"Eletricidade nas praças" ou como fiz um designer eletrônico com materiais improvisados

A idéia de criar um designer eletrônico despertou meus pensamentos por um longo tempo. Quando criança, eu tinha um designer ECON-1 e queria criar algo semelhante, mas em um nível moderno. Um conhecedor domina a bola no mercado; também existem exemplos de designers modulares no exterior, mas o preço e a taxa não são agradáveis ​​aos olhos.

Por outro lado, houve desenvolvimentos interessantes na URSS (um deles vive na Alemanha e ainda está sendo produzido).

Eu também queria algo “quente” em materiais, como madeira. Em 2014, nasceu a ideia de cubos eletrônicos, como parte do projeto SIMPLICITY , que em 2015 até recebeu um prêmio da AIDT pela ideia em uma das etapas de qualificação do Startup Tour.



Também nessa época, criei o jogo de tabuleiro lógico "Circuit", que me permitia jogar "circuitos elétricos". Jogo podelivre para baixar e imprimir o link .

O tempo passou. Os cubos tiveram que ser retirados, uma vez que o preço dos ímãs da potência necessária os tornava bastante caros. O jogo "Chain" esperou sua vez na finalização.


Em 2016, decidi voltar ao projeto e "retirar" os cubos. A primeira idéia era usar os mesmos cubos, mas fazer fixações de acordo com o tipo de contatos de mola e colar um campo com células do papelão, nas paredes nas quais os contatos estariam localizados:



O design era complicado e, devido à baixa rigidez das paredes, os cubos não davam a qualidade de contato desejada.

O pensamento de engenharia seguiu em frente. Uma pequena digressão na escolha do material. Você pode razoavelmente dizer por que não usei impressão 3D ou corte a laser? A resposta é simples - eu não tenho uma impressora 3D (mais precisamente, não há onde colocá-la no apartamento), e o corte mais próximo para o preço e a qualidade está localizado a 500 quilômetros da minha cidade. Até encontrar madeira compensada fina acabou sendo uma busca irrealista, sem mencionar uma modelo especial. Além disso, por muito tempo eu quis experimentar o material familiar para os fãs de jogos de tabuleiro - papelão.

A segunda opção foi aplicar o método que eu já usei anteriormente ao projetar o Scratchduino - ou seja, modelar a versão 2.5 do designer e os próprios blocos e ímãs para fixação. Este método não exigia ímãs poderosos e caros, e em casa eu tinha um estoque de ímãs cilíndricos de 5 mm de diferentes alturas (2 e 3 mm).

Também foi decidido começar fazendo um análogo "físico" do jogo de tabuleiro "Cadeia", uma vez que exigia apenas um campo 4x4 e, depois de coletar todos os "cones", aumentava o campo de montagem (pelo menos 4x6 e, de preferência, 6x8).

Havia mais uma pergunta - do que fazer contatos. O ideal é uma tira de cobre. O problema do ideal é onde obtê-lo. Além disso, o cobre não é magnético e seria necessário colocar ímãs no campo e nos blocos. Dado que para a colocação sob os contatos, seria necessário ter ímãs mais poderosos (e isso significa tempo e tempo para a transferência), a busca por material adequado continuou. E seus olhos caíram nos grampos para o grampeador. As casas tinham suportes de tamanhos diferentes, eram de aço (ou seja, carregavam corrente e magnetizadas) e havia muitos deles.

Como resultado, foi determinada a lista de componentes necessários - grampos para o grampeador nº 35 (26/6 1 pacote), ímãs de neodímio C-5x2-N35 e C-5x3-N35 com revestimento de níquel (corrente condutora), papelão (papelão microcorrugado deixado na embalagem) sob fotos e caixas), fio, solda, LED, resistor, micro-lâmpada, diodo e botão. Decidiu-se usar cola PVA para colar as peças e, para fazer furos para ímãs, surgiu um furador comum.

Os materiais são determinados, as dimensões também (célula 40x40 mm, bloco 38x38 mm) e o processo direto foi iniciado.

O campo é uma folha de papelão marcada em quadrados de 40x40 mm, cujas bordas laterais são “presas” no centro por um bloco de suportes.



Peguei os grampos da mesma forma que os blocos, mas imediatamente cometi o primeiro erro. Não vi que os suportes fossem revestidos por cima com um material não condutor e, portanto, tivessem que ser protegidos mais tarde. Também tentei irradiá-los (o que não deu muito certo) e o tamanho dos suportes deve ser aumentado para não depender dos erros de fabricação dos blocos. Se você decidir repetir esse desenho, pegue os grampos com cerca de 20 mm de largura e faça um bloco com 1 cm de largura.Os

grampos foram inseridos nas fendas do papelão e dobrados por trás. Na foto, os fios laterais são necessários para "imitar" o barramento comum do jogo de tabuleiro "Chain" e na versão final do designer serão substituídos por blocos.

Assim, como resultado desse trabalho meticuloso, obtemos um campo com pastilhas de contato, nas quais nossos ímãs de contato são bem magnetizados.

Agora era necessário fabricar os blocos com condutores e componentes de rádio. O problema também era que no jogo de tabuleiro havia elementos com uma interseção em forma de cruz e condutores cruzados, e era impossível garantir o contato de todos os 4 ímãs (lembre-se de quantos pontos o avião passa). Portanto, decidiu-se abandonar esses blocos e criar um máximo de elementos em forma de T. Para cruzar elementos, pretendo usar pontes de arame especiais no futuro.

O bloco em si consiste em três quadrados de papelão medindo 38x38 mm. Em média, foram feitos orifícios para ímãs e slots para suportes. Um segundo quadrado com apenas slots para grampos é colado em cima dele para cola PVA. Depois disso, um pequeno ímã de 5x2 mm é instalado no orifício e fechado por um bloco de suportes na parte superior, dobrados do outro lado. Os componentes ou condutores de rádio são soldados a eles. Por outro lado, colocamos ímãs 5x3 mm e colamos um quadrado com furos. Devido ao fato de os ímãs "grudarem" nos ímãs sob os suportes, eles são muito bem presos e não permanecem no campo.



Assim, produzimos espaços em branco com duas e três almofadas magnéticas. Em seguida, solde os condutores ou os componentes de rádio.



Colamos tiras de papelão no topo (duas ou três camadas, dependendo da altura das peças) e fechamos tudo com uma “tampa” de papelão, na qual desenhamos um marcador com um marcador (condutor reto, angular, em forma de T ou elemento de rádio).

Como resultado, obtivemos exatamente esse campo e um conjunto de peças. Eu não fiz a bateria na forma de um bloco (embora exista uma ideia de usar um tablet de 5 V no futuro), mas fiz um elemento com dois fios aos quais três baterias estão conectadas.



Durante o teste, a lâmpada não acendeu se houvesse um LED ou resistor no circuito, e o LED não pôde ser usado sem resistência (o cheiro de plástico queimado mostrou isso claramente). Portanto, para simular a jogabilidade, foi decidido montar um circuito de "sinal" de outro LED e um resistor em uma tábua de pão e simplificar um pouco o jogo, deixando apenas um LED que precisa estar "aceso" para vencer. Isso acabou não sendo crítico e essa opção é ainda mais interessante, pois permitiu alterar as condições de partida do jogo. O jogo "Chain" na versão desktop também será redesenhado e transferido para um campo maior, com várias lâmpadas e LEDs e várias posições iniciais.

Cartas também foram preparadas para o jogo, puxando o que o jogador entende qual elemento ele pode usar. Abaixo está a foto final do jogo, o designer de rádio, bem como o processo do jogo.

Source: https://habr.com/ru/post/pt394435/