כיצד להקים מעבדת אלקטרוניקה ביתית?

§ מאמר זה נמצא בעדכון מתמיד §

חובבי אלקטרוניקה רבים וגם מקצוענים בתחום, חפצים בשלב כזה או אחר להקים מעבדת חומרה ביתית. מעבדה בבית מאפשרת לעסוק באלקטרוניקה בצורה מסודרת ונוחה יותר, בהשוואה ל"בניית פרויקטים על השולחן". מעבדה ביתית מספקת גם את היכולת לעסוק בתיקונים שונים, בבדיקות במקרי הצורך והיא המקום הנוח והנעים שלכם לתכנון ומימוש הפרויקט הגדול הבא.

מאמר זה סוקר את עיקרי הפרטים שיש לתת עליהם את הדעת כשמקימים מעבדה ביתית וכן מספק טיפים שיחסכו זמן וטעויות. עם מעט טרחה והשקעה של ממון לא רב, בהחלט ייתכן שאת הפרויקט הבא כבר תפתחו במעבדה הביתית שלכם.

הקמת מעבדה בבית

ראשית יש צורך להקצות מקום. אם יש לכם חדר פנוי, אפשר להשתמש בו. אם לא, אפשר להקצות פינה במקום שהכי פחות עמוס בבית. אמנם זה קצת צפוף, אך עדיין מספק פינת-עבודה מוגדרת.

הציוד הבסיסי הנדרש

  • שולחן עבודה - עדיף גדול ככל הניתן. זהו משטח העבודה שלכם, רצוי שיהיה לכם מקום לעבוד עליו בנוחות.
  • מספר קעריות פלסטיק, לאחסון ברגים שמפרקים או החזקת דברים קטנים אחרים, שעלולים ללכת לאיבוד במעבדה.
  • ציוד בדיקה מינימלי: רב-מודד, ניתן לקנות משהו סיני זול, מספיק לרוב הדברים הביתיים, או פלוק (Fluke) לרציניים יותר, שמחפשים דיוק, אמינות ועמידות
  • מלחם, בדיל, שואב-בדיל, סופג-עשן או מאוורר שידחוף וירחיק מכם את העשן בעת הלחמה (מאד לא בריא לנשום אדי בדיל!)
  • זכוכית-מגדלת מוארת - עוזר מאד כשצריך לקרוא כיתוב על-גבי רכיבים או לבצע הלחמות עדינות.
  • ספק-כח - כדי להפעיל פרויקטים אלקטרונים, יש צורך במקור-כח זמין. אמנם אפשר להשתמש בסוללות, אך ספק-כח הרבה יותר נוח וגם זול יותר בטווח הארוך.
  • מחשב - כמעט כל פרויקט אלקטרוני כיום דורש שימוש במחשב לצורך הפיתוח. אם זה לצורך תכנון, שרטוט וכתיבת מסמכים, או לצורך הפעלת תוכנות בדיקה, תכנות ותקשורת עם הפרויקט.
  • מתקני-תכנות -  בכל פרויקט שמכיל מיקרובקר או זיכרון לא-נדיף או רכיב מתכנת כגון FGPA או CPLD, יש צורך ביכולת תכנות. מתקן-תכנות הוא הציוד שמאפשר לתכנת את הרכיבים הללו והוא פריט חיוני לכל מי שמתכוון לעסוק בפיתוח ברצינות.
  • עוד פריטים שימושיים:
  • סרגל מתכת מדויק או קאליבר
  • פנס-לד קטן
  • כלי-עבודה בארגז כלים:
      • שפיץ פלייר
      • קאטר
      • מברגים שונים
      • סכין יפנית

ציוד מעבדה ביתית מתקדם יותר

למי שמוכן להשקיע יותר ויש לו די מרחב פנוי בבית, יכול לשקול להכניס אחד או יותר מהפריטים הבאים:

מקדחה על עמוד - כלי נוח מאד במקרה שאתם מכינים PCB בעצמכם וצריכים לקדוח חורים לרכיבים.

כלי Dremel - כלי חשמלי בעל ציר מסתובב, שמאפשר לחבר בקצהו ראשים שונים ובכך להשיג אפקטים שונים המושתתים על סיבוב, כגון חיתוך, שיוף, קידוח, השחזה וכדומה. שימושי מאד במשימות שונות, כמו בניית קופסה לפרויקט או התאמה מכנית של החלקים הכלולים בפרויקט.

צב"דים: בתחום ציוד הבדיקה אין גבול. תמיד אפשר למצוא עוד משהו שימושי שאפשר לרכוש. בכול אופן, המכשירים שכדאי להתחיל בהם:

  • סקופ (משקף תנודות) - שימושי מאד למעגלים אנלוגיים כמו-גם בדיגיטליים.
  • לוג'יק אנלייזר - כלי-עזר מצוין אם אתם עוסקים בעיקר בפיתוח דיגיטלי.
  • מחולל אותות - שימושי כצריך לבצע בדיקות או הדמיה של אותות בפרויקט.
  • ספקטרום אנלייזר - אם יש לכם פרויקטים בתחום ה-RF או תקשורת, ספקטרום אנלייזר עשוי לחסוך זמן ותסכול.

ציוד שנדרש בהתאם לתחום הפיתוח

  • לוח פיתוח עם מיקרובקר מתאים
  • לוח פיתוח עם FPGA
  • ארדואינו
  • לוח WireWrap וציוד מתאים לעבודה איתו
  • ממירים מ-USB ל-RS232 או RS485

ציוד שתמיד טוב שיהיה במעבדה ביתית

רכיבים פאסיביים המסודרים במגירות/תאים ונגישים בקלות (אם אתם לא לחוצים בזמן, מומלץ להזמין באיביי. לוקח זמן עד שמגיע, אבל זול משמעותית מלקנות בחנות אלקטרוניקה. אפשר לקנות "בתפזורת" - רכיבים בכל-מיני ערכים וכך יש הכל מהכל):

  • נגדים - בערכים נפוצים: 100, 1K, 10K, 100K, 1M
  • קבלים - אלקטרוליטים (למשל 1uf ו-10uF) וקרמיים (0.1uF תמיד שימושי)
  • דיודות - מסוג נפוץ כגון 1N4004
  • לדים - עדיף בכמה צבעים
  • חוטים - עדיף בכמה צבעים. אפשר לקנות Jumper Wires שיש להם חיבור זכר או נקבה בקצה. מאד נוחים לעבודה
  • קונקטורים - מסוגים נפוצים

 לוגיסטיקה במעבדה ביתית

כשמתכננים את המעבדה הביתית, רצוי לחלק את המעבדה ל"אזורים", כדי שהעבודה תהיה נוחה יותר. למשל, את המלחם והציוד הקשור להלחמה, כדאי לרכז באיזור אחד, שיהווה "פינת הלחמה". רצוי שהפינה הזו תהיה מרוחקת מהמחשב (בדיל שנוזל על המקלדת, מזיק לה..) ושיהיו בה מלחציים או מתקן אחר שמאפשר להחזיק רכיבים בזמן ההחלמה.

ציוד שמשתמשים בו לעיתים תכופות (כלי עבודה, רב-מודד, ספק-כח, זכוכית מגדלת וכדומה) רצוי לשים בהישג-יד. לעומת זאת ציוד שמשמש לעיתים רחוקות יותר כגון מתקן-תכנות (Programmer) או קופסאות עם רכיבים, אפשר לשים בפינה רחוקה או על מדף, כדי לעשות את סביבת-העבודה מרווחת יותר.

להגדיר פינה שתשמש לאחסון. אפשר לשים ארון-שירות או יחידת מגירות בפינת החדר. תמיד יש צורך לאחסן דברים ועדיף שיהיה מקום מוגדר כדי לשמור על הסדר במעבדה.

מומלץ להוריד משולחן העבודה כל דבר שאינו הכרחי. זו תופעה מוכרת במעבדות ביתיות, שחיש מהר מתאספים על השולחן שאריות מפרויקטים שונים והשולחן הופך להיות מבולגן. פרקטיקה טובה היא לאחסן את כל מה שקשור לפרויקט קודם, ברגע שמתחילים לעבוד על פרויקט חדש. זה מאפשר לשמור על הסדר במידה רבה.