ToP Projects Compilation zebrał w trwającym kwadrans filmie narzędzia, które powinien znać każdy, kto zaczyna przygodę z elektroniką. Wszystkie działają w przeglądarce, a większość nie wymaga instalowania czegokolwiek. Zestaw układa się w naturalną kolejność pracy nad projektem: najpierw symulacja i obliczenia, potem płytka i części, na końcu dokumentacja i pomoc innych.
Symulacja, zanim cokolwiek zostanie zlutowane
Falstad
Symulator obwodów, w którym układ buduje się z rezystorów, kondensatorów, cewek i źródeł napięcia, a po uruchomieniu widać prąd płynący przez połączenia. Autor materialu pokazuje to na prostym obwodzie RC: wystarczy zmienić rezystancję lub pojemność, by od razu zobaczyć, jak inaczej ładuje się i rozładowuje kondensator. Wartości elementów zmienia się kliknięciem, a symulacja odświeża się sama. Narzędzie radzi sobie też z tranzystorami i wzmacniaczami operacyjnymi, ma wbudowany oscyloskop do podglądu przebiegów napięcia w wybranych punktach oraz bibliotekę gotowych przykładów, które można otworzyć i przerabiać.
Wokwi
Symulator projektów z mikrokontrolerami: ESP32, Arduino i Raspberry Pi Pico. Nie trzeba nawet zakładać konta, żeby zacząć – darmowe konto przydaje się dopiero do zapisywania i udostępniania projektów. Ekran dzieli się na wirtualny układ i edytor kodu. Elementy kładzie się na planszy i łączy, przeciągając przewód od wyprowadzenia do wyprowadzenia; biblioteka obejmuje także różne wyświetlacze i czujniki. Kod można pisać w C, C++ i MicroPythonie, a po starcie symulacji program działa na wirtualnej płytce w czasie rzeczywistym. Jest też analizator stanów logicznych, który zapisuje przebiegi na pinach i po zatrzymaniu symulacji pozwala pobrać plik z próbkami.
Obliczenia i teoria
Narzędzie do projektowania zasilaczy. W module Power Designer wybiera się typ przetwornicy (DC/DC albo AC/DC), podaje napięcie wejściowe, napięcie i prąd wyjściowy oraz priorytet: zrównoważone parametry, niski koszt, wysoką sprawność albo małe wymiary. WEBENCH proponuje kilka gotowych projektów – każdy ze schematem, wartościami elementów, sprawnością, szacunkowym kosztem i częstotliwością przełączania. Projekt da się dalej modyfikować, a w obsługiwanych przypadkach także zasymulować; do tego dochodzi lista materiałowa i wykresy. To punkt wyjścia zamiast pustej kartki i samodzielnych obliczeń. W tym samym serwisie są m.in. projektant filtrów i kalkulator termiczny dla płytek drukowanych.
Wolfram Demonstrations
Zbiór interaktywnych demonstracji, które – inaczej niż symulatory obwodów – skupiają się na pojęciach i matematyce stojącej za elektroniką. Suwakami zmienia się rezystancję, pojemność, częstotliwość czy napięcie i obserwuje reakcję wykresu. Są tu demonstracje obwodów RC i RLC, filtrów i transformatorów, ale też tematy z przetwarzania sygnałów, takie jak modulacje czy synteza dźwięku FM. To dobre uzupełnienie nauki tam, gdzie pojawia się dużo wzorów: zamiast podstawiać liczby, widać wpływ każdej zmiennej na wynik.
Kalkulatory internetowe
Autor poleca zestawy kalkulatorów dla elektroników i pokazuje dwa przykłady. Pierwszy to kod barwny rezystorów: zamiast rozszyfrowywać paski z tabeli, podaje się ich liczbę i kolory, a kalkulator zwraca wartość i tolerancję – niektóre działają też w drugą stronę. Drugi to układ czasowy 555, jeden z najczęściej używanych układów scalonych: dla impulsu 10 ms w trybie monostabilnym i rezystora 1 kΩ kalkulator podaje kondensator o pojemności około 9,1 µF.
Od schematu do płytki
EasyEDA
Darmowy program do projektowania płytek drukowanych (PCB) działający w przeglądarce – po zalogowaniu można od razu rysować, bez instalowania dużej aplikacji. Autor chwali prosty interfejs, ale najbardziej bibliotekę elementów: wiele symboli i footprintów (czyli wzorów pól lutowniczych danego elementu na płytce) udostępnili sami użytkownicy, więc często jest z czego wybierać także przy mniej popularnych częściach. Biblioteka jest powiązana z rzeczywistymi podzespołami, dzięki czemu już na etapie schematu widać dostępność, cenę i stan magazynowy. Do dyspozycji są wszystkie podstawowe etapy: schemat, rozmieszczenie elementów, prowadzenie ścieżek i podgląd płytki w 3D.
SnapMagic Search
Wyszukiwarka gotowych symboli schematowych, footprintów i modeli 3D. Część wyszukuje się po oznaczeniu, pobiera pliki w formacie zgodnym z używanym programem do projektowania PCB i importuje do projektu. Autor zwraca uwagę, że footprintu nie warto zgadywać ani rysować niedbale: drobny błąd w rozstawie pól lutowniczych, wymiarach czy układzie wyprowadzeń może sprawić, że gotowa płytka będzie bezużyteczna. Dlatego pobrany footprint i tak trzeba porównać z notą katalogową, zanim trafi do ostatecznego projektu.
Octopart
Wyszukiwarka podzespołów elektronicznych. Szuka po oznaczeniu części albo po parametrach i pokazuje oferty różnych producentów i dystrybutorów: specyfikację, ceny, stany magazynowe i rodzaje obudów. Szczególnie przydatne jest wyszukiwanie parametryczne – filtrowanie po napięciu, prądzie, rezystancji, obudowie czy tolerancji – gdy wiadomo, co element ma robić, ale nie wiadomo jeszcze, jak się nazywa. Ze strony części prowadzą odnośniki do danych producenta i noty katalogowej.
Dokumentacja i pomoc
Alldatasheet
Nota katalogowa (datasheet) to dokument producenta opisujący, co element robi, jak go stosować i jakich granic nie przekraczać. Na przykładzie układu 555 autor wylicza, co się w niej znajduje: zakres napięć zasilania, rozkład wyprowadzeń, charakterystyki elektryczne, parametry czasowe i wartości maksymalne. Przypomina też, że ten sam typ układu produkują różne firmy i mimo podobnego oznaczenia parametry mogą się różnić – trzeba więc czytać notę dokładnie tej części, którą ma się w ręku. Alldatasheet służy do szybkiego odnajdywania not po oznaczeniu; można też przeglądać elementy według producenta i szukać części podobnych, co pomaga przy identyfikacji układu lub wyborze zamiennika.
Diagramy wyprowadzeń
Tu autor nie wskazuje jednej strony. Gdy podczas montażu trzeba szybko sprawdzić funkcję danego pinu – na przykład które wyprowadzenia płytki ESP32 obsługują PWM lub UART – radzi wpisać w wyszukiwarkę nazwę elementu ze słowem „pinout”. Nota katalogowa pozostaje źródłem podstawowym, ale czytelny diagram oszczędza czas.
Fora
To rodzaj stron, które odwiedza najczęściej. Na forum można pokazać swój układ, opisać problem, dołączyć kod lub pomiary i dostać pomoc od osób, które zmagały się z czymś podobnym. Często nie trzeba nawet pytać: dyskusje sięgają lat wstecz i rozwiązanie zwykle da się znaleźć wyszukiwarką. Osobne fora mają Arduino, ESP32, projektowanie PCB i elektronika ogólna.
GitHub
Dla pracujących z mikrokontrolerami i systemami wbudowanymi to źródło nie tylko kodu, lecz także bibliotek, oprogramowania układowego, projektów płytek i kompletnych projektów sprzętowych. Kto potrzebuje biblioteki do konkretnego czujnika dla ESP32, zazwyczaj znajdzie ją tam razem z przykładem użycia. W repozytoriach kod źródłowy, schematy, pliki PCB i dokumentacja leżą w jednym miejscu, a historia zmian, data ostatniej aktualizacji i zgłoszone problemy pozwalają ocenić projekt, zanim sięgnie się po jego kod.
