"Listrik dalam kotak" atau bagaimana saya membuat desainer elektronik dari bahan improvisasi

Gagasan menciptakan perancang elektronik membuat saya bersemangat untuk waktu yang lama. Sebagai seorang anak, saya memiliki desainer ECON-1 dan ingin membuat sesuatu yang serupa, tetapi pada tingkat modern. Seorang penikmat aturan bola di pasar, ada juga contoh desainer modular di luar negeri, tetapi harga dan tingkat tidak enak dipandang.

Di sisi lain, ada perkembangan menarik di Uni Soviet (salah satunya tinggal di Jerman dan masih diproduksi).

Saya juga menginginkan sesuatu yang "hangat" dalam bahan, seperti kayu. Pada tahun 2014, ide kubus elektronik lahir sebagai bagian dari proyek SIMPLICITY , yang pada tahun 2015 bahkan menerima hadiah dari AIDT untuk ide tersebut di salah satu tahap kualifikasi dari Startup Tour.



Juga pada saat ini saya datang dengan permainan papan logis "Circuit", yang memungkinkan saya untuk bermain "sirkuit listrik". Game bisabebas mengunduh dan mencetak tautan .

Waktu berlalu. Kubus harus disisihkan, karena harga magnet dari daya yang dibutuhkan membuatnya cukup mahal. Permainan "Chain" menunggu gilirannya dalam finalisasi.


Pada 2016, saya memutuskan untuk kembali ke proyek dan “mengeluarkan” kubus. Gagasan pertama adalah menggunakan kubus yang sama, tetapi untuk membuat pengencang seperti kontak pegas dan merekatkan bidang dengan sel-sel dari karton di dinding tempat kontak akan ditempatkan:



Desainnya rumit, dan karena kekakuan dinding yang rendah, kubus tidak memberikan kualitas kontak yang diinginkan.

Pemikiran teknik bergerak. Penyimpangan kecil pada pilihan material. Anda bisa mengatakan mengapa saya tidak menggunakan pencetakan 3D atau pemotongan laser? Jawabannya sederhana - saya tidak memiliki printer 3D (lebih tepatnya, tidak ada tempat untuk meletakkannya di apartemen), dan pemotongan waras terdekat untuk harga dan kualitas terletak 500 kilometer dari kota saya. Bahkan menemukan kayu lapis tipis ternyata menjadi pencarian yang tidak realistis, belum lagi model khusus. Plus, untuk waktu yang lama saya ingin mencoba materi yang akrab bagi penggemar permainan - kardus.

Opsi kedua adalah menerapkan metode yang sudah saya gunakan sebelumnya ketika merancang Scratchduino - yaitu, 2,5 pemodelan blok desainer sendiri dan magnet untuk pengikat. Metode ini tidak memerlukan magnet mahal yang kuat, dan di rumah saya memiliki stok magnet silinder 5 mm dengan ketinggian berbeda (2 dan 3 mm).

Diputuskan untuk memulai dengan membuat analog “fisik” dari game Board “Chain”, karena hanya membutuhkan bidang 4x4, dan setelah mengumpulkan semua “kerucut”, membuat bidang perakitan lebih besar (setidaknya 4x6, dan lebih disukai 6x8).

Ada satu pertanyaan lagi - dari mana membuat kontak. Yang ideal adalah strip tembaga. Masalah yang ideal adalah di mana mendapatkannya. Selain itu, tembaga bersifat non-magnetik dan akan perlu untuk menempatkan magnet pada bidang dan blok. Mengingat bahwa untuk penempatan di bawah kontak, akan perlu memiliki magnet yang lebih kuat (dan ini berarti dan waktu untuk transfer), pencarian untuk bahan yang sesuai terus berlanjut. Dan matanya tertuju pada staples untuk stapler. Rumah-rumah memiliki kurung dengan ukuran yang berbeda, mereka terbuat dari baja (yaitu, mereka membawa arus dan magnet) dan ada banyak dari mereka.

Akibatnya, daftar komponen yang diperlukan ditentukan - staples untuk stapler No. 35 (26/6 1 bungkus), magnet neodymium C-5x2-N35 dan C-5x3-N35 dengan lapisan nikel (konduktor arus), kardus (kardus mikrokorugasi yang tersisa dari kemasan di bawah foto dan kotak), kawat, solder, LED, resistor, bola mikro, dioda dan tombol. Diputuskan untuk menggunakan lem PVA untuk menempelkan bagian-bagian, dan untuk meninju lubang untuk magnet pukulan lubang biasa muncul.

Bahan ditentukan, dimensi juga (sel 40x40 mm, blok 38x38 mm) dan proses langsung telah dimulai.

Lapangan adalah selembar karton yang ditandai dalam kotak 40x40 mm, tepi lateral yang “tersangkut” secara terpusat oleh blok kurung.



Saya mengambil staples sama seperti untuk balok, tetapi segera membuat kesalahan pertama. Saya tidak melihat bahwa kurung dilapisi di atasnya dengan bahan yang tidak konduktif dan karenanya harus dilindungi kemudian. Saya juga mencoba menyinari mereka (yang tidak bekerja dengan baik) dan ukuran kurung harus diambil lebih besar agar tidak bergantung pada kesalahan pembuatan blok. Jika Anda memutuskan untuk mengulangi desain ini, ambil staples dengan lebar sekitar 20 mm dan buat balok selebar 1 cm,

staples dimasukkan ke dalam slot kardus dan bengkok dari belakang. Dalam foto tersebut, kabel samping diperlukan untuk "meniru" bus umum dari papan permainan "Chain" dan dalam versi final perancang akan digantikan oleh balok.

Jadi, sebagai hasil dari kerja keras ini, kami mendapatkan bidang dengan bantalan kontak, yang mana magnet kontak kami termagnetisasi dengan baik.

Sekarang perlu membuat blok sendiri dengan konduktor dan komponen radio. Masalahnya adalah bahwa dalam permainan papan ada elemen dengan persimpangan berbentuk silang dan konduktor silang, dan tidak mungkin untuk memastikan kontak semua 4 magnet (ingat berapa banyak titik yang dilalui pesawat). Oleh karena itu, diputuskan untuk meninggalkan blok tersebut dan membuat elemen berbentuk T maksim. Untuk elemen persimpangan, saya berencana untuk menggunakan jembatan kawat khusus di masa depan.

Blok itu sendiri terdiri dari tiga kotak kardus berukuran 38x38 mm. Rata-rata, lubang dibuat untuk magnet dan slot untuk kurung. Kotak kedua dengan hanya slot untuk staples yang dilem di atasnya untuk lem PVA. Setelah itu, sebuah magnet kecil berukuran 5x2 mm dipasang di dalam lubang, dan ditutup oleh blok braket di atasnya, yang ditekuk di sisi lain. Komponen atau konduktor radio disolder kepada mereka. Di sisi lain, kami menempatkan magnet 5x3 mm dan merekatkan persegi dengan lubang. Karena fakta bahwa magnet "menempel" ke magnet di bawah kurung, mereka sangat erat dipegang dan tidak tetap di lapangan.



Dengan demikian, kami memproduksi kosong dengan dua dan tiga bantalan magnet. Kemudian solder konduktor atau komponen radio.



Kami merekatkan strip karton di atas (dua atau tiga lapisan tergantung pada ketinggian bagian) dan menutup semuanya dengan "tutup" kardus, di mana kami menggambar spidol dengan spidol (konduktor lurus, miring, berbentuk T atau elemen radio).

Sebagai hasilnya, kami hanya memiliki bidang dan seperangkat bagian seperti itu. Saya tidak membuat baterai dalam bentuk blok (meskipun ada ide untuk menggunakan tablet 5 V di masa depan), tetapi saya membuat elemen dengan dua kabel yang terhubung dengan 3 baterai.



Selama pengujian, ternyata bohlam tidak menyala jika ada LED atau resistor di sirkuit, dan LED tidak dapat digunakan tanpa hambatan (bau plastik terbakar jelas menunjukkan ini). Oleh karena itu, untuk mensimulasikan gameplay, diputuskan untuk merakit sirkuit "sinyal" dari LED lain dan resistor pada papan tempat memotong roti, dan menyederhanakan permainan sedikit, hanya menyisakan satu LED yang perlu "menyala" untuk menang. Ini ternyata tidak kritis dan opsi ini bahkan lebih menarik, karena memungkinkan perubahan kondisi awal permainan. Gim "Chain" dalam versi desktop juga akan dirancang ulang dan ditransfer ke bidang yang lebih besar, dengan beberapa lampu dan LED dan berbagai posisi awal.

Kartu juga disiapkan untuk permainan, menarik yang pemain mengerti elemen mana yang bisa dia gunakan. Di bawah ini adalah foto terakhir dari permainan, perancang radio, serta proses permainan.

Source: https://habr.com/ru/post/id394435/