DIY, Elektronik & Mikrocontroller: Geschenketipps für Bastler und Maker
Wie jedes Jahr ist plötzlich Weihnachten. Und wie jedes Jahr stellt sich die Frage: Was schenkt man den lieben Menschen im Familien-, Freundes- und Bekanntenkreis? Wir haben ein paar Tipps zusammengestellt, um diejenigen, die gern mit Hardware basteln, glücklich zu machen. Natürlich kann man sich auch selbst damit beschenken. Wir haben unsere Geschenketipps in drei Bereiche eingeteilt: Elektronik, Werkzeug und Lötzubehör.
Starten wir mit einem unserer Lieblings-Mikrocontroller-Boards: dem Raspberry Pi Pico. Er eignet sich gut als Einstieg in die Mikrocontroller-Entwicklung. Der Pico kann mit Python programmiert werden, bringt ordentlich Leistung mit und ist im Gegensatz zu den Single-Board-Computern der Raspberry Pi Foundation gut lieferbar. Noch interessanter machen ihn Erweiterungs-Boards wie sie etwa der britische Händler Pimoroni verkauft - und die auch über einige deutsche Händler noch rechtzeitig zum Fest lieferbar sind.
Uns hat es besonders das VGA-Board(öffnet im neuen Fenster) angetan: Mit SD-Karte, Audio-Codec und VGA-Ausgang ist die selbstgebaute Spielekonsole schon fast fertig. Dabei ist ein Kit aus Pico und VGA-Board verhältnismäßig günstig: Knapp über 30 Euro werden bei einem deutschen Händler fällig(öffnet im neuen Fenster) . Einziger Wermutstropfen: Es scheinen keine GPIOs mehr - etwa für den Anschluss eines Gamepads - verfügbar zu sein. Der oder die Beschenkte sollte zudem bereits mit den Grundlagen der Programmierung vertraut sein. Andernfalls raten wir eher zu einem Arduino, dazu gibt es einen eigenen Artikel .
Ein Allrounder in Sachen Kommunikation: der Buspirate
Elektronik hat, verglichen mit Software, einen entscheidenden Nachteil: Sie ist schwer zu debuggen. Dabei kann unser nächster Tipp helfen: Der Bus Pirate versteht und spricht fast jedes serielle Protokoll. Damit lässt sich schnell prüfen, ob der angesprochene Sensor nicht antwortet, weil man ihm falsche Daten schickt oder ob der Grund woanders zu suchen ist.
Möglich ist das, da das Herz des Bus Pirate ein Mikrocontroller ist. Er kann entweder komplett selbst oder mittels Makros programmiert werden. Deshalb kann er auch als Logikanalysator, Frequenzzähler, PWM- und Frequenzgenerator sowie Programmer und Debugger für AVR-Mikrocontroller und solche mit JTAG-Schnittstelle, FPGAs und seriellem Flash verwendet werden. Das macht den Bus Pirate schnell zu einem universellen Werkzeug, das man kaum noch in der Werkstatt missen möchte. Und das sogar abseits selbst entwickelter Elektronik: Geht das Flashen von BIOS oder UEFI schief, rettet der Bus Pirate das Mainboard. Das Tool Flashrom kennt den Bus Pirate als Programmer(öffnet im neuen Fenster) .
Vom Bus Pirate existieren zwei Versionen: Version 3.6 ist das ursprüngliche Design, die neuere Version 4 nutzt einen leistungsfähigeren PIC-Mikrocontroller. Leider sind beide aktuell bei Seeed Studio, dem offiziellen Hersteller, nicht zu bekommen. Der ehemalige deutsche Distributor scheint sie aus dem Sortiment genommen zu haben. Der Bus Pirate v3.6 findet sich noch bei Ebay und einigen(öffnet im neuen Fenster) kleineren Händlern(öffnet im neuen Fenster) , allerdings teils mit recht deutlichem Preisaufschlag. Auch Sparkfun verkauft ihn; ob er hier noch rechtzeitig ankommt, ist allerdings fraglich.
Kommen wir von der Elektronik zu unseren Tipps für die Werkstattausstattung.
Schrauben, hebeln, analysieren: Werkstattausstattung
Wer gerne an Hardware bastelt, wird früher oder später auch Geräte öffnen. Dann erhöht gutes Werkzeug die Freude deutlich, besonders wenn Schrauben mit exotischen Antrieben verbaut sind. Ein ordentliches Bit-Set sollte daher Teil jeder Werkstatt sein, wir haben mit den Sets von iFixit gute Erfahrungen gemacht. Das Komplettpaket namens Manta(öffnet im neuen Fenster) kostet zwar stolze 70 Euro, dafür sind aber alle erdenklichen Antriebe enthalten: vom klassischen Phillips über Pentalobe und Torx bis hin zum Nintendo Game Bit, das bei Game Boy und Super Nintendo verwendet wurde. Dazu gibt es zwei Bit-Halter.
Für die meisten Geräte dürfte das mit 20 Euro deutlich günstigere Set namens Moray(öffnet im neuen Fenster) ausreichend sein, es enthält weniger Bits, deckt aber die gebräuchlichsten Antriebe ab. Die Bits sind qualitativ hochwertig und haben zudem einen recht langen und dünnen Schaft, so dass sich auch tief versteckte Schrauben erreichen lassen.
Bei vielen Gehäusen kommt man zudem ums Hebeln nicht herum, wenn diese von Clips geschlossen gehalten werden. Auch dazu findet sich bei iFixit mit iSesamo(öffnet im neuen Fenster) ein passendes Werkzeug, das zum Öffnen von Apple-Geräten entwickelt wurde. Der robuste Helfer aus Federstahl ist aber auch bei vielen anderen Gehäusen und Laptops eine große Hilfe - auch wenn 10 Euro ein stolzer Preis für einige Quadratzentimeter Stahl sind.
Für gute Sicht: eine Lupenleuchte
Um entspannt zu arbeiten, sollte die Arbeitsfläche ausreichend beleuchtet sein. Besonders wenn die Bauteile kleiner werden, lernt man auch schnell eine Vergrößerung zu schätzen. Daher ist unser nächster Geschenktipp eine Lupenleuchte. Der Blick durchs Vergrößerungsglas ist zwar anfangs etwas gewöhnungsbedürftig, angenehm hell ausgeleuchtete Platinen und gut erkennbare SMD-Bauteile machen die Eingewöhnungszeit aber zur lohnenden Investition.
Um störende Schattenwürfe zu vermeiden, empfiehlt sich eine ringförmige Anordnung der Beleuchtung um das Lupenglas. Ebenfalls hilfreich ist ein etwas längerer Hals, der eine flexiblere Einstellung ermöglicht und mehr Freiraum schafft, da die Leuchte nicht direkt neben dem Arbeitsbereich platziert werden muss. Günstige Lupenleuchten sind ab etwa 20 Euro zu bekommen, höherwertige Modelle liegen bei etwa 60 Euro. Bei uns leistet das bei Reichelt erhältliche(öffnet im neuen Fenster) Modell von Goobay gute Dienste. Features wie eine dimmbare Beleuchtung halten wir nicht für erforderlich.
Blick aufs Signal: ein Oszilloskop
Wer es mit der Elektronik wirklich ernst meint, kommt irgendwann an den Punkt, an dem ein genauerer Blick auf erzeugte Signale notwendig wird. Ein Oszilloskop muss also her, und das ist eine größere Investition als unsere bisherigen Geschenketipps. Zwar verkaufen diverse chinesische Hersteller Geräte ab etwa 70 Euro, von denen raten wir allerdings ab. Zu schnell sind ihre begrenzten Möglichkeiten ausgereizt, die Bandbreite der günstigsten Modelle liegt gerade einmal bei wenigen Megahertz. Bei vielen Geräten liegt die Abtastrate zudem lediglich bei etwas mehr als dem Doppelten der angegebenen Bandbreite, die Verläufe von Signalen nahe der beworbenen Frequenz sind da lediglich zu erahnen.
Ein gutes Einsteigermodell ist das Rigol DS1102Z-E, das Digital-Speicher-Oszilloskop (DSO) verkauft der Hersteller bei Amazon für knapp 300 Euro(öffnet im neuen Fenster) . Zwei Kanäle mit 100 MHz Bandbreite sind für den Hausgebrauch ausreichend. Die Möglichkeit, die gebräuchlichsten seriellen Protokolle zu dekodieren und mittels Fouriertransformation das Spektrum anliegender Signale darzustellen, sind praktische Features. Für etwa 200 Euro finden sich noch einige Modelle mit geringerer Bandbreite von Herstellern wie Uni-T oder Peaktech. Während Rigol mittlerweile einen soliden Ruf genießt, lässt sich über diese Hersteller weniger sagen, weshalb wir keine Empfehlung abgeben. Geräte mit weniger als 20 MHz Bandbreite sollte man trotz ihres geringen Preises unserer Meinung nach nicht in Betracht ziehen, sie kommen selbst bei Mikrocontrollern schnell an ihre Grenzen.
Noch günstiger zu bekommen sind gebrauchte analoge Oszilloskope, die meisten Nutzer werden allerdings an einem digitalen Gerät mehr Freude haben. Der Grund ist leicht erklärt: Die digitalen Modelle verfügen über einen Speicher und können so einen längeren Ausschnitt des Signals aufnehmen. So lassen sich längere und nicht periodische Signale aufzeichnen und ansehen, bei den meisten analogen Oszilloskopen funktioniert das nicht.
Bevor jedoch ein Oszilloskop erforderlich wird, steht bei den meisten Bastlern erst einmal das Löten an, auch hier haben wir ein paar Tipps.
Löten und Zubehör
Für Spaß und Erfolgserlebnisse beim Löten unverzichtbar ist eine gute Lötstation. Deren Temperatur sollte sich regeln lassen, und man sollte kein zu schwachbrüstiges Modell kaufen, sonst ist Frust vorprogrammiert, sobald die erste größere Kupferfläche zu verlöten ist. Mit 60 Watt sollte die Station mindestens heizen können.
Interessant finden wir den Pinecil von Pine64, er kann dank eingebautem Akku sogar kurzzeitig kabellos genutzt werden. Leider machte unser Testgerät eine Rundreise zwischen China und Deutschland, so dass wir uns bislang noch keine eigene Meinung bilden konnten, die Resonanz im Netz ist jedoch positiv. Mit bis zu 88 Watt Heizleistung ist die aktuelle zweite Version ausreichend leistungsstark.
Wer den Pinecil direkt bei Pine64 bestellt(öffnet im neuen Fenster) , bezahlt 26 US-Dollar zuzüglich Versand und Einfuhrumsatzsteuer, erhält den Lötkolben allerdings nicht mehr bis zum Fest. Ein niederländischer Händler führt ihn für etwas mehr als 50 Euro(öffnet im neuen Fenster) . Dazu wird allerdings noch ein passendes Netzteil benötigt, bevorzugt mit USB-C Anschluss und Power Delivery. Wer eine klassische Station bevorzugt, dem legen wir die WE1010 von Weller für knappe 150 Euro oder die etwa 20 Euro günstigere FX-888D von Hakko(öffnet im neuen Fenster) ans Herz.
Platinenhalter: Sensepeak PCBite
Wer lötet, kommt meist nicht darum herum, die bearbeitete Platine zu fixieren. Beliebt ist dafür ein unter dem Namen Dritte Hand bekanntes Werkzeug: Zwei an einem Ständer beweglich befestigte Krokodilklemmen halten die Platine. So wirklich überzeugt hat uns die Dritte Hand allerdings nie, die meisten Modelle sind zu leicht und verrutschen daher schnell. Die Ständer sind oft nicht steif genug, so dass die Platine schnell verschoben ist, die Krokodilklemmen halten oft schlecht, häufig sind sie nicht einmal isoliert.
Wesentlich besser gefällt uns das System PCBite von Sensepeak: Hier wird die Platine in zylindrische Halter eingeklemmt, die mittels Magnet auf einer Metallplatte fixiert werden. Leider ist schon das kleinste Set mit vier Haltern und einer Grundplatte im Din-A5-Format recht teuer, 70 Euro verlangt der deutsche Distributor Welectron(öffnet im neuen Fenster) . Dafür ist das System sehr durchdacht, neben den Platinenhaltern gibt es noch Messspitzen. Sie sind an einem flexiblen Hals angebracht und werden von oben auf die zu messenden Kontakte gestellt. So drücken sich die Spitzen selbst an und sollen sehr genau und stabil sitzen - sie lohnen sich unserer Meinung nach aber nur, wenn man wirklich viel und an kleinen Kontakten misst.
Für reine Werkstattluft: Lötrauchabsaugung
Unser letzter Tipp lässt sich mit wenigen Teilen, die oft eh rumliegen, sogar fast kostenfrei selbst basteln: eine Lötrauchabsaugung. Sie sollte eigentlich an jedem Lötplatz stehen, denn die beim Löten entstehenden Dämpfe sind nicht gesund. Für den Privatbereich muss es nicht eines der mehrere hundert bis tausend Euro teuren Geräte mit mehrstufigem Filter sein, wie etwa Weller sie herstellt.
Hier bringt schon ein einfacher Lüfter in Kombination mit einem Aktivkohlefilter deutliche Besserung. Wer einen ausgemusterten Computerlüfter findet, kann einfach diesen verwenden. Es sollte mindestens ein 80-mm-Modell sein, noch besser sind 120-mm-Lüfter, die mehr Luft bewegen. Lüfter für den Computer haben den Vorteil, dass sie sich mit 12 Volt betreiben lassen, passende Netzteile finden sich oft als Relikt ausgedienter Elektronik.
Einzig ein Aktivkohlefilter wird sich in den wenigsten Haushalten finden. Den gibt es aber für wenige Euro als Filter für Dunstabzugshauben, er muss lediglich passend zugeschnitten werden. Mit ein wenig Sperrholz und Leim ist schnell ein passender Rahmen gebastelt, der Lüfter und Filter hält. Wer einen 3D-Drucker besitzt, kann ein passendes Gehäuse drucken - kaufen geht natürlich auch. Ab etwa 30 Euro finden sich komplett fertige Absaugstationen, ebenfalls mit Lüfter und Aktivkohlefilter, bei den großen Onlinehändlern wie Reichelt und Conrad. Von Ehajo gibt es einen Bausatz aus lasergeschnittenem Sperrholz(öffnet im neuen Fenster) .
Auch wenn einige unserer Vorschläge verhältnismäßig teuer sind: Wir sind der Meinung, dass ordentliches Werkzeug den Spaß am Selbermachen deutlich steigert - und dann auch öfter genutzt wird. Wir hoffen, dass wir ein paar interessante Anregungen geben konnten und wünschen frohes Schenken!