Μπλοκ μαγνητικού κυκλώματος: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Τίποτα δεν είναι καλύτερο για την εκμάθηση ή το σχεδιασμό ηλεκτρονικών από την κατασκευή πραγματικών κυκλωμάτων. Το breadboard είναι μια δημοφιλής επιλογή, αλλά συχνά καταλήγει σε ένα ακατανόητο μακαρόνι που δεν έχει καμία ομοιότητα με το αρχικό σχηματικό και είναι δύσκολο να εντοπιστεί σφάλμα.

Πήρα έμπνευση από έναν άλλο οδηγό για να φτιάξω ένα σύνολο μαγνητικών μπλοκ που μπορούν να συνδυαστούν σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Το αποτέλεσμα είναι φοβερό: τα βασικά κυκλώματα δημιουργούνται σε δευτερόλεπτα και μοιάζουν ακριβώς με το σχηματικό! Οι συνδέσεις μεταξύ των μπλοκ είναι πολύ αξιόπιστες αφού οι χάλκινες λωρίδες δύο διαφορετικών μπλοκ ωθούνται μεταξύ τους από τους μαγνήτες κάτω από την ταινία.

Τα μπλοκ είναι κατασκευασμένα από ανακυκλωμένο χαρτόνι με μικρούς μαγνήτες στα όρια. Η ταινία χαλκού καλύπτει τους μαγνήτες και συνδέεται με τα εξαρτήματα. Βάζοντας δύο μικρούς μαγνήτες σε κάθε περίγραμμα, τα μπλοκ προσελκύουν πάντα. Δεν χρειάζονται εξειδικευμένα εργαλεία και το κόστος είναι περίπου 10 λεπτά ανά τετράγωνο.

Βήμα 1: Υλικό

100, 200 ή 300 κυλινδρικοί μαγνήτες νεοδυμίου διαμέτρου 5mm, πάχους 1mm (5x1mm). Αυτά είναι άμεσα διαθέσιμα στο διαδίκτυο για c 1,5 λεπτά το τεμάχιο (π.χ. εδώ)

Ταινία χαλκού πλάτους 10mm, ένα ρολό 10m θα είναι περισσότερο από αρκετό (π.χ. εδώ)

Ισχυρό χαρτόνι: η έκδοση 3 στρώσεων 6mm είναι καλή. Τα 50x50cm είναι υπεραρκετά

Εξαρτήματα για πρωτότυπο: υποδοχή μπαταρίας 4xAAA, LED, αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ, ηχείο, LDR, κουμπιά, ποτενσιόμετρο κλπ. Στο επόμενο βήμα είναι μια λεπτομερής λίστα για ένα ελάχιστο σετ.

Εργαλεία: κουτί κουτιού και κολλητήρι. Κόκκινοι και μπλε μόνιμοι δείκτες. Τα τσιμπιδάκια είναι εύχρηστα για να λυγίζετε τις καρφίτσες.

Βήμα 2: Ελάχιστο σετ χρησιμοποιώντας 100 μαγνήτες

Εδώ είναι μια πρόταση για τα εξαρτήματα να φτιάξουν 23 μπλοκ με 100 μαγνήτες:

4 ευθείες συνδέσεις

4 τεμάχια γωνίας

2 διασταυρώσεις Τ

1 κουτί μπαταρίας

2 LED (πράσινο και κόκκινο)

4 αντιστάσεις (100Ohm, 220Ohm, 10kOhm, 22kOhm)

1 ποτενσιόμετρο (10kOhm)

1 LDR (εξαρτώμενη από το φως αντίσταση)

1 τρανζίστορ npn (π.χ. 2n3904)

1 πυκνωτής ηλεκτρολυτών 100muF

1 κουμπί

1 touch-pad

Στο τέλος αυτού του οδηγού, υπάρχουν 11 εύκολα κυκλώματα που μπορείτε να φτιάξετε με αυτό το ελάχιστο σετ.

Βήμα 3: Σημειώστε τους πόλους των μαγνητών

Οι κυλινδρικοί μαγνήτες νεοδυμίου δεν έχουν σήμανση του βόρειου και νότιου πόλου, αλλά η παρακολούθηση της σχετικής πολικότητας θα είναι απαραίτητη για να κάνουν τα μπλοκ κυκλωμάτων να προσελκύουν πάντα.

Ο ευκολότερος τρόπος για να μάθετε είναι να επιστρέψετε στον ορισμό: βόρεια είναι ο πόλος που δείχνει προς το βορρά όταν ο μαγνήτης αφήνεται ελεύθερος να περιστραφεί: πιέστε ένα λεπτό σύρμα στη μέση της στοίβας των μαγνητών και σηκώστε το: όπως η βελόνα πυξίδα, θα ευθυγραμμιστεί με το μαγνητικό πεδίο της γης. Ελέγξτε για συνέπεια σε μερικές διαφορετικές τοποθεσίες και, στη συνέχεια, χρωματίστε τον βόρειο πόλο με κόκκινο, και τη νότια πλευρά με μπλε χρώμα.

Κολλήστε όλους τους μαγνήτες με τον βόρειο πόλο επάνω σε ένα σιδερένιο φύλλο (π.χ. κουτί μπισκότων). Χρωματίστε όλες τις πλευρές κόκκινες με μόνιμο μαρκαδόρο. Αφήστε το να στεγνώσει καλά για 10 λεπτά, γυρίστε τα και χρωματίστε το νότιο πόλο μπλε. Τώρα όλοι οι μαγνήτες σημειώνονται σύμφωνα με την κοινή σύμβαση (κόκκινο = βόρειος πόλος, μπλε = νότιος πόλος)

Βήμα 4: Κόψτε το χαρτόνι

Με ένα μολύβι, σχεδιάστε ένα πλέγμα τετραγώνων ~ 100 2,5x2,5 cm. Προσθέστε επίσης μία «λωρίδα» 5,2 εκατοστών: τα μπλοκ διπλής μονάδας πρέπει να είναι 2 χιλιοστά φαρδύτερα από δύο μπλοκ μονής μονάδας για να αντιστοιχούν στους δύο μαγνήτες του 1 χιλιοστού που χωρίζουν δύο μπλοκ. Τρεις «μονάδες» γίνονται 7,9 εκατοστά. Κόψτε τα τετράγωνα σε τετράγωνα 2,5x2,5, αλλά φτιάξτε και μερικά ορθογώνια 2,5x5,2cm για μακριούς συνδετήρες και 5,2x7,9cm για μεγάλα εξαρτήματα όπως η βάση μπαταρίας ενός ηχείου.

Βήμα 5: Συνδέστε τους μαγνήτες με ταινία χαλκού

Κόψτε λίγη ταινία χαλκού με το σωστό μήκος για κάθε μπλοκ:

Μπλοκ συνδετήρων: 4 μαγνήτες, ταινία 5cm Μακρύ μπλοκ συνδετήρων: 4 μαγνήτες, ταινία 8cm Γωνιακό μπλοκ: 4 μαγνήτες, 2 κομμάτια ταινίας 3cm T-διασταύρωση: 6 μαγνήτες, 1 κομμάτι ταινίας 3cm, 1 κομμάτι ταινίας 5cm Cross-over: 8 μαγνήτες, 2 κομμάτια ταινίας 1,5 εκατοστών, 1 κομμάτι ταινίας 5 εκατοστών 2-τερματικό εξάρτημα: 4 μαγνήτες, 2 κομμάτια ταινίας 2 εκατοστών 3 τερματικό εξάρτημα: 6 μαγνήτες, 3 κομμάτια ταινίας 2 εκατοστών

Ομαδοποιήστε τους μαγνήτες σε ζεύγη, όπου κάθε ζεύγος έχει μια μπλε πλευρά προς τα πάνω και μία κόκκινη πλευρά προς τα πάνω. Θα προσελκύσουν ελαφρώς σε αυτήν τη διαμόρφωση. Αφαιρέστε το χαρτί από την ταινία χαλκού και κολλήστε το στους μαγνήτες αφήνοντας ~ 5mm ελεύθερο στην πλευρά που θα πάει στο κάτω μέρος. Κολλήστε την ταινία σε τετράγωνο από χαρτόνι έτσι ώστε οι μαγνήτες να βρίσκονται στο πλάι του μπλοκ. Προσοχή στον προσανατολισμό: στην επάνω πλευρά, το μπλε πρέπει να είναι αριστερό και το κόκκινο δεξιά. Στη δεξιά πλευρά, το μπλε πρέπει να είναι πάνω, και το κόκκινο κάτω, και ούτω καθεξής για το υπόλοιπο τετράγωνο: αυτό θα εγγυηθεί ότι κάθε φορά που δύο τετράγωνα έρχονται σε επαφή, ένας βόρειος πόλος από το ένα μπλοκ αντικρίζει τον νότιο πόλο από το άλλο μπλοκ και προσελκύουν πάντα, ακόμη και όταν τα μπλοκ περιστρέφονται.

Για τα τερματικά εξαρτήματα, η ταινία χαλκού μπορεί να επικαλύπτεται και πρέπει να κοπεί: κόψτε τα απαλά με τον κόπτη κουτιού και με αιχμηρές λαβίδες μπορεί να αφαιρεθεί η περίσσεια ταινίας. Η περίσσεια ταινίας για άλλα μπλοκ αφαιρείται επίσης με αυτόν τον τρόπο.

Βήμα 6: Συγκόλληση των μπλοκ γωνίας και των διασταυρώσεων Τ

Δύο κομμάτια χάλκινης ταινίας κολλημένα το ένα πάνω στο άλλο μπορεί να μοιάζουν με εξαιρετική σύνδεση, αλλά να θυμάστε ότι υπάρχει ένα στρώμα κόλλας ενδιάμεσα και συνήθως δεν συνδέονται ηλεκτρικά! Για να κάνετε μια σταθερή σταθερή σύνδεση, κολλήστε μια σταγόνα κασσίτερου που συνδέεται και με τα δύο κομμάτια ταινίας των γωνιακών μπλοκ και με τη διασταύρωση Τ.

Βήμα 7: Τοποθετήστε τα εξαρτήματα

Με μια βελόνα, ανοίξτε μικρές τρύπες όπου θα πάνε τα καλώδια των εξαρτημάτων. Κόψτε τα καλώδια στο σωστό μήκος. Αφήστε το εξάρτημα να κολλήσει 1 ή 2 εκατοστά, έτσι θα είναι ευκολότερο να τοποθετήσετε και να αντικαταστήσετε τα μπλοκ. Κολλήστε το εξάρτημα στις οπές και κολλήστε τα καλώδια. Για αντιστάσεις και πυκνωτές, γράψτε την τιμή στο μπλοκ. Υποδείξτε με σύμβολα και χρώματα άλλες ιδιότητες των εξαρτημάτων ή της σύνδεσης, όπως η πολικότητα του elco και του LED.

Βήμα 8: Δοκιμάστε μερικά απλά κυκλώματα

Στις εικόνες υπάρχουν 11 ιδέες κυκλώματος για το ελάχιστο σετ M100, δοκιμάστε τις!

Βήμα 9: Προηγμένα κυκλώματα

Χρησιμοποιώντας μεγαλύτερο αριθμό μπλοκ, μπορούν να κατασκευαστούν πιο προηγμένα κυκλώματα. Τα βίντεο δείχνουν:

• Ένας πολυ-δονητής 2 τρανζίστορ (διπλό φως φλας)
• Ένα 2-τρανζίστορ bistable multibibrator (flip-flop, ή 1-bit ηλεκτρονική μνήμη)
• Ένας ταλαντωτής RC

Βήμα 10: Joule Thief

Ένα ενδιαφέρον κύκλωμα: μια μπαταρία 1,5V ανάβει 3 LED σε σειρά! Το ειδικό συστατικό εδώ είναι ο μετασχηματιστής αυτο-τυλίγματος: 80 εκατοστά σμάλτο καλωδίου 0,2 χιλιοστών λυγισμένο διπλό και τυλιγμένο 20 φορές μέσω δακτυλίου φερρίτη (εξωτερική διάμετρος 10 χιλιοστά, ύψος 5 χιλιοστών). Σημειώστε τις κουκκίδες στο μπλοκ μετασχηματιστή: υποδεικνύει ότι οι αριστερές περιελίξεις κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση των δεξιών περιελίξεων. Ο κλέφτης Joule είναι ένας αυτορυθμιζόμενος ενισχυτής τάσης και μπορεί να πιέσει τα τελευταία Joules από μια μπαταρία που κανονικά θεωρείται νεκρή: θα λειτουργήσει έως ~ 0,5V. Υπάρχουν πολλές οδηγίες που είναι αφιερωμένες σε αυτό το κύκλωμα, π.χ. από το electronGURU, 1up, ASCAS, Jason B, κ.λπ