"Elektrizität in Quadraten" oder wie ich aus improvisierten Materialien einen elektronischen Designer gemacht habe

Die Idee, einen elektronischen Designer zu schaffen, hat mich lange Zeit beschäftigt. Als Kind hatte ich einen ECON-1-Designer und wollte etwas Ähnliches schaffen, aber auf einem modernen Niveau. Ein Kenner regiert den Ball auf dem Markt, es gibt auch Beispiele für modulare Designer im Ausland, aber der Preis und die Rate sind für das Auge nicht angenehm.

Auf der anderen Seite gab es interessante Entwicklungen in der UdSSR (einer von ihnen lebt in Deutschland und wird noch produziert).

Ich wollte auch etwas „Warmes“ in Materialien wie Holz. 2014 wurde die Idee der elektronischen Würfel im Rahmen des Projekts SIMPLICITY geboren , das 2015 sogar einen Preis von AIDT für die Idee in einer der Qualifikationsphasen der Startup Tour erhielt.



Auch zu dieser Zeit kam ich auf das logische Brettspiel "Circuit", mit dem ich "elektrische Schaltungen" spielen konnte. Spiel kannkostenlos zum Herunterladen und Drucken des Links .

Die Zeit verging. Die Würfel mussten beiseite gelegt werden, da der Preis für Magnete mit der erforderlichen Leistung sie ziemlich teuer machte. Das Spiel "Chain" wartete auf seinen Abschluss.


2016 beschloss ich, zum Projekt zurückzukehren und die Würfel herauszunehmen. Die erste Idee war, die gleichen Würfel zu verwenden, aber Befestigungen wie Federkontakte herzustellen und ein Feld mit Zellen aus dem Karton zu kleben, an dessen Wänden sich die Kontakte befinden würden:



Das Design war umständlich, und aufgrund der geringen Steifigkeit der Wände ergaben die Würfel nicht die gewünschte Kontaktqualität.

Der technische Gedanke ging weiter. Ein kleiner Exkurs zur Materialwahl. Sie können vernünftigerweise sagen, warum ich keinen 3D-Druck oder Laserschneiden verwendet habe? Die Antwort ist einfach: Ich habe keinen 3D-Drucker (genauer gesagt, es gibt keinen Ort, an dem ich ihn in der Wohnung unterbringen kann), und der nächste vernünftige Schnitt für Preis und Qualität befindet sich 500 Kilometer von meiner Stadt entfernt. Selbst dünnes Sperrholz zu finden, erwies sich als unrealistisch, ganz zu schweigen von einem speziellen Modell. Außerdem wollte ich lange Zeit das Material ausprobieren, das Brettspielfans vertraut ist - Pappe.

Die zweite Möglichkeit bestand darin, die Methode anzuwenden, die ich bereits früher beim Entwerfen von Scratchduino verwendet hatte - dh 2.5 Modellierung der Designerblöcke selbst und Magnete zur Befestigung. Diese Methode erforderte keine starken, teuren Magnete, und zu Hause hatte ich einen Vorrat von 5 mm zylindrischen Magneten unterschiedlicher Höhe (2 und 3 mm).

Es wurde auch beschlossen, zunächst ein „physisches“ Analogon des Brettspiels „Chain“ zu erstellen, da nur ein 4x4-Feld erforderlich war. Nachdem alle „Kegel“ gesammelt wurden, wurde das Montagefeld größer (mindestens 4x6 und vorzugsweise 6x8).

Es gab noch eine Frage - woraus man Kontakte knüpfen kann. Das Ideal ist ein Kupferstreifen. Das Problem des Ideals ist, wo man es bekommt. Außerdem ist Kupfer nicht magnetisch und es wäre notwendig, Magnete sowohl auf dem Feld als auch auf den Blöcken anzubringen. Angesichts der Tatsache, dass für die Platzierung unter den Kontakten Magnete erforderlich wären (und dies bedeutet und Zeit für die Übertragung), wurde die Suche nach geeignetem Material fortgesetzt. Und sein Blick fiel auf die Heftklammern für den Hefter. Die Häuser hatten Klammern unterschiedlicher Größe, sie waren aus Stahl (das heißt, sie trugen Strom und waren magnetisiert) und es gab viele von ihnen.

Als Ergebnis wurde die Liste der erforderlichen Komponenten festgelegt - Heftklammern für Hefter Nr. 35 (26/6 1 Packung), Neodym-Magnete C-5x2-N35 und C-5x3-N35 mit einer Nickelbeschichtung (leitender Strom), Pappe (mikrowelliger Karton, der von der Verpackung übrig geblieben ist) unter Fotos und Boxen), Draht, Lötmittel, LED, Widerstand, Mikrobirne, Diode und Knopf. Es wurde beschlossen, PVA-Kleber zum Verkleben der Teile zu verwenden, und zum Stanzen von Löchern für Magnete wurde ein normaler Locher verwendet.

Die Materialien werden bestimmt, die Abmessungen sind ebenfalls (Zelle 40x40 mm, Block 38x38 mm) und der direkte Prozess hat begonnen.

Das Feld ist ein Karton, der in Quadraten von 40 x 40 mm markiert ist und dessen Seitenkanten in der Mitte durch einen Klammerblock „geklebt“ sind.



Ich nahm die Heftklammern genauso wie die Blöcke, machte aber sofort den ersten Fehler. Ich habe nicht gesehen, dass die Halterungen oben mit einem nicht leitenden Material beschichtet waren und daher später geschützt werden mussten. Ich habe auch versucht, sie zu bestrahlen (was nicht sehr gut funktioniert hat) und die Größe der Klammern sollte größer sein, um nicht von den Herstellungsfehlern der Blöcke abzuhängen. Wenn Sie dieses Design wiederholen möchten, nehmen Sie die Heftklammern mit einer Breite von etwa 20 mm und machen Sie einen 1 cm breiten Block. Die

Heftklammern wurden in die Schlitze des Kartons eingeführt und von hinten gebogen. Auf dem Foto werden die Seitendrähte benötigt, um den gemeinsamen Bus des Brettspiels "Chain" zu "imitieren". In der endgültigen Version wird der Designer durch Blöcke ersetzt.

Als Ergebnis dieser sorgfältigen Arbeit erhalten wir ein Feld mit Kontaktflächen, auf die unsere Kontaktmagnete gut magnetisiert sind.

Jetzt war es notwendig, die Blöcke selbst mit Leitern und Funkkomponenten herzustellen. Das Problem war auch, dass es im Brettspiel Elemente mit einem kreuzförmigen Schnittpunkt und gekreuzten Leitern gab und es unmöglich war, den Kontakt aller 4 Magnete sicherzustellen (denken Sie daran, wie viele Punkte das Flugzeug durchläuft). Daher wurde beschlossen, solche Blöcke aufzugeben und eine Maxime T-förmiger Elemente herzustellen. Für Kreuzungselemente plane ich, in Zukunft spezielle Drahtbrücken zu verwenden.

Der Block selbst besteht aus drei Quadraten aus Pappe mit den Maßen 38 x 38 mm. Im Durchschnitt wurden Löcher für Magnete und Schlitze für Klammern gemacht. Ein zweites Quadrat mit nur Schlitzen für Heftklammern wird darauf mit PVA-Kleber geklebt. Danach wird ein kleiner 5x2 mm Magnet in das Loch eingebaut und durch einen Block von Klammern oben verschlossen, die auf der anderen Seite gebogen sind. Funkkomponenten oder Leiter sind mit ihnen verlötet. Auf der anderen Seite setzen wir Magnete 5x3 mm und kleben ein Quadrat mit Löchern. Aufgrund der Tatsache, dass die Magnete an den Magneten unter den Halterungen „haften“, werden sie sehr fest gehalten und bleiben nicht auf dem Feld.



So produzieren wir Rohlinge mit zwei und drei Magnetfeldern. Löten Sie dann die Leiter oder Funkkomponenten.



Wir kleben Kartonstreifen darauf (zwei oder drei Schichten, abhängig von der Höhe der Teile) und schließen alles mit einem Kartondeckel, auf den wir einen Marker mit einem Marker zeichnen (gerader Leiter, abgewinkelt, T-förmig oder Funkelement).

Als Ergebnis haben wir genau ein solches Feld und eine Reihe von Teilen. Ich habe die Batterie nicht in Form eines Blocks hergestellt (obwohl es eine Idee gibt, in Zukunft ein 5-V-Tablet zu verwenden), sondern ein Element mit zwei Drähten, an die 3 Batterien angeschlossen sind.



Während des Tests stellte sich heraus, dass die Glühbirne nicht aufleuchtete, wenn sich eine LED oder ein Widerstand im Stromkreis befand, und die LED nicht ohne Widerstand verwendet werden konnte (der Geruch von verbranntem Kunststoff zeigte dies deutlich). Um das Gameplay zu simulieren, wurde daher beschlossen, eine „Signal“ -Schaltung aus einer anderen LED und einem Widerstand auf einem Steckbrett zusammenzusetzen und das Spiel ein wenig zu vereinfachen, sodass nur eine LED „leuchten“ muss, um zu gewinnen. Dies stellte sich als nicht kritisch heraus und diese Option ist noch interessanter, da dadurch die Startbedingungen des Spiels geändert werden konnten. Das Spiel "Chain" in der Desktop-Version wird ebenfalls neu gestaltet und auf ein größeres Feld mit mehreren Lampen und LEDs und verschiedenen Startpositionen übertragen.

Es wurden auch Karten für das Spiel vorbereitet, bei denen der Spieler versteht, welches Element er verwenden kann. Unten sehen Sie das endgültige Foto des Spiels, den Radio-Designer sowie den Spielprozess.

Source: https://habr.com/ru/post/de394435/