Do napisania tego artykułu zainspirowała mnie dyskusja wokół domowego wykonywania grotów do lutownicy. Dyskusja toczy się nie wokół samego procesu, tylko wokół tego, czy jest sens takie groty wyrabiać w domu, gdy na rynku mamy ogromny wybór tanich i dobrych grotów do najróżniejszych modeli lutownic i stacji lutowniczych. Jako kontrapunkt może posłużyć temat poświęcony bardzo starannej konstrukcji wzmacniacza słuchawkowego o bardzo dobrych parametrach. Konstrukcji moim zdaniem nadmiernie skomplikowanej, ale niemniej jej autor odwalił kawał świetnej roboty, jeśli idzie o wykonanie. Sam mam na koncie kilka ciekawych projektów, ale żadnego nie mogę pokazać z tej prostej przyczyny, iż nie mam do nich ładnych "opakowań", przez co nie są skończone.
"Samoróbki" w czasach kapitalizmu
Inaczej pisząc po co budować cokolwiek, skoro wszystko można kupić? Kiedyś elektronik-hobbysta budował niemal wszystko: wzmacniacze, radia AM i FM, korektory dźwięku, przedwzmacniacze, wzmacniacze słuchawkowe. Kolorofonia i stroboskop do domu lub do jakieś sali, gdzie potańcówki urządzają? Spoko, da się zrobić. Podstawowe narzędzia elektronikaL zasilacz, różne mierniki i generator funkcyjny? Idzie zbudować. Ba, budowano nawet stacje lutownicze i niezbyt funkcjonalne przystawki zmieniający domowy telewizor na oscylograf lub oscyloskop. W latach 80tych najbardziej wymarzonym projektem dla wielu był własny mikrokomputer ośmiobitowy. Projekt kosztowny i skomplikowany, wymagający części niemal niedostępnych w obrocie krajowym, i w cenach zaporowych dla zwykłego człowieka. I tak wychodziło taniej, niż gdyby próbować kupić jakiś gotowiec produkcji demoludowej, czy też zachodni mikrokomputer w rodzaju ZX Spectrum, Commodore 64 czy Atari.
Potem komunizm upadł i zachodni dobrobyt trafił do Polski. Radio? Nie buduj, kupisz lepsze i w ładnej obudowie. Pamiętam, jak Rubin wylądował na śmietniku, bo jego miejsce zajął dużo lepszy telewizor marki Funai. Pamiętam, jak w tym samym roku stare radio i magnetofon z Unitry zastąpiła wieża Sharp ze zmieniarką na 5 płyt CD, a do kompletu z telewizorem pojawił się magnetowid Panasonic. Nowe meble, nowe gadżety, nowe zabawki. Nowe komputery. Mam takie wspomnienie z bodaj 1992 roku, chyba z targu w Lublinie: alejka ze straganami, z jednej strony ciuchy, zabawki i sprzęt wędkarski, a z drugiej wieże zachodniego sprzętu grającego i blaty zawalone kasetami magnetofonowymi, czasem i płytami CD - wszystko sprowadzone z Zachodu, by wschodowi podarować odrobinę luksusu.
Mimo to duch DIY nie zginął. Wręcz przeciwnie - elektronika jako hobby stała się łatwiej dostępna. Ceny przyrządów pomiarowych spadły, ceny części spadły dramatycznie, części zachodnie nagle stały się łatwodostępne. Pojawiły się czasopisma elektroniczne i nowe zestawy do samodzielnego montażu. Szczególnie ciekawym okresem są wczesne lata dwutysięczne, gdy Internet stawał się powszechny. Przeglądając stare tematy w dziale DIY Konstrukcje na Elektrodzie znajdziemy najróżniejsze rzeczy, od pierwszej latarki z białym LEDem, przez coś, czego "Gimby nie znajo", czyli WinAmp Discolitez. Jest też pierwszy poradnik wykonywania płytek metodą fototransferu, czy pierwsze kolumny i wzmacniacze audio. Dobrej klasy sprzęt audio nadal nie był zbyt tani, a tani sprzęt audio nie był zbyt dobry, dlatego opłacało się budować własne konstrukcje od zera, albo naprawiać i modyfikować sprzęty z lat 80tych i starsze. Nie brakowało też kopii konstrukcji zachodnich. Drugą, dość popularną kategorią były zasilacze i ładowarki, w tym niezwykle popularna i równie kłopotliwa konstrukcja zasilacza z Electronics Labs. Gdy działał, oferował niezłe parametry i szeroki zakres regulacji w relatywnie niskiej cenie. Często jednak działać nie chciał - jest przynajmniej jeden temat na Elektrodzie poświęcony doprowadzaniu go do stanu używalności.
Obecnie nie tylko łatwo jest o tanie części, ale i nie brakuje usług produkcji płytek drukowanych na zamówienie. W Polsce relatywnie tanio można zamówić frezowanie PCB, ale to Chiny zaoferowały usługi na poziomie profesjonalnym w przystępnej cenie - w sam raz do budowy profesjonalnie wyglądających urządzeń. Warto tu dodać też możliwość zamówienia wykonania obudowy na wymiar, choć nie jestem pewien kosztów takiej usługi, a pojawienie się tanich frezarek CNC i drukarek 3D wraz z oprogramowaniem do projektowania, którego nie trzeba "piracić" pozwala każdemu z odpowiednim zasobem gotówki na wykonywanie obudów w domu. Swoją drogą jedna z pierwszych frezarek CNC, którą pamiętam z Elektrody, zrobiona była z prowadnic do szuflad i płyt meblowych...
Made in China
Jednym ze skutków ubocznych kapitalizmu w połączeniu z globalizacją jest przeniesienie większości produkcji do Chin. Chiny na tym skorzystały dużo bardziej, niż reszta świata. Wiele krajów, w tym przede wszystkim USA, jest zadłużonych w Chinach, i Chiny to wykorzystują do prowadzenia wojny ekonomicznej. Jednocześnie ogromny transfer technologii z krajów zachodnich pozwalający Chinom produkować najróżniejsze produkty zachodnie pozwolił im też na skok technologiczny rodzimych firm. Część technologii wykradli wojskowi hakerzy, resztę Zachód sam im oddał w imię tańszej produkcji i większego marginesu zysków. Ale co to ma wspólnego z hobbystami?
Zacznijmy od tego, że ceny przyzwoitego sprzętu pomiarowego spadły dlatego, iż produkowany jest w większości w Chinach, a chińscy producenci dość szybko nauczyli się kopiować, ulepszać i projektować od zera rozwiązania zachodnie. Dlatego oscyloskop cyfrowy o parametrach porównywalnych, jak nie lepszych od DS1052E Rigola kosztuje teraz około tysiąca złotych, a nie 2500PLN. Dlatego dobry i dokładny multimetr kosztuje sto złotych, a nie sześćset. Budowa własnego zasilacza warsztatowego czy laboratoryjnego 30V/5A mija się obecnie z celem, bo za 200-300 złotych można kupić chiński zasilacz, w komplecie z okablowaniem i z obudową. Ale to jeszcze nic: od lat Chiny produkują tanie klony Arduino, moduły z ESP8266 i ESP32, czy płytki z układami STM32F103C6T6 za 10-20 złotych. Do kompletu jest spora ilość modułów peryferyjnych, od wyświetlaczy po układy IMU, od czujników temperatury po belki tensometryczne, od klawiatur po moduły łączności radiowej. A do tego tanie programatory, analizatory logiczne i dziesiątki mniej lub bardziej nieudanych klonów Raspberry Pi - czyli wszystko, co potrzeba by zbudować cokolwiek zapragniemy. Nie braknie też części mechanicznych - w końcu to Chiny zapoczątkowały rewolucję w formie ekstremalnie tanich frezarek CNC i drukarek 3D.
Przykładów korzystania z dobrodziejstw gospodarki Chin nie brakuje i na Elektrodzie. Wspominałem o wzmacniaczu z płytką zrobioną w Chinach, to warto też wspomnieć o module wzmacniacza słuchawkowego z tych Chin, czyli Hi-Fi za 27 złotych - często taniej niż zamówienie produkcji płytek. Dla pragnących większych mocy są wzmacniacze klasy D w formie modułów. Podobnie można kupić różne przetwornice, moduły BlueTooth, moduły BMS i ogniwa LiIon czy LiFePO4 - dorobić obudowę i dokupić głośniki i mamy przenośne stereo współgrające ze smartfonem. Nie brakuje też zestawów do samodzielnego montażu przydatnych by ćwiczyć się w lutowaniu. Kilka lat temu widziałem projekt składający się z modułu syntezy DDS, modułu wzmacniacza z głośniczkiem 2W, modułu ośmiokanałowego czujnika pojemnościowego do klawiatur dotykowych i klona Arduino - powstało z tego proste "pianinko", na którym grało się dotykając palcem bananów.
Wróćmy na moment do dóbr konsumenckich produkcji chińskiej: od tanich smarfonów, tabletów i smartwatchy po powerbanki i głośniki BlueTooth. Chiny produkują teraz nawet ultra-tanie telewizory, używając technologii przestarzałych o 5-10 lat. Ale jednym z produktów, które zaskoczyły mnie stosunkiem ceny do możliwości był kupiony w Chinach detektor tętna płodu, czyli w zasadzie dopplerowski aparat USG bez funkcji tworzenia obrazów. Za to tętno mierzył i pozwalał słuchać małego serca. Dużego też, co sprawdziłem. Żołądka też można było posłuchać. Biorąc pod uwagę niską cenę urządzenia to możliwości spore - a wszystko za sprawą naszych skośnookich braci, co nie wstydzili się kraść zachodnich technologii.
Merkantylizm
Łatwo zatem odnieść wrażenie, iż budowanie czegokolwiek od zera nie ma sensu. W końcu nie brakuje "gotowców". Ceny tychże są bardzo konkurencyjne. Nakład pracy potrzebny do realizacji nawet skomplikowanego projektu z gotowych modułów i płytek jest zdecydowanie mniejszy niż projektowanie, zamawianie i lutowanie czegoś samodzielnie. Tak zaoszczędzony czas można poświęcić na inne aspekty projektu, jak ładna obudowa. Jeszcze dekadę temu krzywo patrzono w dziale DIY na konstrukcje oparte o kity. Teraz mało komu "brewka pyka" na widok konstrukcji, której częścią, jeśli nie sercem i duszą są chińskie moduły, już polutowane i oprogramowane w fabryce. Jednocześnie możliwości gotowego sprzętu wzrosły, ceny spadły, a i oczekiwania klientów się zmniejszyły - dlatego właśnie mało kto buduje własne kolumny głośnikowe - "gotowce" są zwyczajnie relatywnie tanie, a ludzie przyzwyczaili się do gorszych głośników w smartfonach czy w telewizorach. Zatem z punktu finansowego zabawa w czyste DIY przestała mieć sens. Chińczycy i tak robią to tanio i dobrze. Spokojnie można zmienić nazwę działu ze "Zrób to sam" na "Zrób to z Chińczykiem", jeśli wiecie co mam na myśli. Nie TO!
Warto pamiętać, iż prekursorzy amatorskiej elektroniki, czyli radioamatorzy też już nie budują niczego - kupują swoje radiostacje, bo tak jest taniej, ma się więcej pasm i jeszcze więcej rodzajów modulacji do wyboru. Czyli nie tylko merkantylizm o tym zdecydował, ale też...
Utylitaryzm
To drugi aspekt DIY - większość ludzi ma problemy z projektowaniem dobrych układów. Sam narysowałem niejedną głupotę, zanim zostałem naprostowany. Szczególnie w świecie "audiofilskim" nie brakuje projektowych "kwiatków", jak niepoprawnie zaprojektowane wzmacniacze, jak układ C'Moy. Zresztą już bodaj 18 lat temu w EdW przy okazji serii artykułów o sztuce projektowania wzmacniaczy audio autor "objechał" kilka schematów znalezionych w Internecie, a nie były to konstrukcje audiofilskie. Teraz grające czysto moduły działające w klasie D są dość tanie, podobnie nowe i używane wzmacniacze audio. Można sobie w Chinach zamówić słuchawkowy wzmacniacz lampowy, ale trzeba trochę uważać, bo część ma lampę tylko w roli "ozdobnika". Na większe moce są wzmacniacze lampowo-tranzystorowe, też chińskie, ale też dobrze grające. Tymczasem chcąc zbudować wzmacniacz na 2xLM3886 trzeba się liczyć z dość sporymi kosztami - ja swoje układy kupowałem po kilkanaście złotych, teraz kosztują najtaniej około 35 złotych, a średnio 80-140PLN. A gdzie jeszcze koszt płytki i pozostałych elementów towarzyszących? A gdzie koszt radiatora, transformatora i obudowy? Chiński wzmacniacz oferuje to samo, w ładnej obudowie i w konkurencyjnej cenie. Jasne, wbudowany odbiornik BT to zbędny dodatek, a niebieskie LEDy wyglądają tandetnie, ale samodzielne wykonanie obudowy, która nie wygląda szpetnie i nie jest mazakiem pisana, jest zadaniem cokolwiek trudnym. Chińska fabryka zrobi to lepiej, nawet jeśli nie wszystko jest dokładnie pomalowane, "chrom" odłazi, a panele bywają spasowane stopami - ot detale, które samemu można poprawić.
Kiedyś ludzie budowali rowery elektryczne, montując silniki do zwykłych rowerów i dokładając gdzieś kontroler prędkości i akumulator(-y). Teraz można sobie kupić taki rower w Chinach w cenie niższej, niż zwykły rower + konwersja. Nawet Romet je sprzedaje. Chwalą się, że niby produkt polski, ale przypuszczam, że jedyną polską rzeczą mogą być napisy na ramie. Na pewno by mnie to nie zdziwiło. Wspominałem o zasilaczach - chińskie są lepsze i tańsze, niż samodzielna budowa. Pewnym "hitem" swego czasu był moduł zasilacza z kolorowym ekranem, który oparty był na przetwornicy i oferował przy tym niezłe parametry. Z tego, co pamiętam, to jest do niego nawet alternatywne, lepsze oprogramowanie Open Source. Nawet wersja oryginalna pozwalała regulować i mierzyć napięcie, prąd czy moc. Dożyliśmy czasów, gdy prawie każdy problem ma swoje rozwiązanie w formie gotowego urządzenia lub modułu z Chin. Pozostałe da się rozwiązać łącząc kilka gotowych modułów i pisząc kilka(-set) linijek kodu. zatem po co się wysilać?
Granica opłacalności i użyteczności
Sytuacja zmienia się diametralnie, gdy pojawia się problem, którego rozwiązanie za pomocą "gotowca" jest zbyt drogie. Mój problem jest prosty: pragnę posiadać generator częstotliwości na zakres od 1MHz do przynajmniej 100MHz, lepiej by było mieć coś do 200MHz. Rzecz w tym, iż takie generatory nowe kosztują więcej, niż średniej klasy oscyloskop. Używane wcale nie są tańsze. Kilka dni temu próbowałem upolować generator częstotliwości Zopan PG-20, pasmo do 102,5MHz, funkcja generowania przebiegu modulowanego AM i FM. Urządzenie było tylko rok młodsze ode mnie. Liczyłem, że uda mi się je kupić za mniej niż 500PLN, sprzedane zostało za ponad 750 złotych. Chińczycy oczywiście mają w ofercie moduł generatora 23,5MHz - 6GHz, ale on też nie spełnia moich oczekiwań, poniżej 100MHz robi przebieg prostokątny, i to nie do końca ładny, a ja wolę sinusa mieć. Jedyne, co mi zostało, to zaprojektować i zbudować odpowiedni generator samemu. Będzie to ciekawe wyzwanie. Z drugiej strony mam teraz większe możliwości narzędziowe i finansowe, by taki projekt zrealizować, i jeszcze wsadzić go w gustowną obudowę.
Na obudowę czeka też mój własny wzmacniacz na 2xLM3886 - boki mam z drewna, ale nie do końca ładne. Myślę, że zamówię pocięcie sklejki. Dla tych, co obawiają się o pożar, to nie planuję używać go bez nadzoru, a i zabezpieczenie termiczne to nie problem. Bez obudowy jest też mały "piekarnik" gitarowy w klasie B pracujący - też miał być w drewnianej skrzyneczce, ale bez piły stołowej i miejsca na warsztat to nic nie zrobię. Chyba że też zamówię "gotowca". W planach jest też przylutowanie w końcu układu dsPIC do płytki, którą zaprojektowałem - zadanie do niedawna niewykonalne, bo obudowa TQFP-64 była poza zasięgiem mojego oka - tu pomoże mikroskop z Chin. Kolejna rzecz do wykonania: tranzystorowy wzmacniacz słuchawkowy w stylu "audiofilskie przegięcie". No i jeszcze przydałoby się wydrukować obudowę do generatora DDS z kitu AVT, bo się luzem w kartonie "wala"...
Pomijając sam generator, to reszta rzeczy z powyższej listy ma gotowe odpowiedniki w cenach nie wołających o pomstę do nieba czy o organizację zrzutki. Dlaczego zatem zabrałem się za realizację takich projektów? Po co mi wzmacniacz gitarowy, skoro tutaj, na Elektrodzie mi napisaliście, bym tę gitarę na opał przeznaczył? Inaczej pisząc:
Po co to komu?!
Dla mnie istnieje kilka powodów do zabawy w "Zrób to sam". Pierwszy wymieniłem wyżej: niektóre rzeczy wciąż są za drogie względem oferowanych możliwości. W przypadku generatorów funkcyjnych przyczyna tego stanu rzeczy jest prosta: wszyscy upierają się na syntezę DDS, a ta dla pasma powyżej 30-60MHz jest zwyczajnie zbyt droga. Inne metody zostały zapomniane, a szkoda. Samodzielnie budując taki generator mogę uzyskać pożądane parametry za ułamek ceny "gotowca". Podobnie jakiś czas temu wymyśliłem koncept zasilacza laboratoryjnego oferującego napięcia niższe niż typowe 15-30V, czy prąd bliższy 1A zamiast 5A, ale z większą dokładnością pomiarów i precyzyjniejszą regulacją. Przyzwoicie dokładne, niskoszumne zasilacze laboratoryjne też nie są tanie.
Kolejny powód to walor edukacyjny. Projektując jakiś układ od zera trzeba zagłębić się w zagadnienie, poznać dokładnie istniejące rozwiązania i zrozumieć elementy i "klocki" układowe, z których złoży się całość. Trzeba też wiedzieć, jak sprawdzić prototyp i poprawić ewentualne błędy. W przypadku tranzystorowego wzmacniacza słuchawkowego będę musiał nie tylko lepiej opanować samą technikę tranzystorową (by Jarek_lnx nie musiał mnie poprawiać), ale też trudną sztukę tworzenia przerostu formy nad treścią tak, by forma treści nie psuła. Do tego dochodzi jeszcze sztuka projektowania i wykonywania obudów, co oznacza cały pakiet nowych umiejętności do opanowania.
Trzecia sprawa: niejeden chiński projekt jest zwyczajnie i po prostu koncertowo skopany. Mam na przykład elegancki moduł DDS, gdzie nie ma odpowiednich filtrów na wyjściu, przez co układ nie spełnia do końca swojej specyfikacji. Plus, spora część chińskich "gotowców" cierpi na odpustowy wygląd i mocno koślawy interfejs. Niebieskie diody i wyświetlacze, które w nocy rażą po oczach, wzmacniacze "lampowe", gdzie lampa nie pracuje, a jedynie niepotrzebnie się żarzy. Bonusowo w podstawce może mieć niebieskiego LEDa dla dodatkowego efektu kiczu. O ile pamięć mnie nie myli, to projekt w takim stylu był i tutaj, na Elektrodzie. Warto też pamiętać o podrabianych układach, źle dobranych elementach czy wręcz niedoróbkach w wykonaniu.
Kolejna zaleta DIY: masz to, co jest Ci potrzebne. Wracając do przykładu generatora: potrzebuję urządzenia na konkretny zakres częstotliwości, z możliwością modulacji AM i FM, przebiegiem sinusoidalnym i opcjonalnie prostokątnym, i nic więcej. Funkcja wobulacji byłaby fajna, ale nie jest koniecznością. Modele za trzy tysiące oferują wszystkie te funkcje, ale dodatkowo częstotliwość od 0,01Hz, kilka dodatkowych rodzajów modulacji, które mi nie sa potrzebne i 150 różnych przebiegów do wyboru. Z czego przynajmniej 140 jest zupełnie niepotrzebnych. Z kolei używany "zabytek techniki" jak na swoją dość wygórowaną cenę oferuje za mało. A opcja tania nie do końca jest tania, oferując przy tym zdecydowanie za mało. Trzeba robić "po swojemu" by mieć miks pożądanych właściwości w kwocie, za którą żona nie urządzi mi sądnych dni.
No i powód najważniejszy: ta satysfakcja z własnoręcznie wykonanego urządzenia. Zwłaszcza jeśli jest zrobione na tyle dobrze, że można się pochwalić na forum. Pod tym względem mam dość wyśrubowane wymagania względem siebie - nie chcę pokazywać rzeczy niedokończonych i zwyczajnie nieładnych. Do tej pory jestem dumny ze swojej pierwszej układanki wyciętej na frezarce CNC, która okazała się być niezłym wyzwaniem. Szczególnie, że wykonałem kilka prototypów, zanim wszystko zaczęło dobrze wychodzić...
A Wy jak myślicie? Jest sens bawić się w DIY? Jeśli tak, to jakie projekty warto realizować, a jakie mogą nie mieć sensu? Czy podobnie do mnie też macie projekty niedokończone lub takie, którymi się nie pochwaliliście, bo nie spełniają Waszych standardów jakości? Jaki był Wasz pierwszy projekt DIY, a z którego jesteście najbardziej dumni? Jak zawsze zapraszam do komentowania
Cool? Ranking DIY
A w trakcie prac moja kilkunastoletnia córka tak się zainteresowała elektroniką, że od kilku miesięcy składa dzielnie różne kity, Oczywiście zaczynała od najprostszych, a teraz, po kilku miesiącach składa już całkiem poważne zestawy. Co ciekawe widzę sam jak wiele znaczy pewna ręka i oko - mi pozostał już tylko montaż przewlekany, a dla córki SMD nie stanowi problemu. Oczywiście z nauką teorii jest ciężej, ale to chyba znak czasów dzisiejszej młodzieży... Mam nadzieję, że elektroniczne DIY zostanie z nią na dłużej 
