolerem temperatury. Kolba zamontowana jest na uchwycie pistoletowym, wyposażonym w pojemnik na odessane spoiwo. Naciśnięcie spustu aktywuje pompę wytwarzającą podciśnienie. Kolbę tę pokazuje fotografia 3a, a kompletną stację – fotografia 3b.

Fotografia 3. Stacja rozlutownicza ZD-8915: kolba pistoletowa (a - po lewej) i całe urządzenie (b - z prawej)

Urządzenia takie świetnie sprawdzają się w serwisie, gdyż pozwalają na bardzo szybki demontaż komponentów. Spora masa termiczna pozwala też poradzić sobie z elementami indukcyjnymi, które mogą sprawiać problemy przy użyciu innych metod. Na rynku dostępne są modele różnych producentów operujących w segmencie sprzętu lutowniczego, w zróżnicowanych cenach – od relatywnie tanich modeli, przeznaczonych głównie dla hobbystów i małych serwisów, po modele profesjonalne do prac wymagających dużej mocy (zarówno grzałki, jak i pompy). Stacjom takim niestraszna jest praca ciągła przez wiele godzin. Fotografia 3 prezentuje tani model ZD-8915, zaś na fotografii 4 pokazano stację rozlutowniczą firmy JBC o oznaczeniu CS-2F, kosztującą... 19 razy więcej.

Fotografia 4. Stacja rozlutownicza JBC Tools CS-2F

Model Solomon SL-928 (fotografia 5) jest tylko około czterech razy droższy od modelu ZD-8915 i choć regulację ma analogową, to jakość wykonania i trwałość stoją na wyższym poziomie.

Fotografia 5. Stacja rozlutownicza Solomon SL-928

W zbliżonej cenie występuje też model 201B firmy Quick (fotografia 6) z regulacją cyfrową. Uwagę zwraca duży napis ESD świadczący o tym, iż stacja ta ma mieć przewagę nad innymi poprzez ochronę komponentów przed wyładowaniami elektrostatycznymi. W rzeczywistości każdy z tych modeli powinien mieć uziemiony grot.

Fotografia 6. Stacja rozlutownicza Quick 201B

Niedawno na rynku pojawiły się odsysacze elektryczne, które zawierają kolbę rozlutowniczą z regulacją temperatury oraz prostą elektryczną pompkę zintegrowaną w korpusie. Jak łatwo się domyślić, urządzenia te poza rozmiarem nie mają zbyt wielu zalet, a i rozmiar można uznać za wadę, gdyż są nieporęczne. Skuteczność odsysania jest gorsza niż w odsysaczu tradycyjnym, gdyż pompka ma za małą wydajność. Modele z Chin są też dosyć awaryjne. Często na przykład kolba przestaje być częścią rozlutownicy, gdyż ten fragment korpusu jest wykonany z tworzywa termoplastycznego o relatywnie niskiej temperaturze topnienia – tworzywo mięknie w trakcie pracy, co kończy się samoczynną dezintegracją narzędzia. Urządzenie tego typu pokazano na fotografii 7.

Fotografia 7. Chińska rozlutownica ze zintegrowaną w kolbie pompką. Ten model nie ma regulacji temperatury

Demontaż komponentów SMD przebiega nieco inaczej. Komponent ogrzewać można stacją hot air aż do roztopienia spoiwa, a następnie zdjąć go pęsetą z powierzchni płytki. Następnie pola lutownicze oczyszcza się, używając miedzianej plecionki i grota lutowniczego – grot ogrzewa pole i topi spoiwo, a plecionka niczym knot „wysysa” i zatrzymuje nadmiarowe spoiwo. Cały proces należy przeprowadzać w osłonie dużej ilości topnika.

Dawniej używano w tej roli kalafonii, czyli naturalnej żywicy powstałej po oddestylowaniu terpentyny z żywicy drzew iglastych, głównie sosny. Nawet płytki drukowane zabezpieczało się lakierem powstałym przez rozpuszczenie kalafonii w spirytusie etylowym – lakier taki chronił płytkę przed utlenianiem i jednocześnie ułatwiał proces lutowania. Obecnie zamiast tego naturalnego materiału stosuje się topniki w formie past i żeli, sprzedawane w pojemnikach i strzykawkach. Topniki te znacząco ułatwiają proces rozlutowywania, poprawiając przewodnictwo cieplne i usuwając warstwę tlenków ze spoiwa i grotu czy końcówki rozlutownicy. Wybór produktów i producentów jest dość szeroki i generalnie – jeśli nie ma szczególnych wymagań co do procesu lutowania (stawianych na przykład przez nietypowe spoiwa lutownicze), to niemal każdy topnik do spoiw bezołowiowych sprawdzi się w praktyce. Autor nie zaleca jedynie nabywania najtańszych topników chińskich – choć nadal spełniają swoje zadanie, są często mocno grudkowate i zostawiają więcej zanieczyszczeń.

W przypadku plecionek marka producenta generalnie nie ma znaczenia – wszystkie wykonane są z miedzi, czasem z dodatkiem własnego topnika, a czasem z dodatkową powłoką. Ba, w razie braku fabrycznej plecionki można użyć w tym samym celu... oplotu przewodu ekranowanego.

Na koniec warto wspomnieć o specjalnych spoiwach niskotemperaturowych, które nie są przeznaczone do lutowania, lecz do użycia w sytuacjach, gdy natrafiamy na spoiwo bezołowiowe o wysokiej temperaturze topnienia, na domiar złego w połączeniu z dużą masą termiczną elementów i/lub miedzi na PCB. Wtedy na wyprowadzenia „upartego” komponentu nakłada się szczodrze rzeczony stop lutowniczy, a ten – mieszając się ze spoiwem wysokotemperaturowym – znacząco obniża wynikową temperaturę topnienia mieszaniny. Różnica jest tak znacząca, że nawet po zaprzestaniu ogrzewania spoiwo pozostaje płynne jeszcze przez kilka sekund. Niestety, rozwiązanie to jest nieco kosztowne i zupełnie nieprzydatne w przypadku komponentów BGA.

Dodatkowe „kończyny”

Niewątpliwą pomyłką natury jest fakt, iż elektronik posiada tylko dwie ręce, przez co nie może jednocześnie trzymać płytki drukowanej, komponentu, spoiwa lutowniczego i kolby. Ten ewidentny błąd ewolucji można obejść, stosując specjalne uchwyty i stojaki do płytek oraz „trzecie ręce”. Najprostszym i najtańszym przykładem jest prosty uchwyt z lupą, pokazany na fotografii 8. Ma on zwykłe „krokodylki” w roli chwytaków i zazwyczaj jest wystarczający przy lutowaniu przewodów i niektórych złączy. Ma jednak dwie wady: pierwszą są same „krokodylki”, które z łatwością zedrą soldermaskę z każdej płytki. Warto więc zabezpieczyć tę ostatnią kawałkiem chusteczki higienicznej lub ręcznika papierowego. Drugą wadę stanowi sposób ich montażu – dość szybko pojawiają się luzy. Jednak tego typu „trzecia ręka” jest niezastąpiona, gdy pracuje się z dużymi komponentami w technologii przewlekanej.

Fotografia 8. Klasyczna „trzecia ręka”, szczególnie użyteczna przy lutowaniu przewodów i złączy

Do prac z mniejszymi płytkami, gdzie przeważają elementy SMD, przydaje się prosty uchwyt pokazany na fotografii 9. Niski profil idealnie sprawdzi się pod dużą lupą stołową lub mikroskopem.

Fotografia 9. Uchwyt sprężynowy do mniejszych płytek drukowanych

Należy za to wystrzegać się tanich uchwytów magnetycznych (fotografia 10) – aluminiowe elementy z magnesami neodymowymi zwyczajnie przesuwają się po podstawce, a uchwycenie płytki między nimi jest zadaniem niełatwym. Przy próbie użycia lutownicy tradycyjnej płytka „ucieknie” i wypadnie spomiędzy trzymających ją elementów. Użycie kolby hot air ma większy sens, ale nawet wtedy zbyt duży nacisk pęsetą skończy się podobnym fiaskiem.

Fotografia 10. Tani uchwyt magnetyczny o wątpliwej użyteczności

Do większych płytek drukowanych dostępne są duże uchwyty, jak na fotografii 11. Stanowią one rozwinięcie idei uchwytu z fotografii 9 i zapewniają stabilną podstawę do pracy nawet przy płytach głównych komputerów czy urządzeń przemysłowych.

Fotografia 11. Uchwyty na płytki drukowane: mniejszy (a - z lewej) w dość przystępnej cenie (ok. 120 złotych) oraz duży uchwyt firmy Weller (b - po prawej). To profesjonalne narzędzie kosztuje ponad sześć tysięcy złotych

Na fotografii 12 pokazano wariant umożliwiający ustawienie płytki pod dowolnym kątem, co przydaje się nie tylko w trakcie prac konstrukcyjnych i serwisowych, ale też ułatwia inspekcję, regulację i diagnostykę. Alternatywnie można położyć na blacie matę silikonową, a na niej płytkę drukowaną.

Fotografia 12. Bardzo tani uchwyt obrotowy (a - z lewej) oraz model trzy razy droższy (b - po prawej)

Nie jest to jednak rozwiązanie najwygodniejsze i nie zapewnia ochrony ESD, choć niewątpliwie jest tanim rozwiązaniem. Jeszcze jedną opcją jest wykonanie odpowiedniej podstawki na drukarce 3D, jak na fotografii 13.

Fotografia 13. Płytka na dedykowanej podstawce, wykonanej na drukarce 3D

W praktyce elektronika zaleca się posiadanie zarówno prostej „trzeciej ręki”, jak i solidnego uchwytu do płytek. Dodatkowym, użytecznym narzędziem może być imadło modelarskie, przydatne szczególnie przy pracach mechanicznych. Imadła takie występują w kilku wariantach. Tradycyjne modele przykręcane są do blatu, jak ich więksi bracia przeznaczeni do prac ślusarskich. Bardziej rozbudowane mają z kolei głowicę kulową i uchwyt w stylu imadła maszynowego.

Imadła maszynowe przeznaczone są do montowania na blatach wiertarek stołowych lub frezarek (w tym CNC) i nadają się szczególnie do fabrykacji płytek do prototypów. Dwa różne imadła prezentuje fotografia 14.

Fotografia 14. Imadła modelarskie: proste imadło przykręcane do stołu, model HT3B609  (a - u góry z lewej), imadło z uchwytem maszynowym i przegubem kulowym Stanley MaxSteel 1-83-069 (b - u góry po prawej), małe imadło maszynowe Topex 07A306 (c - na dole po lewej) oraz bardzo tanie imadło stołowe Talon-Tech FT2201 (d - na dole po prawej)

Uchwyty, imadła i regulowane „ręce” są też dostępne w formie wydruków 3D do samodzielnego wykonania. Zaletą jest niski koszt i możliwość dowolnej modyfikacji czy rozbudowy takiego rozwiązania. Wadą zaś – niska odporność na wysokie temperatury: PLA, najpopularniejszy filament, zaczyna mięknąć w temperaturze 50°C, a przy 85...90°C traci jakąkolwiek wytrzymałość mechaniczną. Materiały bardziej trwałe, np. nylon, wymagają nieco bardziej kosztownych drukarek z zamkniętą obudową oraz osuszaczy filamentu. Z drugiej strony nawet jeśli w trakcie prac uchwyt ulegnie uszkodzeniu, wykonanie nowego elementu kosztuje grosze. Przykłady takich projektów pokazuje fotografia 15.

Fotografia 15. Uchwyty wykonane na drukarce 3D, których projekty są dostępne do pobrania dla każdego: remiks autorstwa Epp (a - u góry z lewej) (źródło: https://t.ly/uv6d2), uchwyty skręcane od Dst (b - u góry po prawej) (źródło: https://t.ly/kJgY6), imadło do płytek wg projektu KYFriedHam (c - na dole po lewej) (źródło: https://t.ly/qZFQ4), bardzo proste imadło projektu Kabacisa (d - na dole po prawej) (źródło: https://t.ly/rtCVc). Wszystkie te modele (i wiele innych) można znaleźć na stronie Printables (https://t.ly/ZsydH)

Drobne narzędzia lutownicze i warsztatowe

Przy ręcznym montażu komponentów SMD, a także podczas lutowania przewodów i drutów w celu dokonania pomiarów w trudno dostępnych miejscach czy też modyfikacji układu pęseta staje się narzędziem wręcz niezbędnym. Wbrew pozorom nie musi to być narzędzie kosztowne i z najwyższej półki, nie trzeba mieć też każdego dostępnego modelu. Z powodzeniem wystarczą dwa narzędzia: proste i zakrzywione. Dobrym wyborem są pęsety firmy Baku pokazane na fotografii 16, ze względu na korzystny stosunek jakości do ceny. Modele te zapewniają pewną ochronę ESD dzięki naniesionej powłoce izolacyjnej na niemal całą powierzchnię pęsety.

Fotografia 16. Pęsety firmy Baku

Kolejnym przydatnym narzędziem są cążki do cięcia przewodów czy odcinania wyprowadzeń komponentów THT. Warto mieć dwie pary: większą do grubszych przewodów i drutów oraz mniejszą, do wyprowadzeń i cieńszych przewodów. Cążki z czasem będą się zużywać, co wymaga albo ich ostrzenia, albo wymiany na nowe. Markowe modele są oczywiście trwalsze, szczególnie gdy tniemy twardsze i grubsze przewody oraz druty. Fotografia 17 pokazuje budżetową opcję.

Fotografia 17. Tanie cążki w dwóch wariantach. Na dwóch parach widać ślady zużycia

Warto też zaopatrzyć się w przyrząd do ściągania izolacji. Do wyboru jest sporo różnych konstrukcji w zróżnicowanych cenach. Dwa przykłady prezentuje fotografia 18.

Fotografia 18. Ściągacze do izolacji: ręczny marki Parkside (a - u góry) i profesjonalny ściągacz automatyczny Molex 638171100 (b - na dole)

Przy montażu komponentów przewlekanych często przydaje się też przystawka do doginania wyprowadzeń. Fotografia 19 prezentuje warianty przeznaczone do elementów osiowych oraz układów scalonych. Przyrządy takie są bardzo tanie, a mają nawet swoje wersje przystosowane do druku 3D.

Fotografia 19. Przystawki do doginania wyprowadzeń komponentów osiowych (a - na górze) i układów scalonych (b - na dole)

Przy okazji warto też zaopatrzyć się w zestaw igieł do przepychania otworów na wyprowadzenia. W tej roli sprawdzą się świetnie igły do czyszczenia dysz drukarek 3D – występują w zestawach o różnych średnicach i są bardzo tanie. Pod ręką trzeba też mieć zestaw pilników – można nimi nacinać płytki przed łamaniem, obrabiać krawędzie, powiększać otwory i przecinać niechciane połączenia. Prosty i relatywnie tani zestaw pokazuje fotografia 20.

Fotografia 20. Zestaw tanich pilników do prac precyzyjnych Parkside

Przydadzą się też szczypce w różnych rozmiarach i kształtach – na fotografii 21 zaprezentowano kolekcję autora zebraną przez lata. Większe szczypce pozwalają na łatwiejsze odłamywanie fragmentów płytek przy ich docinaniu, mniejsze ułatwiają wyciąganie „upartych” komponentów i pomagają w trudno dostępnych miejscach, gdy pęseta okazuje się zbyt delikatnym narzędziem.

Fotografia 21. Szczypce i małe kombinerki

W pracach serwisowych niezbędne okazują się narzędzia do demontażu naprawianych urządzeń, czyli przede wszystkim wkrętaki i narzędzia do podważania. Te pierwsze występują generalnie w dwóch formach: albo zestawu bitów z uchwytem, albo w formie pełnowymiarowych wkrętaków. Wariant drugi przydaje się szczególnie tam, gdzie wkręty tkwią głęboko w otworze plastikowej obudowy, jako że większość uchwytów do bitów i przedłużek jest zdecydowanie za gruba. Warto więc mieć obie wersje na podorędziu – bity są bardziej poręczne, podczas gdy duże wkrętaki przydają się w tych niedostępnych zakamarkach. Co taki zestaw powinien zawierać? Oto lista:

  • wkrętaki Philips w rozmiarach od PH000,
  • wkrętaki Pozidriv we wszystkich czterech rozmiarach (spotykane w obudowach tańszego sprzętu RTV i w sprzęcie AGD, głównie jako wkręty do plastiku i blachowkręty),
  • wkrętaki płaskie, przydatne szczególnie w naprawie mechanizmów i do otwierania zabytków techniki,
  • wkrętaki Torx od T1,
  • wkrętaki Torx TH (TR), z otworem,
  • wkrętaki imbusowe.

To podstawowy, minimalny zestaw pozwalający otworzyć i naprawić prawie wszystko. Czasem mogą się trafić nietypowe wkręty, ale Unia Europejska wprowadziła przepisy, które zakazują ich stosowania w nowych produktach w ramach prawa do naprawy.

Na rynku nie brakuje zestawów do wyboru. Zaleca się jednak wybrać markowy zestaw dobrej klasy, gdyż tanie komplety chińskie oraz te dostępne w dyskontach są wykonane z miękkich materiałów i przez to ich trwałość jest niewystarczająca. Do codziennych prac z większymi gabarytowo urządzeniami zaleca się zestawy w rodzaju pokazanego na fotografii 22 kompletu (DeWalt DT7969).

Fotografia 22. Zestaw bitów DeWalt DT7969

Zestaw jest trwały i zawiera większość potrzebnych rozmiarów oraz typów końcówek, nie zawiera natomiast uchwytu, gdyż jest przeznaczony do współpracy z wkrętarkami elektrycznymi. Dla pracujących pod napięciem dobrym wyborem może być zestaw trwałych, izolowanych wkrętaków Wera VDE Set 1 (05150102001) z fotografii 23a.

Fotografia 23. Zestawy wkrętaków: Wera VDE Set 1 (a - u góry z lewej), Kraftform Micro ESD Big Pack (b - u góry po prawej), Wiha slimVario® electric (c - na dole po lewej), Wera Kraftform Kompakt 62 (d - na dole po prawej)

Ten sam producent ma też zestaw dedykowany dla elektroników: Kraftform Micro ESD Big Pack (05134019001) – wprawdzie nie zawiera on bitów Pozidriv, ale zamiast nich obejmuje szeroki wybór wkrętaków niestandardowych, spotykanych w różnych produktach z USA czy Japonii. Zestaw ten prezentuje fotografia 23b. Wiha oferuje zestaw wkrętaków slimVario electric (43465), podobny do pierwszego zestawu od Wery. Komplet Wera Kraftform Kompakt 62 (5059297001) również stanowi doskonały wybór, zawierając w sobie nie tylko podstawowe wkrętaki, ale też kolekcję wkrętaków niestandardowych – jest on bogatszy, a przy tym tańszy od zestawu Kompakt Micro ESD Big Pack, brakuje mu jednak mniejszych rozmiarów spotykanych w urządzeniach mobilnych czy w precyzyjnych mechanizmach. Widok produktu pokazano na fotografii 23d.

Komplety mniejszych bitów też są dobrym wyborem, choć nie zawsze okazują się praktyczne, szczególnie w ciasnych miejscach lub w głębokich otworach. Zestawy te zwykle są dużo bogatsze, przy niższej cenie detalicznej.

Dobrym przykładem może być zestaw precyzyjny Wiha 39971 (fotografia 24a) zawierający 65 elementów, dostępny w cenie porównywalnej do 25-elementowego zestawu Big Pack dla elektroników. Uzupełnieniem palety podstawowych bitów jest Wiha XLSelector Security Standard 25 mm (29416), który poradzi sobie z wieloma nietypowymi śrubami spotykanymi w elektronice (fotografia 24b). Ciekawym wyborem są też zestawy iFixit Mako (fotografia 24c) oraz Manta (fotografia 24d) – to precyzyjne narzędzia przeznaczone dla serwisów elektronicznych, sama zaś marka iFixit oferuje darmowe przewodniki po naprawach urządzeń konsumenckich, głównie smartfonów.

Fotografia 24. Zestawy bitów: Wiha 39971 (a - u góry z lewej), Wiha XLSelector Security Standard 25 mm (b - u góry po prawej), iFixit Mako (c - na dole po lewej), oraz Manta (d - na dole po prawej)

Zestawy są niewątpliwie obszerne i zawierają wszystko, co potrzebne w warsztacie elektronika. Propozycja firmy Manta zawiera dwa komplety bitów: precyzyjne 4 mm i nieco większe w standardzie ¼ cala, oraz wkrętaki w obu rozmiarach. Wkrętak przeznaczony do bitów 4 mm ma dość długą i wąską część trzymającą bit, dzięki czemu łatwiej nim sięgnąć w głąb zakamarków obudowy. Pokrywki obu zestawów mają też przegródki, dzięki czemu sprawdzą się jako tacki na wkręty.

Na krótką wzmiankę zasługują też wkrętaki specjalne, czyli stroiki. Są to delikatne narzędzia wykonane z tworzywa i przeznaczone do regulacji potencjometrów, trymerów, cewek i dławików w obwodach w. cz., które są bardzo wrażliwe na pojemności i indukcyjności pasożytnicze. Obecnie nieczęsto trafia się sytuacja, w której mogą być potrzebne, ale Czytelnik powinien mieć świadomość, że istnieją i że dobrą praktyką jest nie stroić obwodów tego wymagających zwykłym wkrętakiem z metalową końcówką.

Elektronarzędzia i akcesoria

Budowanie prototypów, wykonywanie płytek drukowanych, modyfikacje i niektóre naprawy może nie wymagają dostępu do szerokiego wachlarza elektronarzędzi, ale takie wyposażenie zdecydowanie ułatwia pracę. Mała wkrętarka przyspiesza wykonywanie czynności mechanicznych, a wkrętarka udarowa pozwala odkręcić zapieczone lub zardzewiałe wkręty, które mogą trafić się w serwisie AGD czy samochodowym. Miniszlifierki umożliwiają natomiast wiercenie, cięcie, czyszczenie czy polerowanie, a także rzeźbienie. Cichy kompresor pozwala zasilać narzędzia pneumatyczne, ale też może pomóc oczyścić zakurzone wnętrze komputera czy innego urządzenia. W połączeniu z aerografem lub pistoletem malarskim można za jego pomocą nie tylko upiększyć prototyp albo gotowy produkt, ale też przywrócić stan pierwotny urządzeniom mającym już trochę lat. Frezarka CNC pozwoli natomiast szybko przygotować płytkę prototypową, panel kontrolny lub elementy montażowe, podczas gdy drukarka 3D odda nieocenione zasługi nie tylko w prototypowaniu, ale też w produkcji elementów zastępczych z tworzywa. Omówmy więc pokrótce te narzędzia.

Wkrętarki i wkrętaki elektryczne są dość prostymi narzędziami pod względem konstrukcyjnym. Główną różnicą między poszczególnymi modelami różnych marek jest jakość wykonania i pojemność akumulatora. Dla przykładu – Wiha ma w ofercie zestawy bitów z wkrętakami PocketDrive oraz speedE II electric. Zaletą tych zestawów jest dobra jakość bitów. Firma Stanley oferuje relatywnie tani wkrętak z serii Fatman (FMTH66719), pokazany na fotografii 25a.

Fotografia 25. Wkrętaki elektryczne: Stanley Fatman 4V (a - na górze) i Beta Evox-E (b - na dole)

Podobnym elektronarzędziem jest produkt firmy Beta – Evox-E (BE 1210E/GE), pokazany na fotografii 25b. Te przykładowe wkrętaki łączy jedna cecha wspólna – trzyma się je tak samo, jak zwykłe wkrętaki ręczne. Czasami jednak warto mieć inny chwyt, by lepiej aplikować moment obrotowy. W tym celu powstały wkrętarki i wiertarko-wkrętarki – zazwyczaj dużo większe i przeznaczone do ogólnych prac konstrukcyjnych oraz remontowych. Przykładem może być wkrętarka DeWalt DCD777N BODY (fotografia 26a).

Fotografia 26. Wkrętarki DeWalt DCD777N BODY (a - z lewej) i Parkside PAS 4 D7 (b - z prawej)

Lepszym wyborem dla elektronika będzie jednak narzędzie mniejsze, jak chociażby dyskontowa wkrętarka Parkside PAS 4 D7 (a także C5). Ta mała wkrętarka (fotografia 26b) nie jest wykonana najlepiej, a bity są raczej marnej jakości – w zestawie jednak znajdują się głowice: kątowa, wygięta, z regulacją momentu i ciekawa, choć średnio przydatna piła. To „maleństwo” może poszczycić się sporym momentem obrotowym wynoszącym 5 Nm. Akumulator nie starcza na długo, ale w warsztacie elektronika okazuje się adekwatny.

Miniszlifierki, multiszlifierki, szlifierki precyzyjne, szlifierki wielofunkcyjne czy wreszcie „dremele” (od nazwy popularnego na Zachodzie producenta, firmy Dremel) to bardzo proste narzędzia składające się z mocnego silnika elektrycznego, do którego wału umocowany jest uchwyt wiertarski na narzędzia. Od wiertarek czy wkrętarek odróżnia go brak jakiejkolwiek przekładni, przez co narzędzie obraca się z dużą prędkością, ale znacznie mniejszym momentem obrotowym. Na rynku dostępne są narzędzia najróżniejszych klas i jakości wykonania – od tanich zestawów „multiszlifierka + 1001 akcesoriów na każdą okazję”, prosto z dyskontu, po narzędzia i zestawy wspomnianej już marki Dremel. Dostępne są warianty zasilane napięciem sieciowym, dodatkowym zasilaczem regulowanym, akumulatorem, a także sprężonym powietrzem. Jako ciekawostkę warto dodać, że wariantem tych ostatnich jest zresztą urządzenie, z którym każdy Czytelnik miał wątpliwą przyjemność spędzić chwile boleści: wiertarka dentystyczna.

Urządzenia akumulatorowe mają dość ograniczoną moc, a przez to i moment obrotowy, podobnie zresztą jak modele pneumatyczne. Szlifierki zasilane napięciem sieciowym oferują natomiast największą moc, wysoką prędkość maksymalną i spory moment obrotowy. Niezależnie od tego, czy są zasilane bezpośrednio z instalacji, czy przez regulowany zasilacz, najlepiej się sprawdzają w warunkach warsztatowych, gdzie konieczność pracy „na uwięzi” nie stanowi większego problemu.

Co do wyboru konkretnego modelu, można od razu zrezygnować z zestawów dyskontowych – częstymi usterkami są kiepskie łożyska, duże „bicie”, niskiej jakości chwyty narzędziowe i silniki, w których palą się uzwojenia przy zbyt intensywnym użytkowaniu. Z drugiej strony spektrum narzędzia firmy Dremel wydają się mieć nieco zawyżoną cenę, nawet biorąc pod uwagę dobrą jakość produktów. Optymalnym wyborem zdają się narzędzia firmy Proxxon, jak na przykład FBS 240/E (fotografia 27a).

Fotografia 27. Szlifierki precyzyjne: sieciowa Proxxon FBS 240/E (a - na górze), akumulatorowa Makita DGD800Z (b - w środku) oraz Dremel 8220 z akcesoriami (c - na dole)

Jest to urządzenie o prostej konstrukcji, doskonałej jakości wykonania, choć ze skromnym wyborem akcesoriów. Uchwyt wiertarki pozwala na montowanie narzędzi o średnicy osi od 0,3 mm do 3,2 mm, co pozwala też na używanie frezów CNC w standardzie 1/8” (3,175 mm). Zaletą jest cichy silnik z regulacją obrotów od 5000 rpm do 22000 rpm. Wśród urządzeń akumulatorowych dobrym wyborem może być Makita DGD800Z (fotografia 27b). Dla porównania warto spojrzeć też na zestaw od firmy Dremel 8220 o oznaczeniu F0138220UM (fotografia 27c) – w komplecie dostajemy dwie przystawki i kolekcję akcesoriów (materiałów eksploatacyjnych) na dobry początek, wraz z profesjonalnie wyglądającą walizką. Producent zaleca używanie akcesoriów i materiałów marki Dremel, ale nic złego się nie stanie, jeśli wybierzemy wyroby tańsze (lub droższe). Problemem marki Dremel i powodem, dla którego Autor jej nie zaleca jest fakt, iż są to urządzenia i zestawy typowo hobbystyczne i do hobbystów kierowane.

Przechodząc do akcesoriów i materiałów eksploatacyjnych do tych wielofunkcyjnych szlifierek, warto od razu zaznaczyć, że zestawy „100/500/1000 w jednym” – jeśli tylko nie należą do absolutnie najtańszych – okazują się dobrym wyborem na start. Użytkownik może sprawdzić, co z zestawu rzeczywiście mu się przyda, a co nie i dokupić narzędzia, tarcze oraz akcesoria niezbędne do najczęściej wykonywanych prac. Tymczasem reszta zestawu, choć będzie przez większość czasu pokrywać się kurzem, może znaleźć spontaniczne zastosowanie w nietypowej sytuacji. W kontekście pracy konstruktora-elektronika najbardziej przydatne będą narzędzia tnące: frezy i tarcze oraz wiertła. Choć wielu amatorów potrafi wiercić otwory w płytkach domowej produkcji „z ręki”, to w warunkach (pół)profesjonalnych warto zainwestować w stojak wiertarski, zwłaszcza że wiertła HSS o małej średnicy oraz (szczególnie) wiertła widiowe źle znoszą naprężenia boczne. Autorowi udało się złamać bardzo kosztowne wiertło widiowe przy próbie wykonania pierwszego otworu, właśnie z tego powodu. Firma Proxxon do swoich szlifierek z serii Micromot oferuje stojak wiertarski MB 200 (fotografia 28a) – jest on również kompatybilny ze szlifierką FBS 240/E.

Fotografia 28. Akcesoria Proxxon: stojak wiertarski MB 200 (a - na górze) oraz stół krzyżowy KT 70 (b - na dole)

Do tego zestawu przydać się może stół krzyżowy KT 70 (fotografia 28b) lub większy KT 150 – obydwa wymienione modele znacząco ułatwiają pozycjonowanie obrabianych elementów i ich precyzyjny ruch. Mocując szlifierkę w statywie, a pod nim stół krzyżowy z obrabianym elementem, możemy zagłębić w niego frez, a następnie – obracając powoli korbami – wykonać precyzyjne cięcie. Tak samo operuje się zresztą na tradycyjnych frezarkach manualnych. Do stojaka wiertarskiego można też dokupić imadło maszynowe ułatwiające wiercenie w drobnych elementach.

Kompresor to urządzenie kojarzące się bardziej z warsztatem samochodowym niż z pracownią elektronika. W rzeczywistości jednak jest to przyrząd nad wyraz użyteczny, głównie za sprawą dostępnych akcesoriów – warto dodać, że relatywnie tanich. Sam kompresor jest urządzeniem kosztownym, sporym i zwykle dość hałaśliwym – należy przy tym zaznaczyć, iż interesują nas jedynie kompresory bezolejowe. Są one mniej trwałe, ale też nie wymagają ani dolewania wspomnianego oleju, ani odfiltrowywania powietrza sprężonego czy wreszcie spuszczania oleju z butli. Dostępnych modeli jest bardzo wiele, konkretne przykłady nie będą jednak prezentowane w ramach niniejszego artykułu, gdyż poza marką i wielkością butli nie ma między nimi wielkich różnic. Nie zaleca się zakupu urządzeń z butlą małą, mającą ledwo kilka litrów – będzie ono „na chodzie” przez cały czas, zwłaszcza gdy używane narzędzie potrzebuje stałego ciśnienia przez dłuższy czas. Z drugiej strony kompresory z większymi butlami są nieporęczne i zajmują sporo miejsca. Zawsze warto natomiast poszukiwać modeli z oznaczeniem cichej pracy – pomimo że głośny kompresor można nieco wyciszyć, montując „tłumik” na króćcu wlotowym, a całe urządzenie postawić na macie wygłuszającej.

Jeśli chodzi o akcesoria i narzędzia pneumatyczne, to wybór jest szeroki: od szlifierek po klucze pneumatyczne, od pistoletów malarskich po pistolety do pompowania kół, od przyrządów do przedmuchiwania po końcówki do pompowania piłek i balonów. W serwisie najbardziej przydatna wydaje się końcówka do przedmuchiwania, która przyda się do oczyszczania radiatorów czy mechanizmów. Pneumatyczne szlifierki wielofunkcyjne są lekkie, osiągają ogromną prędkość obrotową, ale kosztem niskiego momentu obrotowego. Jest to zaletą przy delikatnych pracach, dlatego technologia ta (w odpowiednio mniejszej skali) jest stosowana w stomatologii. Konstruktor o zacięciu artystycznym może z kolei zastosować aerograf do gustownego malowania i ozdabiania swoich prototypów. Dobry aerograf dostępny jest już za kilkadziesiąt złotych, a we wprawnych rękach pozwala uzyskać piękne efekty. Nie bez powodu jest to najpopularniejsze narzędzie malarskie wśród modelarzy.

Frezarka CNC – czyli frezarka sterowana numerycznie przez komputer – to jedno z potężniejszych narzędzi w arsenale konstruktora. W ostatniej dekadzie ceny frezarek znacząco spadły, dzięki czemu hobbyści nie muszą już składać urządzeń DIY z prowadnic do szuflad i kawałków starej meblościanki. Frezarki CNC można podzielić na cztery klasy jakości i ceny. Pierwszą, najtańszą grupą frezarek są proste maszyny dla hobbystów, jak na przykład model oznaczany jako 3018 (od wymiarów pola roboczego, wyrażonych w centymetrach). Urządzenia te to dobry start dla hobbysty, który ma dużo wolnego czasu do zmarnowania. Fotografia 29 pokazuje taki model.

Fotografia 29. Frezarka CNC 3018 z Chin. Zbyt kłopotliwa do normalnej pracy

Rama zbudowana jest z profili aluminiowych 20×20 mm i elementów wykonanych metodą druku 3D. Silniki krokowe są małej mocy, podobnie jak elektrowrzeciono, czyli silnik napędzający narzędzie. Autor sam posiadał takie urządzenie i dość szybko odkrył jego ograniczenia: zbyt małą moc elektrowrzeciona, zbyt małą sztywność ramy i silniki krokowe, które „gubią” kroki, bo mają za mały moment obrotowy dla tej konstrukcji. Sterownik oparty jest o projekt GRBL, co okazuje się... największą zaletą frezarek 3018 i podobnych. Wymieniając elektrowrzeciono na laser półprzewodnikowy, można uzyskać całkiem dobry, choć niebezpieczny ploter dla początkujących.

Klasę wyżej stoją frezarki oznaczane dość podobnie, bo jako 3020 (fotografia 30) czy 3040. Tu już mamy do czynienia z konstrukcją z metalowych płyt o konkretnej masie i sztywności, a do tego użyte są większe silniki krokowe, śruby trapezowe czy prowadnice. Część maszyn używa do sterowania portu równoległego, inne mają jednak specjalizowany sterownik USB. Wszystkie dostarczane są z programem Mach 3. Elektrowrzeciono zwykle ma moc 300 W i dobry uchwyt ER11. Zaleca się jednak wymianę na elektrowrzeciono większej mocy, minimum 500 W. Dostępne są też modele chłodzone wodą o mocy od 800 W. Przy dużej mocy elektrowrzeciona, małej prędkości posuwu i niewielkiej głębokości frezowania omawiane modele są w stanie obrabiać miedź, aluminium i inne, relatywnie miękkie metale. Te frezarki nadają się też do frezowania płytek drukowanych po dodaniu sondy poziomującej. Można nimi też obrabiać drewno, sklejkę, tworzywa sztuczne, a nawet grawerować szkło i kamień, jeśli użyje się specjalnego narzędzia. Do maszyn tej klasy można też dokupić „czwartą oś”, czyli przystawkę tokarską.

Fotografia 30. Frezarki CNC 3020 (a - z lewej) i 3040 (b - z prawej). Oferują najlepszy stosunek ceny do możliwości

Warto w tym miejscu wspomnieć o projekcie MPCNC (Mostly Printed CNC), w którym większość elementów jest wydrukowana na drukarce 3D. W roli prowadnic zastosowano rury instalacyjne, a poruszające się po nich wózki mają wmontowane typowe łożyska – wszystkie elementy są standardowe i łatwe do zdobycia. Przy wyborze odpowiedniego materiału na wydruki (nylon wzmacniany włóknem szklanym wydaje się najlepszą opcją) można uzyskać porównywalne rezultaty do frezarek 3020 i 3040, ale z dowolnymi wymiarami pola roboczego. W roli elektrowrzeciona najczęściej spotyka się szlifierki wielofunkcyjne, zwłaszcza marki Dremel. Przykładowe urządzenie prezentuje fotografia 31.

Fotografia 31. Przykładowa frezarka MPCNC (źródło: https://t.ly/FLtqm)

Wyższą jakość oferują urządzenia „profesjonalne”. Często są wykonywane na zamówienie, oferują pole robocze, którego krótszy wymiar przekracza nawet metr. Zamiast silników krokowych stosowane są już serwomotory oferujące pełnię kontroli nad pozycją, prędkością posuwu i przyspieszeniem. Zamiast śrub trapezowych czy kulowych dłuższa oś napędzana jest pasami lub przekładnią zębatą. Samo elektrowrzeciono ma moc powyżej 1 kW, a cała konstrukcja jest wystarczająco sztywna, by miękkie metale obrabiać z rozsądną prędkością, choć zwykle maszyny takie spotyka się w warsztatach stolarskich. W pracowni elektronika są niepraktyczne, ale dla małej manufaktury urządzeń okazują się jak znalazł, szczególnie jeśli potrzebne są duże elementy z drewna lub sklejki. Do obudów metalowych lepiej sprawdzi się zestaw: przecinarka plazmowa CNC i giętarka. Urządzeniami najwyższej klasy, a przy tym i z najwyższej półki cenowej, są centra obróbcze CNC, które bez problemów wiercą i frezują stal, oferują 5 osi zamiast trzech, mają zautomatyzowane magazynki wierteł i frezów, ale... są absolutnie nieprzydatne w warsztacie elektronika. Tutaj zostały wspomniane tylko jako ciekawostka.

Dodatkowym relatywnie tanim urządzeniem jest ploter laserowy CNC. Nie tylko może on grawerować drewno i niektóre tworzywa czy dedykowane materiały, ale potrafi też ciąć sklejkę, drewno, skórę, tkaniny czy papier. Tanie urządzenia bazują na diodzie laserowej, nieco droższe używają bardziej tradycyjnych laserów. Urządzenia te są nieco niebezpieczne, zwłaszcza że w zestawach oferowane są bardzo tanie okulary ochronne, które prawdziwej ochrony nie zapewniają. Należy zaopatrzyć się w nie we własnym zakresie, pamiętając o tym, że do lasera zielonego stosuje się okulary czerwone, a do czerwonego – zielone. Urządzenia generują nieprzyjemny zapach w wyniku palenia materiału, który jest cięty lub grawerowany, a w niektórych przypadkach w ślad za wątpliwie przyjemną wonią idą też niezdrowe opary. Niemniej jednak taki ploter pozwoli wykonać gustowny panel kontrolny ze sklejki lub tworzywa czy wygrawerować tabliczkę znamionową. Być może znajdzie się nawet sposób na zastosowanie go do produkcji płytek drukowanych.

Drukarkom 3D poświęcono na łamach „Elektroniki Praktycznej” osobny poradnik, dlatego tutaj nie będą one szczegółowo omawiane. W ostatnim roku technologia sterowania i kontroli poczyniła duże skoki za sprawą firm Bambu Labs i Creality, więc obecnie sensownym wyborem są drukarki zamknięte, jak Creality K1 SE lub K2 albo Bambu Labs P1S. A do czego może się przydać drukarka 3D? Choćby do szybkiego wykonania prototypu obudowy, by móc zaprezentować klientowi wygląd urządzenia i przetestować jego ergonomię. Druk 3D sprawdzi się też przy wykonywaniu zamienników uszkodzonych części, podstawek pod płytki drukowane, własnych narzędzi, uchwytów i ramek testowych oraz wielu innych drobiazgów. Kilka praktycznych przykładów projektów zostało już opisaych, inne pojawią się nieco później. Czytelników zainteresowanych zgłębianiem tematu wytwarzania przyrostowego zapraszamy do zapoznania się z serią artykułów „Druk 3D w służbie elektroniki”.

Stanowisko pracy

Miejsce pracy elektronika też zasługuje na naszą uwagę – w końcu wydaliśmy już majątek na narzędzia, warto więc mieć odpowiednią przestrzeń do ich używania. Nie będziemy jednak zajmować się wyborem odpowiedniego biurka czy stołu warsztatowego ani rozważaniami, czy lepsze są półki, czy szafki. Te decyzje to sprawa indywidualna i jedyna sugestia, jaką można udzielić, to „więcej znaczy lepiej” – im więcej przestrzeni do pracy, tym większa ergonomia. Zamiast więc tworzyć katalog meblarski, skupmy się na innych aspektach aranżacji miejsca pracy.

Na początek oświetlenie – i tu jedna, prosta sugestia: najlepszy wybór to lampa bądź lampy kreślarskie. Lampa taka, mocowana do krawędzi blatu, to bardzo elastyczne rozwiązanie zapewniające dużo światła w pożądanym kierunku. Urządzenia te projektowane były z myślą o tradycyjnych żarówkach o mocy 60 W, więc bez problemu można wkręcić żarówkę LED odpowiadającą jasnością żarówkom 100-watowym i mocniejszym. Sama żarówka powinna być wysokiej klasy, o najwyższej dostępnej wartości CRI (Color Rendering Index – indeks oddawania barw) i temperaturze barwowej powyżej 3000 K. Pewnym problemem może być mocowanie lampy do blatu, zależnie od konstrukcji biurka/stołu – lecz tu ponownie pomóc może druk 3D, co pokazuje fotografia 32 – podobny element pomoże też w mocowaniu lekkiego imadła do blatu.

Fotografia 32. Mocowanie lampy kreślarskiej do blatu za pomocą wydruku 3D

Przy okazji kompletowania oświetlenia warto też zaopatrzyć się w latarkę LED – wybór modeli i marek jest ogromny. Gdy kupiona zostanie tania latarka z Chin, warto rozważyć wymianę diody mocy na nową, zakupioną od sprawdzonego dystrybutora – do tanich latarek trafiają diody „najgorszego sortu” o niskim współczynniku CRI i gorszej wydajności, tak więc wymiana diody na komponent „najlepszego sortu” poprawi jej walory użytkowe.

Kolejnym elementem stanowiska pracy jest mata antystatyczna. I znów – nie należy kupować najtańszej wersji z Chin, ale generalnie nie ma wielkiej różnicy między tanim i drogim modelem markowym. Drobna uwaga: maty do cięcia, często widoczne na blatach hobbystów z YouTube, to nie to samo, co maty antystatyczne. Ale i taka mata może się przydać, szczególnie do fotogrametrii (o której będzie mowa w innym artykule). W przypadku opaski ESD różnic nie ma wcale, wszystkie wykonane są tak samo: metalowa płytka, rezystor 1 MΩ, przewód do uziemienia i pasek, który dociśnie płytkę do ciała. Warto rozważyć umocowanie pod blatem panelu z tworzywa z kilkoma gniazdami bananowymi, które są połączone z uziemieniem – pozwala to łatwo uziemić urządzenie, uchwyt, siebie (za pomocą wspomnianej opaski) i ewentualnie inne narzędzia.

Kolejnym, bardzo przydatnym przedmiotem są wszelkiej maści tacki i pojemniki na drobne części. Szczególnie przy naprawach urządzeń przydaje się organizer na wkręty, elementy plastikowe, gałki i przyciski, płytki i moduły.

W sprzedaży są tacki i organizery silikonowe, ale wydają się one zbyt miękkie do wygodnego przenoszenia – lepiej sprawdzą się wersje z twardego plastiku. Ponownie druk 3D może się przydać i dostarczyć dowolną liczbę pojemników, tacek i organizerów na żądanie. Poza tackami, na części z demontażu przydadzą się też organizery komponentów i części zamiennych. Standardem, znanym z wielu warsztatów i sklepów, są całe ściany organizerów z małymi szufladkami (fotografia 33). Hobbyści, dla których takie rozwiązania komercyjne były za drogie, wykonywali własne organizery z tektury lub pudełek po zapałkach. Obecnie organizery takie mocno staniały, choć zorganizowanie całej ściany wciąż może sporo kosztować. I tutaj pomóc nam może druk 3D. Dwa podstawowe rozwiązania to Honeycomb Storage Wall i Gridfinity.

Fotografia 33. Typowy organizer na drobne części, niegdyś kosztowne marzenie niejednego hobbysty

System Honeycomb Storage Wall opiera się o siatkę heksagonów, którą montuje się do ściany. Owa siatka składa się z mniejszych kawałków, dzięki czemu można wydrukować tyle elementów, na ile starczy miejsca na ścianie. Potem drukuje się zaczepy, haczyki, uchwyty, wieszaki czy tacki kompatybilne z innymi rozwiązaniami i montuje się je w dowolnych miejscach siatki „heksów”. Część elementów ma metalowe wzmocnienia, co pozwala umocować nieco cięższe narzędzia.

Fotografia 34. Honeycomb Storage Wall: ścianka z narzędziami (a - z lewej) i zbliżenie na uchwyt (b - z prawej) (źródło: https://t.ly/-bSog)

Gridfinity to otwarty, modułowy system przechowywania „wszystkiego”. Podstawą jest siatka o wymiarach 42×42 mm. Każdy pojemnik ma wymiary 42×42×7 mm lub ich wielokrotności, każdy pojemnik można ustawić na innym pojemniku. Poza pudełkami dostępne są też tacki, wkładki do szuflad i „gołe” ramki, pozwalające układać pojemniki obok siebie. Oprócz prostych i pustych pudełek dostępne są także zasobniki przeznaczone na konkrente narzędzia i przedmioty. Tacki pozwalają łatwo przenosić po kilka(naście) pojemników naraz, a magnesy lub wkręty umożliwiają związanie ich w mniej lub bardziej trwałą konstrukcję. Ponieważ sam projekt jest otwarty i każdy może go modyfikować, dostępne są tysiące gotowych rozwiązań przeznaczonych dosłownie do wszystkiego – i właśnie taka idea przyświecała twórcy, Zackowi Freedmanowi. Przykłady pokazuje fotografia 35, a wszystkie modele można pobrać ze strony https://gridfinity.xyz/.

Fotografia 35. Gridfinity: pojemniki różnych kształtów (a - u góry z lewej) (b - u góry po prawej) – źródło: https://t.ly/d2xjJ oraz szuflady na pojemniki (c - na dole po lewej) – źródło: https://t.ly/yDMEo) i (d - na dole po prawej) – źródło: https://t.ly/pmnhu

Na poratlu Printables można natomiast pobrać kolekcje plików Gridfinity, w tym specjalne rozwiązania do tworzenia szuflad z drobnymi częściami. Dla fanów bardziej tradycyjnych rozwiązań dostępne są tradycyjne organizery z szufladkami. Fotografia 36 prezentuje jeden z takich projektów ze strony Printables, którego autorem jest Vadim.

Fotografia 36. Bardziej tradycyjna skrzyneczka z szufladami (źródło: https://t.ly/BWQ_Q)

Praca z drobnymi elementami czasem wymaga też pomocy w formie narzędzi powiększających. Wspomniana wcześniej „trzecia ręka” jest zwykle wyposażona w lupę, ale takie proste szkło powiększające może nie wystarczyć. Elektronik często musi posiłkować się odpowiednim mikroskopem. Istnieją dwa warianty: optyczny i elektroniczny. Mikroskopy optyczne, jak pokazany na fotografii 37 Bresser Advance ICD, są dość kosztowne, ale oferują percepcję głębi, co znacznie ułatwia pracę. Dodatkowo nie wprowadzają one żadnych opóźnień, a obraz wygląda naturalnie.

Fotografia 37. Stereoskopowy mikroskop optyczny Bresser Advance ICD
Fotografia 38. Mikroskop cyfrowy Andonstar AD249S-M

Alternatywą mogą być mikroskopy cyfrowe, jak chociażby recenzowany na łamach EP mikroskop Andonstar AD249S-M. W tym przypadku tracimy percepcję głębi, a kolory nie są do końca naturalne, można za to zmieniać tryby wyświetlania obrazu, fotografować i nagrywać przedmiot pod mikroskopem na potrzeby dokumentacji, a nawet podłączyć mikroskop do dużego ekranu, co może pomóc, na przykład w procesie edukacyjnym lub w czasie prezentacji. Dodatkowo zakres powiększeń jest z reguły szerszy niż w mikroskopach optycznych. Cena takiego urządzenia bywa też wyraźnie niższa od ceny mikroskopu optycznego. Jeszcze jednym, pomocnym narzędziem może być cyfrowa lupa, przeznaczona głównie dla osób z wadami wzroku. Przykładowe urządzenie to budżetowy powiększalnik Eyoyo 5” (fotografia 39), który wprawdzie jest tanim urządzeniem z Chin, ale oferuje szeroki zakres powiększenia, możliwość wyboru trybu wyświetlania obrazu (łącznie z trybem jednobitowego koloru z możliwością wyboru kilkunastu konfiguracji, znacząco zwiększającego kontrast). To kieszonkowe urządzenie pomaga odczytywać oznaczenia na komponentach, dokonywać inspekcji płytki czy odczytywać drobny druk na tabliczkach znamionowych. Urządzenie pozwala też na zapisywanie zdjęć do pamięci wewnętrznej lub na kartę MicroSD. Osoby niedowidzące mogą go nawet używać do czytania książek, czasopism i dokumentów.

Fotografia 39. Lupa elektroniczna Eyoyo 5”: zdjęcie producenta (a - na górze) i w użyciu w służbie elektroniki (b - na dole)

Na koniec warto jeszcze zatroszczyć się o kwestie BHP, a konkretniej o ochronę dróg oddechowych. Zwykły wentylator nie wystarczy, by pozbyć się oparów topnika, pyłów z obróbki mechanicznej czy też mikrocząstek emitowanych w wyniku druku 3D, dlatego na rynku są dostępne specjalne odciągi, oczyszczacze powietrza i całe systemy odpylania. Prace obróbcze powinno się wykonywać, mając założoną półmaskę z odpowiednim filtrem oraz okulary ochronne lub przyłbicę (w myśl powiedzenia: „oko nie pieczarka – nie odrośnie”). Czytelnik powinien zaopatrzyć się w sprzęt ochronny dobrej klasy – najtańsze okulary czy maseczki jednorazowe nie zapewniają adekwatnej ochrony, a wdychanie pyłu drzewnego czy z laminatu epoksydowo-szklanego na dłuższą metę jest bardzo niezdrowe. Przy lutowaniu i rozlutowywaniu przyda się zaś wentylator, choć zdecydowanie lepszym wyborem jest specjalistyczny odciąg, czyli wentylator z filtrem węglowym, który pochłania szkodliwe opary. Gotowe urządzenia są dostępne na rynku, podobnie jak oczyszczacze powietrza do ogólnych zastosowań, ale człowiek oszczędny może złożyć ze sobą kilka standardowych wentylatorów, a przed nimi umieścić „kanapkę” z dwóch metalowych siatek, między którymi ściśnięte jest kilka warstw tkaniny z węgla aktywnego do stosowania w okapach kuchennych.

Zakończenie

Czytelnik zauważył już zapewne, iż kwestie samego lutowania nie zostały zbyt szeroko ani dokładnie omówione w ramach niniejszego artykułu. Jak wspomniano wcześniej, materiałów o lutownicach i lutowaniu nie brakuje.

Na tym tle informacje o innych narzędziach i akcesoriach przeznaczonych dla elektroników, serwisantów i projektantów elektroniki jest relatywnie mało. Nie wypisano też długich list sprzętu pomiarowego, zasilaczy laboratoryjnych, generatorów, programatorów i przystawek – wybór jest ogromny i mocno zależy od potrzeb, przeznaczenia i posiadanego budżetu. W praktyce można na ten temat napisać kilka naprawdę grubych książek, co inni czynią zresztą regularnie. Nawet ten artykuł w zakresie poruszanych tematów jest jedynie skromnym wstępem do świata narzędzi i wyposażenia warsztatowego, dlatego zachęcamy Czytelników do samodzielnej eksploracji świata wyposażenia warsztatowego.

Wszystkie fotografie pochodzą z materiałów reklamowych producentów, chyba że zaznaczono inaczej.

Paweł Kowalczyk, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
marzec 2025
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2025

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec - kwiecień 2025

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje kwiecień 2025

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2025

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich kwiecień 2025

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2025

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec - kwiecień 2025

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje kwiecień 2025

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2025

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich kwiecień 2025

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2025

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec - kwiecień 2025

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje kwiecień 2025

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2025

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich kwiecień 2025

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów