"الكهرباء في الساحات" أو كيف صنعت مصممًا إلكترونيًا من مواد مرتجلة

أثار فكرة إنشاء مصمم إلكتروني أفكاري لفترة طويلة. عندما كنت طفلاً ، كان لدي مصمم ECON-1 وأردت إنشاء شيء مشابه ، ولكن على المستوى الحديث. يحكم المتذوق الكرة في السوق ؛ وهناك أيضًا أمثلة على مصممي وحدات في الخارج ، لكن السعر والمعدل لا يرضي العين.

من ناحية أخرى ، كانت هناك تطورات مثيرة للاهتمام في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (واحد منهم يعيش في ألمانيا ولا يزال قيد الإنتاج).

وأردت أيضًا شيئًا "دافئًا" في المواد ، مثل الخشب. في عام 2014 ، ولدت فكرة المكعبات الإلكترونية كجزء من مشروع البساطة ، الذي حصل في عام 2015 على جائزة من AIDT للفكرة في إحدى المراحل التأهيلية لجولة بدء التشغيل.



وفي هذا الوقت أيضًا ، توصلت إلى لعبة اللوحة المنطقية "الدائرة" ، والتي سمحت لي بلعب "الدوائر الكهربائية". يمكن للعبةمجانا لتحميل وطباعة الرابط .

مر الوقت. كان يجب وضع المكعبات جانبًا ، لأن سعر مغناطيس الطاقة المطلوبة جعلها باهظة الثمن. وانتظرت مباراة "السلسلة" دورها في وضع اللمسات الأخيرة.


في عام 2016 ، قررت العودة إلى المشروع و "أخرجت" المكعبات. كانت الفكرة الأولى هي استخدام المكعبات نفسها ، ولكن لعمل مثبتات وفقًا لنوع جهات الاتصال الربيعية ولصق حقل بخلايا من الورق المقوى ، على الجدران التي ستوضع فيها جهات الاتصال:



كان التصميم مرهقًا ، وبسبب صلابة الجدران المنخفضة ، لم تقدم المكعبات جودة الاتصال المطلوبة.

انتقل الفكر الهندسي. انحراف صغير عن اختيار المواد. يمكنك أن تقول بشكل معقول لماذا لم أستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد أو القطع بالليزر؟ الجواب بسيط - ليس لدي طابعة ثلاثية الأبعاد (بتعبير أدق ، لا يوجد مكان لوضعها في الشقة) ، وأقرب قطع عاقل للسعر والجودة يقع على بعد 500 كيلومتر من مدينتي. حتى العثور على الخشب الرقائقي الرقيق تبين أنه بحث غير واقعي ، ناهيك عن نموذج خاص. بالإضافة إلى ذلك ، أردت لفترة طويلة تجربة المواد المألوفة لمحبي ألعاب الطاولة - الورق المقوى.

كان الخيار الثاني هو تطبيق الطريقة التي استخدمتها بالفعل في وقت سابق عند تصميم Scratchduino - أي 2.5 نمذجة كتل المصمم نفسها والمغناطيسات للتثبيت. لم تتطلب هذه الطريقة مغناطيسًا قويًا باهظ الثمن ، وفي المنزل كان لدي مخزون من مغناطيس أسطواني 5 مم من ارتفاعات مختلفة (2 و 3 مم).

كما تقرر البدء بجعل النظير "المادي" للعبة "السلسلة" ، حيث أنها لا تتطلب سوى حقل 4x4 ، وبعد جمع كل "المخاريط" ، اجعل مجال التجميع أكبر (على الأقل 4x6 ، ويفضل 6x8).

كان هناك سؤال واحد آخر - ما الذي يمكن إجراء اتصالات منه. المثالي هو شريط نحاسي. مشكلة المثالية هي أين يمكن الحصول عليها. أيضا ، النحاس غير مغناطيسي وسيكون من الضروري وضع المغناطيس على كل من المجال والكتل. بالنظر إلى أنه لوضعه تحت جهات الاتصال ، سيكون من الضروري أن يكون هناك مغناطيس أكثر قوة (وهذا يعني ووقت النقل) ، استمر البحث عن المواد المناسبة. ووقعت عينيه على الدبابيس من أجل دباسة. كان للمنازل أقواس بأحجام مختلفة ، كانت من الفولاذ (أي أنها تحمل التيار والمغنطة) وكان هناك الكثير منها.

ونتيجة لذلك ، تم تحديد قائمة المكونات الضرورية - الدبابيس للدباسة رقم 35 (26/6 1 عبوة) ، مغناطيس النيوديميوم C-5x2-N35 و C-5x3-N35 مع طلاء النيكل (موصل التيار) ، الورق المقوى (الكرتون المموج الصغير المتبقي من التغليف تحت الصور والمربعات) ، الأسلاك ، اللحيم ، LED ، المقاوم ، المصباح الصغير ، الصمام الثنائي والزر. تقرر استخدام غراء PVA من أجل لصق الأجزاء ، وللكمة ثقوب المغناطيس ، ظهرت لكمة ثقب عادية.

يتم تحديد المواد ، والأبعاد أيضًا (الخلية 40 × 40 مم ، والكتلة 38 × 38 مم) وبدأت العملية المباشرة.

الحقل عبارة عن ورقة من الورق المقوى معلمة بمربعات 40 × 40 مم ، وتكون الحواف الجانبية "ملتصقة" مركزيًا بمجموعة من الأقواس.



أخذت الدبابيس نفس الكتل ، لكنني ارتكبت الخطأ الأول على الفور. لم أكن أرى أن الأقواس مغلفة في الأعلى بمواد غير موصلة وبالتالي يجب حمايتها لاحقًا. حاولت أيضًا تشعيعها (التي لم تنجح بشكل جيد جدًا) ويجب أن يكون حجم الأقواس أكبر حتى لا تعتمد على أخطاء التصنيع للكتل. إذا قررت تكرار هذا التصميم ، خذ الدبابيس بعرض 20 مم وقم بعمل قالب بعرض 1 سم ،

وتم إدخال الدبابيس في فتحات الورق المقوى وانحنى من الخلف. في الصورة ، هناك حاجة إلى الأسلاك الجانبية "لتقليد" الحافلة المشتركة للعبة "السلسلة" وفي النسخة النهائية للمصمم سيتم استبدالها بكتل.

لذلك ، نتيجة لهذا العمل المضني ، نحصل على مجال به وسادات تلامس ، ممغنطة بمغناطيس الاتصال.

الآن كان من الضروري جعل الكتل نفسها مع الموصلات والمكونات اللاسلكية. كانت المشكلة أيضًا أنه في لعبة اللوحة كانت هناك عناصر ذات تقاطع متقاطع الشكل وموصلات متقاطعة ، وكان من المستحيل ضمان الاتصال بجميع المغناطيسات الأربعة (تذكر عدد النقاط التي تمر بها الطائرة). لذلك ، تقرر التخلي عن هذه الكتل وإنشاء عناصر مكعبة على شكل حرف T. بالنسبة لعناصر العبور ، أخطط لاستخدام جسور سلكية خاصة في المستقبل.

تتكون الكتلة نفسها من ثلاثة مربعات من الورق المقوى قياس 38x38 ملم. في المتوسط ​​، تم عمل ثقوب للمغناطيسات وفتحات الأقواس. يتم لصق مربع آخر يحتوي على فتحات فقط للدبابيس فوقه على غراء PVA. بعد ذلك ، يتم تثبيت مغناطيس صغير 5x2 مم في الحفرة ، ويتم إغلاقه بواسطة كتلة من الأقواس في الأعلى ، والتي تنحني على الجانب الآخر. يتم لحام المكونات أو الموصلات الراديوية بها. من ناحية أخرى ، نضع مغناطيس 5x3 ملم ونلصق مربعًا بفتحات. نظرًا لحقيقة أن المغناطيس "يلتصق" بالمغناطيس تحت الأقواس ، فإنه يتم تثبيته بإحكام شديد ولا يبقى في الحقل.



وبالتالي ، فإننا ننتج فراغات تحتوي على وسادتين مغناطيسيتين وثلاث. ثم لحام الموصلات أو مكونات الراديو.



نلصق شرائط من الورق المقوى في الأعلى (طبقتان أو ثلاث طبقًا لارتفاع الأجزاء) ونغلق كل شيء باستخدام "غطاء" من الورق المقوى ، والذي نرسم عليه علامة (موصل مستقيم ، بزاوية ، على شكل حرف T أو عنصر راديو).

ونتيجة لذلك ، حصلنا على مثل هذا المجال ومجموعة من الأجزاء. لم أصنع البطارية على شكل كتلة (على الرغم من وجود فكرة لاستخدام جهاز لوحي 5 فولت في المستقبل) ، لكنني صنعت عنصرًا بسلكين ترتبط به 3 بطاريات.



أثناء الاختبار ، اتضح أن المصباح لا يضيء إذا كان هناك LED أو مقاوم في الدائرة ، ولا يمكن استخدام LED بدون مقاومة (أظهرت رائحة البلاستيك المحترق ذلك بوضوح). لذلك ، لمحاكاة طريقة اللعب ، تقرر تجميع دائرة "إشارة" من مؤشر LED آخر ومقاوم على لوحة توصيل ، وتبسيط اللعبة قليلاً ، تاركًا مصباح LED واحدًا فقط يحتاج إلى "إضاءة" للفوز. اتضح أن هذا ليس حرجًا وهذا الخيار أكثر إثارة للاهتمام ، لأنه سمح بتغيير شروط بدء اللعبة. سيتم أيضًا إعادة تصميم لعبة "السلسلة" في إصدار سطح المكتب ونقلها إلى مجال أكبر ، مع العديد من المصابيح ومصابيح LED ومواقع انطلاق مختلفة.

تم إعداد البطاقات أيضًا للعبة ، مما أدى إلى سحب اللاعب الذي يفهم العنصر الذي يمكنه استخدامه. فيما يلي الصورة النهائية للعبة ، مصمم الراديو ، بالإضافة إلى عملية اللعبة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar394435/