"L'électricité en carrés" ou comment j'ai fait un concepteur électronique à partir de matériaux improvisés

L'idée de créer un concepteur électronique a longtemps excité mes pensées. Enfant, j'avais un designer ECON-1 et je voulais créer quelque chose de similaire, mais à un niveau moderne. Un connaisseur règne sur le marché; il y a aussi des exemples de designers modulaires à l'étranger, mais le prix et le tarif ne sont pas agréables à l'oeil.

En revanche, il y a eu des développements intéressants en URSS (l'un d'eux vit en Allemagne et est toujours en cours de production).

Je voulais aussi quelque chose de «chaud» dans les matériaux, comme le bois. En 2014, l' idée de cubes électroniques est née dans le cadre du projet SIMPLICITY , qui a même reçu en 2015 un prix de l'AIDT pour l'idée à l'une des étapes de qualification du Startup Tour.



C'est aussi à cette époque que j'ai imaginé le jeu de plateau logique «Circuit», qui m'a permis de jouer aux «circuits électriques». Le jeu peutgratuit pour télécharger et imprimer le lien .

Le temps a passé. Les cubes devaient être mis de côté, car le prix des aimants de la puissance requise les rendait assez chers. Le jeu "Chain" a attendu son tour en finalisation.


En 2016, j'ai décidé de revenir sur le projet et «j'ai retiré» les cubes. La première idée était d'utiliser les mêmes cubes, mais de faire des attaches comme des contacts à ressort et de coller un champ avec des cellules du carton sur les murs desquelles les contacts seraient situés:



la conception était lourde, et en raison de la faible rigidité des murs, les cubes ne donnaient pas la qualité de contact souhaitée.

La pensée technique a évolué. Une petite digression sur le choix du matériau. Vous pouvez raisonnablement dire pourquoi je n'ai pas utilisé l'impression 3D ou la découpe laser? La réponse est simple - je n'ai pas d'imprimante 3D (plus précisément, il n'y a nulle part où la mettre dans l'appartement), et la coupe saine la plus proche pour le prix et la qualité est située à 500 kilomètres de ma ville. Même trouver du contreplaqué fin s'est avéré être une quête irréaliste, sans parler d'un modèle spécial. De plus, depuis longtemps, je voulais essayer le matériel familier aux fans de jeux de société - le carton.

La deuxième option consistait à appliquer la méthode que j'avais déjà utilisée plus tôt lors de la conception de Scratchduino - c'est-à-dire la modélisation 2.5 des blocs de concepteurs eux-mêmes et des aimants pour la fixation. Cette méthode ne nécessitait pas d'aimants puissants et chers, et chez moi j'avais un stock d'aimants cylindriques de 5 mm de hauteurs différentes (2 et 3 mm).

Il a également été décidé de commencer par créer un analogue «physique» du jeu de société «Chain», car il ne nécessitait qu'un champ 4x4, puis après avoir collecté tous les «cônes», agrandir le champ d'assemblage (au moins 4x6, et de préférence 6x8).

Il y avait une autre question - de quoi établir des contacts. L'idéal est une bande de cuivre. Le problème de l'idéal est de savoir où l'obtenir. De plus, le cuivre n'est pas magnétique et il serait nécessaire de placer des aimants sur le champ et sur les blocs. Étant donné que pour le placement sous les contacts, il faudrait disposer d'aimants plus puissants (et cela signifie et temps de transfert), la recherche de matériel adapté s'est poursuivie. Et ses yeux tombèrent sur les agrafes de l'agrafeuse. Les maisons avaient des consoles de différentes tailles, elles étaient en acier (c'est-à-dire qu'elles transportaient du courant et aimantées) et il y en avait beaucoup.

En conséquence, la liste des composants nécessaires a été déterminée - agrafes pour agrafeuse n ° 35 (26/6 1 paquet), aimants en néodyme C-5x2-N35 et C-5x3-N35 avec un revêtement en nickel (courant conducteur), carton (carton micro-ondulé restant de l'emballage) sous les photos et les boîtes), fil, soudure, LED, résistance, micro-ampoule, diode et bouton. Il a été décidé d'utiliser de la colle PVA pour coller les pièces, et pour perforer les aimants, un perforateur ordinaire est apparu.

Les matériaux sont déterminés, les dimensions sont également (cellule 40x40 mm, bloc 38x38 mm) et le processus direct a commencé.

Le champ est une feuille de carton délimitée en carrés de 40x40 mm, dont les bords latéraux sont «collés» au centre par un bloc de crochets.



J'ai pris les agrafes de la même manière que pour les blocs, mais j'ai immédiatement fait la première erreur. Je n'ai pas vu que les supports étaient recouverts sur le dessus d'un matériau non conducteur et devaient donc être protégés plus tard. J'ai également essayé de les irradier (ce qui ne fonctionnait pas très bien) et la taille des supports devrait être prise plus grande afin de ne pas dépendre des erreurs de fabrication des blocs. Si vous décidez de répéter cette conception, prenez les agrafes d'environ 20 mm de large et faites un bloc de 1 cm de large.Les

agrafes ont été insérées dans les fentes du carton et pliées par l'arrière. Sur la photo, les fils latéraux sont nécessaires pour "imiter" le bus commun du jeu de société "Chain" et dans la version finale du concepteur seront remplacés par des blocs.

Ainsi, à la suite de ce travail minutieux, nous obtenons un champ avec des plots de contact, sur lequel nos aimants de contact sont bien magnétisés.

Maintenant, il fallait fabriquer les blocs eux-mêmes avec des conducteurs et des composants radio. Le problème était également que dans le jeu de société, il y avait des éléments avec une intersection en forme de croix et des conducteurs croisés, et il était impossible d'assurer le contact des 4 aimants (rappelez-vous combien de points l'avion traverse). Par conséquent, il a été décidé d'abandonner ces blocs et de faire un maximum d'éléments en forme de T. Pour le croisement d'éléments, je prévois d'utiliser des ponts métalliques spéciaux à l'avenir.

Le bloc lui-même est composé de trois carrés de carton mesurant 38x38 mm. En moyenne, des trous ont été faits pour les aimants et des fentes pour les supports. Un deuxième carré avec uniquement des fentes pour les agrafes est collé sur celui-ci à la colle PVA. Après cela, un petit aimant de 5x2 mm est installé dans le trou et est fermé par un bloc de supports sur le dessus, qui sont pliés de l'autre côté. Des composants radio ou des conducteurs leur sont soudés. D'autre part, nous mettons des aimants 5x3 mm et collons un carré avec des trous. Du fait que les aimants «collent» aux aimants sous les supports, ils sont très fermement maintenus et ne restent pas sur le terrain.



Ainsi, nous produisons des flans avec deux et trois tampons magnétiques. Soudez ensuite les conducteurs ou les composants radio.



Nous collons des bandes de carton sur le dessus (deux ou trois couches selon la hauteur des pièces) et fermons le tout avec un «couvercle» en carton, sur lequel nous dessinons un marqueur avec un marqueur (conducteur droit, coudé, en T ou élément radio).

En conséquence, nous avons obtenu un tel champ et un ensemble de pièces. Je n'ai pas fabriqué la batterie sous forme de bloc (bien qu'il soit envisagé d'utiliser une tablette 5 V à l'avenir), mais j'ai fabriqué un élément à deux fils auquel 3 batteries sont connectées.



Lors des tests, il s'est avéré que l'ampoule ne s'allumait pas s'il y avait une LED ou une résistance dans le circuit, et la LED ne pouvait pas être utilisée sans résistance (l'odeur du plastique brûlé le montrait clairement). Par conséquent, pour simuler le gameplay, il a été décidé d'assembler un circuit «signal» à partir d'une autre LED et d'une résistance sur une planche à pain, et de simplifier un peu le jeu, ne laissant qu'une seule LED qui doit être «allumée» pour gagner. Cela ne s'est pas avéré critique et cette option est encore plus intéressante, car elle a permis de changer les conditions de départ du jeu. Le jeu "Chain" dans la version de bureau sera également repensé et transféré dans un champ plus grand, avec plusieurs lampes et LED et différentes positions de départ.

Des cartes ont également été préparées pour le jeu, tirant ce que le joueur comprend quel élément il peut utiliser. Vous trouverez ci-dessous la photo finale du jeu, le concepteur de la radio, ainsi que le processus de jeu.

Source: https://habr.com/ru/post/fr394435/