"Electricidad en cuadrados" o cómo hice un diseñador electrónico a partir de materiales improvisados

La idea de crear un diseñador electrónico excitó mis pensamientos durante mucho tiempo. Cuando era niño, tenía un diseñador ECON-1 y quería crear algo similar, pero a un nivel moderno. Un conocedor gobierna la pelota en el mercado; también hay ejemplos de diseñadores modulares en el extranjero, pero el precio y la tasa no son agradables a la vista.

Por otro lado, hubo desarrollos interesantes en la URSS (uno de ellos vive en Alemania y todavía se está produciendo).

También quería algo "cálido" en materiales, como la madera. En 2014, la idea de cubos electrónicos nació como parte del proyecto SIMPLICITY , que en 2015 incluso recibió un premio de AIDT por la idea en una de las etapas de calificación del Startup Tour.



También en este momento se me ocurrió el juego de mesa lógico "Circuito", que me permitió jugar "circuitos eléctricos". Juego puedegratis para descargar e imprimir el enlace .

El tiempo paso Los cubos tuvieron que ser apartados, ya que el precio de los imanes de la potencia requerida los hizo bastante caros. El juego "Cadena" esperó su turno en la finalización.


En 2016, decidí volver al proyecto y "saqué" los cubos. La primera idea era usar los mismos cubos, pero para hacer fijaciones como contactos de resorte y pegar un campo con celdas del cartón en las paredes donde se ubicarían los contactos:



el diseño era engorroso y, debido a la baja rigidez de las paredes, los cubos no daban la calidad de contacto deseada.

El pensamiento de ingeniería siguió adelante. Una pequeña digresión sobre la elección del material. ¿Puede decir razonablemente por qué no utilicé la impresión 3D o el corte por láser? La respuesta es simple: no tengo una impresora 3D (más precisamente, no hay ningún lugar para ponerla en el apartamento), y el corte sano más cercano por el precio y la calidad se encuentra a 500 kilómetros de mi ciudad. Incluso encontrar madera contrachapada delgada resultó ser una búsqueda poco realista, sin mencionar una modelo especial. Además, durante mucho tiempo quise probar el material familiar para los fanáticos de los juegos de mesa: cartón.

La segunda opción era aplicar el método que ya usé antes al diseñar Scratchduino, es decir, modelar 2.5 los bloques de diseño y los imanes para sujetarlos. Este método no requería potentes imanes caros, y en casa tenía un stock de imanes cilíndricos de 5 mm de diferentes alturas (2 y 3 mm).

También se decidió comenzar haciendo un análogo "físico" del juego de mesa "Cadena", ya que solo requería un campo de 4x4, y luego de haber recogido todos los "conos", haría que el campo de montaje fuera más grande (al menos 4x6, y preferiblemente 6x8).

Había una pregunta más: de qué hacer contactos. Lo ideal es una tira de cobre. El problema del ideal es dónde conseguirlo. Además, el cobre no es magnético y sería necesario colocar imanes tanto en el campo como en los bloques. Dado que para la colocación debajo de los contactos, sería necesario tener imanes más potentes (y esto significa y tiempo para la transferencia), continuó la búsqueda de material adecuado. Y sus ojos se posaron en las grapas de la grapadora. Las casas tenían soportes de diferentes tamaños, eran de acero (es decir, llevaban corriente y magnetizados) y había muchos de ellos.

Como resultado, se determinó la lista de componentes necesarios: grapas para la grapadora No. 35 (26/6 1 paquete), imanes de neodimio C-5x2-N35 y C-5x3-N35 con un revestimiento de níquel (corriente conductiva), cartón (cartón microcorrugado sobrante del embalaje) debajo de fotos y cajas), cable, soldadura, LED, resistencia, micro-bombilla, diodo y botón. Se decidió utilizar pegamento PVA para pegar las piezas, y para perforar agujeros para imanes surgió un perforador normal.

Se determinan los materiales, las dimensiones también (celda 40x40 mm, bloque 38x38 mm) y el proceso directo ha comenzado.

El campo es una hoja de cartón marcada en cuadrados de 40x40 mm, cuyos bordes laterales están "pegados" en el centro por un bloque de soportes.



Tomé las grapas igual que para los bloques, pero inmediatamente cometí el primer error. No vi que los soportes estuvieran recubiertos en la parte superior con un material no conductor y, por lo tanto, tuve que protegerlos más tarde. También intenté irradiarlos (lo que no funcionó muy bien) y el tamaño de los brackets debería ser mayor para no depender de los errores de fabricación de los bloques. Si decide repetir este diseño, tome las grapas de unos 20 mm de ancho y haga un bloque de 1 cm de ancho. Las

grapas se insertaron en las ranuras del cartón y se doblaron desde la parte posterior. En la foto, los cables laterales son necesarios para "imitar" el bus común del juego de mesa "Cadena" y en la versión final del diseñador serán reemplazados por bloques.

Entonces, como resultado de este trabajo minucioso, obtenemos un campo con almohadillas de contacto, en el que nuestros imanes de contacto están bien magnetizados.

Ahora era necesario hacer los bloques con conductores y componentes de radio. El problema también era que en el juego de mesa había elementos con una intersección en forma de cruz y conductores cruzados, y era imposible asegurar el contacto de los 4 imanes (recuerde cuántos puntos atraviesa el avión). Por lo tanto, se decidió abandonar tales bloques y hacer una máxima elementos en forma de T. Para elementos cruzados, planeo usar puentes de alambre especiales en el futuro.

El bloque en sí consiste en tres cuadrados de cartón de 38x38 mm. En promedio, se hicieron agujeros para imanes y ranuras para soportes. Un segundo cuadrado con solo ranuras para grapas está pegado encima del pegamento PVA. Después de eso, se instala un pequeño imán de 5x2 mm en el orificio, y se cierra con un bloque de soportes en la parte superior, que se doblan en el otro lado. Se les sueldan componentes o conductores de radio. Por otro lado, colocamos imanes de 5x3 mm y pegamos un cuadrado con agujeros. Debido al hecho de que los imanes "se adhieren" a los imanes debajo de los soportes, están muy apretados y no permanecen en el campo.



Por lo tanto, producimos espacios en blanco con dos y tres almohadillas magnéticas. Luego suelde los conductores o componentes de radio.



Pegamos tiras de cartón en la parte superior (dos o tres capas dependiendo de la altura de las piezas) y cerramos todo con una "tapa" de cartón, en la que dibujamos un marcador con un marcador (conductor recto, en ángulo, en forma de T o elemento de radio).

Como resultado, obtuvimos tal campo y un conjunto de partes. No hice la batería en forma de bloque (aunque existe la idea de usar una tableta de 5 V en el futuro), pero hice un elemento con dos cables al que están conectadas 3 baterías.



Durante las pruebas, resultó que la bombilla no se encendía si había un LED o una resistencia en el circuito, y el LED no podía usarse sin resistencia (el olor a plástico quemado lo mostraba claramente). Por lo tanto, para simular la jugabilidad, se decidió ensamblar un circuito de "señal" de otro LED y una resistencia en una placa de prueba, y simplificar un poco el juego, dejando solo un LED que necesita "encenderse" para ganar. Esto resultó no ser crítico y esta opción es aún más interesante, ya que permitió cambiar las condiciones de inicio del juego. El juego "Cadena" en la versión de escritorio también será rediseñado y transferido a un campo más grande, con varias lámparas y LED y varias posiciones iniciales.

También se prepararon cartas para el juego, tirando de lo cual el jugador comprende qué elemento puede usar. A continuación se muestra la foto final del juego, el diseñador de radio, así como el proceso del juego.

Source: https://habr.com/ru/post/es394435/