Replika Minivac 601 (Verzia 0.9): 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Súprava Minivac 601 Digital Computer Kit, ktorú vytvoril priekopník teórie informácií Claude Shannon ako vzdelávaciu hračku pre výučbu digitálnych obvodov, bola účtovaná ako elektromechanický digitálny počítačový systém. Produkoval spoločnosť Scientific Development Corporation na začiatku 60. rokov a predal sa za 85,00 dolárov (dnes asi 720 dolárov).

Minivac 601 používal elektromechanické relé ako logické spínače, ako aj pre veľmi základné úložisko. Jednoduché prepínače DPDT a tlačidlá SPDT tvorili binárne vstupy, pričom svetlá predstavujú výstupy. Veľký motorizovaný číselník umožňoval používateľovi zadávať desatinné alebo hexadecimálne čísla a zadávať čísla alebo fungovať ako generátor hodinového signálu. Pre viac informácií o Minivac 601 tu uvádzame niekoľko ďalších referencií:

• Wikipedia
• Centrum výpočtovej histórie
• Počítačový archív časovej osi

Tu uvedený návod je pre repliku Minivacu 601 v plnej veľkosti z roku 1961. Snažil som sa zostať čo najvernejší originálu vzhľadom na technológie a zdroje, ktoré mám k dispozícii. Nemám "vintage" jednotku, takže táto replika bola postavená na základe fotografií a z pôvodných príručiek, ktoré boli k dispozícii online. Tieto príručky som zahrnul do formátu PDF ako súčasť tohto projektu. Tieto súbory som priniesol do miestneho kopírovacieho centra a nechal som ich vytlačiť ako brožúry so špirálovou väzbou, ktoré môžete vidieť vyššie. S výsledkami som naozaj spokojný.

Ako blízko je teda táto replika?

Keďže „rám“pre pôvodný Minivac 601 bol vyrobený z dreva, mám pocit, že som urobil celkom rozumnú reprodukciu. Nie som si istý, z čoho boli vyrobené horné panely, ale tieto repliky sú vytlačené 3D. Pôvodný mal vstavaný transformátor a používal sieťové napájanie. Z bezpečnostných dôvodov som sa rozhodol použiť bežnú „nástennú bradavicu“na 12V, ktorá nahradí „poistku“na paneli napájania 2,1 mm konektorom.

Získavanie elektronických súčiastok bolo celkom jednoduché, ale nájsť diely, ktoré presne zodpovedali vzhľadu originálu, bolo ťažšie. Mal som šťastie, že posuvné prepínače našli v mojom miestnom prebytočnom obchode nejaké, ktoré sa zdali byť takmer totožné. Svetlá, ktoré som našiel v tom istom prebytočnom obchode, nemali správny vzhľad, ale dokázal som pre ne 3D tlačiť „čiapky“, ktoré boli viac v súlade s fotografiami. Nakoniec som získal reléové relé, ktoré nevyzerajú príliš zle a dajú sa ešte lepšie zladiť odstránením priehľadných prachových krytov (rozhodol som sa, že nie). Tlačidlá sú podstatne väčšie ako pôvodné, ale sú ľahko dostupné a robustné prepínače v „arkádovom“štýle, takže som s nimi šiel. Otočný prepínač som navrhol špeciálne pre tento projekt, aby získal veľmi vysoké známky za autentický vzhľad. Podrobnosti nájdete v mojom väčšinou 3D tlačenom rotačnom prepínači.

Najväčšia medzera a dôvod, prečo nazývam túto verziu 0.9, je ten, že funkcia motorizovaného otočného spínača ešte nebola implementovaná. Mal som verziu, ktorá fungovala, ale nebola dostatočne spoľahlivá. Vraciam sa teda k rysovacej doske, ako sa hovorí, aby som to napravil. Otočný prepínač medzitým funguje skvele v manuálnom režime. Medzitým som implementoval signalizačný mechanizmus, ktorý indikuje, kedy je motor „zapojený“a v akom smere by sa mal rotor otáčať. Pri tejto verzii žiadam od operátora motor. Týmto spôsobom je možné vykonávať všetky „experimenty“uvedené v troch príručkách. Po dokončení bude motorizovaná verzia „náhradnou“náhradou iba za panel digitálneho vstupu a výstupu.

Krok 1: Vytlačte diely

Rozlíšenie tlače:.2 mm

Výplň: 20%

Obvody: 5 (Všetky otvory v horných paneloch by mali byť veľmi „robustné“, aby podporovali spájkovanie dielov.)

Vlákno: AMZ3D PLA v čiernej, bielej a červenej farbe

Poznámky: Všetky diely boli vytlačené v PLA bez podpier. Na vytvorenie Minivac 601 budete potrebovať vytlačiť nasledujúce diely:

• 1 Hlavný panel - V závislosti od veľkosti tlačovej plochy môžete hlavný panel vytlačiť ako 1, 2 alebo 4 kusy. Väčšina bude pravdepodobne tlačiť 4 kusy: dolný ľavý a pravý a horný ľavý a pravý. Tlačte čiernou farbou. Nastavil som prestávku na značke 2,20 mm, aby som zmenil vlákno na biele, aby sa vytlačil text panelu.
• 1 binárny výstupný pás - tlačte ako 1 alebo 2 kusy. Tlačte modrou farbou, pozastavte pri 1,20 mm a pre text prepnite na bielu.
• 1 sekundárny skladovací prúžok - vytlačte ako 1 alebo 2 kusy. Tlačte modrou farbou, pozastavte pri 1,20 mm a pre text prepnite na bielu.
• 1 binárny vstupný prúžok - tlačte ako 1 alebo 2 kusy. Tlačte modrou farbou.
• 1 Panel desatinných vstupov a výstupov - Tlačte čiernobielo, pozastavte pri 2,20 mm a prepnite na biely text.
• 1 Napájací panel - Tlačte čiernobielo, pozastavte pri 2,20 mm a prepnite na biely text.
• 1 Pás napájacieho panela - tlačte modro, pozastavte pri 1,20 mm a pre text prepnite na bielu.
• 13 Kryt svetla (voliteľné) - Vytlačil som ich červenou farbou, aby zakryl svetlá, ktoré som získal, aby vyzerali viac ako originál.
• 6 Reléová základňa (voliteľné) - Predpokladám, že relé z iného zdroja sa budú vo svojich montážnych konfiguráciách líšiť, takže som na hlavný panel vložil obdĺžnikové otvory pre relé a vytlačil tieto vložky pre relé, ktoré som použil. Mali by sa jednoducho prichytiť k hlavnému panelu.
• 1 Indikátory smeru motora - tlačte červenou farbou a pozastavte pri 0,60 mm a prepnite na čierny text.

Následná tlač: Nainštalujte modré pásy do príslušných otvorov na rôznych paneloch podľa vyššie uvedených obrázkov. Použil som malé množstvo Ultra Gel Super Glue, aby ich držal na svojom mieste. Pri pásoch, ktoré ich majú, skontrolujte, či sú otvory pre nity zarovnané.

Krok 2: Zostavte krabicu

Rám konzoly som laserom vyrezal z jedného kusu preglejky s rozmermi 1/8 palca 2 x 4 stopy. V prílohe nájdete použitý rezaný súbor. Hrubú polohu každého kusu v ráme nájdete na vyššie uvedených výkresoch. Červené sú najvyššie vonkajšie kusy, modré sú mierne kratšie vo zvislých podperách a žlté vo vodorovných podperách. Kusy boli väčšinou prilepené na mieste asi 1/2 štvorcovými hmoždinkami a kvôli pevnosti bolo pridaných niekoľko bradových klincov.

Na určenie presného umiestnenia nosných prvkov rámu som použil tlačené panely z predchádzajúceho kroku. Po dokončení by hlavné, výkonové a desatinné vstupno-výstupné panely mali zapadnúť do rámu a byť dobre podopreté modrou a žltou podperou. Pravdepodobne budete musieť trochu obrúsiť okraje niektorých panelov, aby sa zmestili.

Keď som skončil, konzolu som namaľoval svetlo modrou farbou blízkou originálu.

Krok 3: Najnáročnejšia časť stavby

Prepáč, nemohol som odolať! Na stavbu modelu Minivac 601 musíte na predné panely pridať veľa malých nitov (podľa môjho počtu 388) spolu so zodpovedajúcimi spájkovacími očkami na zadnej strane. Nity alebo očká poskytujú miesto na vloženie a pripojenie prepojovacích drôtov používaných na vytváranie obvodov a spájkovacie očká vám umožňujú pripevniť nity na spínače, svetlá a podobne. Tu sú diely, ktoré som použil (s pridaním niekoľkých náhradných dielov):

• Plochý konektor 400 s hladkým okrajom s koncovkou-číselný kód Digi-kľúč 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 mm) očká mosadzné, pocínované-číselný kľúč Digi číslo 36-35-ND

Neboli lacné, ale som si istý, že v zahraničí ich môžete získať za lepšiu cenu, ak ste ochotní počkať na odoslanie (bol som príliš netrpezlivý). Okrem toho budete potrebovať nástroj na nastavenie nitov. Od Amazonu som kúpil nasledujúce (pozri obrázky vyššie):

CRAF ™ More Grommet Tool Nastavovač očiek a dierkovača Strihač kovadliniek a dier na aplikáciu drobných priechodiek 0,08 "(2 mm) a 0,12" (3 mm)

Pri nastavovaní očka som vyrobil prípravok, aby panel, na ktorom som pracoval, zostal na úrovni (pozri vyššie). Zahrnul som rezaný súbor pre prípravok, ktorý bol vyrobený z preglejky 1/8 palca a nejaké zvyškové rezivo pre stúpačky. Vystrihnite dva štvorce rovnakej veľkosti, jeden s priloženým otvorom a jeden bez neho, a prilepte ich k sebe. Keď je sedadlo v diere, pridajte stúpačky tak, aby boli na úrovni hornej časti kovadliny.

Nýt nastavíte tak, že ho zatlačíte cez otvor v prednej časti panelu dozadu. Na vyčnievajúci nit umiestnite malý otvor spájkovacieho očka. Nastavte hlavu nitu na stred kovadliny (zadná strana panelu by mala smerovať nahor). Vložte hriadeľ nastavovača nitov (nazývaný kladivo) do otvoru na nit a keď je všetko zarovnané, niekoľkokrát klepnite na kladivo malou paličkou. Spájkovacie očko by teraz malo byť pevne pripevnené k panelu a otvor pre nity by mal byť voľný. Opakujte ešte 387 -krát. Ver mi, v tomto budeš veľmi dobrý!

Na obrázku vyššie je zadná strana panelu desatinných vstupov a výstupov so všetkými nainštalovanými nitmi a okami. Ak chcete zistiť optimálnu orientáciu spájkovacích očiek pre ostatné panely, pozrite si niektoré z nasledujúcich obrázkov v tomto návode.

Krok 4: Zaobstarajte si diely

Hlavné komponenty použité v tejto zostave Minivac 601 sú nasledujúce:

• 13 12V žiarovky na panel - našiel som ich v miestnom prebytočnom obchode za pár dolárov za kus. Majú montážny priemer asi 15 mm.
• 7 DPDT posuvné prepínače na panel - Opäť nájdené v prebytočnom obchode lacno. Upevňovacie otvory by mali byť od seba vzdialené 28 mm od stredu k stredu a sú namontované pod panelmi. Nájsť tie s červenými posúvačmi, ktoré zodpovedajú originálu, bol bonus. Na ich zaistenie som použil skrutky M3 x 8 mm s maticami.
• 6 SPDT tlačidlových spínačov na panel-Digi-Key číslo dielu 1568-1476-ND (červený).
• 6 12V DPDT relé-NTE Electronics R14-11D10-12 séria R14 univerzálne DC relé od Amazonu
• 1 napájací konektor na panel - Ten by mal zodpovedať zástrčke akéhokoľvek 12V 2A transformátora „na stenu“, ktorý si vyberiete pre tento projekt.
• 1 Otočný prepínač - Na vytvorenie otočného prepínača použite inštruovateľný, väčšinou 3D tlačený otočný prepínač, ale použite na to tu poskytnuté súbory STL. Tieto súbory poskytujú skutočný 4 mm hriadeľ (namiesto 1/8 palca) a pridal som nastavovacie skrutky pre diely rotora a gombíka.
• 1 Vypínací spínač - Na vytvorenie vypínacieho spínača použite inštruovateľný uzatvárací spínač na báze solenoidu.

Krok 5: Vyplňte panel napájania

Potrebné ďalšie diely:

• 1 regulátor napätia 12 V - použite súčiastku T7812 s napätím 2 A alebo lepším.
• 1, 33 uF kondenzátor
• 1, 1 uF kondenzátor (voliteľné)

Začnite namontovaním svetla, posuvného spínača a napájacieho konektora na panel, ako je to na prvom obrázku vyššie. Na napájanie Minivacu 601 som použil 12V napäťový regulátor, ktorý som „mŕtvo zabušil“na spodnú stranu panelových komponentov. Podrobnosti nájdete na schéme a obrázkoch vyššie. Po dokončení zapojenia napájania by ste mali mať možnosť zapojiť transformátor a rozsvietiť sa svetlo panelu. Multimetrovým testom získate 12 V hodnoty z bodov + a - na modrom napájacom páse.

Poznámky k napájaciemu panelu:

• Napájací panel som postavil predtým, ako som začal používať spájkovacie očká, takže konštrukcia bola trochu iná. V tomto prípade som nity „zabalil“holým medeným drôtom 22 AWG a potom som ich umiestnil na miesto pomocou nákovy a kladiva. V prípade Matrixu to funguje celkom dobre, ale proces balenia bol dosť únavný. Ak by som to mal urobiť znova, použil by som spájkovacie očká.
• Napájací zdroj je pripojený k bodom + a - rozvodky na paneli. Okrem toho je k dispozícii malý molex konektor na pripojenie bodov rozvodky z hlavného panela. To umožňuje jednoduchú demontáž všetkých panelov z dôvodu údržby.
• Zatiaľ je odizolovaný ďalší pár napájacích vodičov, ktorý môžem použiť pre motor s otočným spínačom verzie 1.0.

Krok 6: Vyplňte hlavný panel

Pripravte si spájkovacie očká otáčaním každého páru očiek na hlavnom paneli smerom k sebe (pomocou nitu ako čapu), kým sa veľké otvory navzájom nezrovnajú. Konce zarovnaných ôk opatrne ohnite o niekoľko stupňov (dobre na to slúžia malé ihlové kliešte). Na základe vyššie uvedených fotografií určte optimálnu orientáciu pre každé oko.

Namontujte svetlá, relé, posuvné a tlačidlové spínače na hlavný panel ako na prvom obrázku vyššie. Posuvné prepínače sú pripevnené skrutkami a maticami M3 x 8 mm. Pomocou vyššie uvedených fotografií ako sprievodcu opatrne spájkujte namontované diely k očkám pomocou krátkych dĺžok 22 AWG prípojného drôtu (použil som pevné jadro). Nity pre každú časť sú celkom dobre označené, čo majú robiť v prípade, že máte ťažkosti s zisťovaním prípojok z obrázkov.

Pripojte všetky očká + predlžovacej lišty k sebe a všetky - predlžovacie koncovky dohromady a ponechajte dostatok ďalšieho drôtu na ich pripojenie k napájaciemu panelu. Na uľahčenie demontáže na údržbu som v prípade potreby použil malé konektory molex.

UPOZORNENIE: Pri spájkovaní očiek plast okolo zodpovedajúceho nitu celkom zmäkne. Pri spájkovaní drôtu k očku a asi 10 sekúnd potom nevyvíjajte žiadny tlak na očko v žiadnom smere. Pokúste sa minimalizovať čas, počas ktorého sa pri spájkovaní vodičov s očkami aplikuje teplo. Zaistite, aby spájka spájala drôt a obe spájkovacie očká.

Krok 7: Vyplňte desatinný vstupno-výstupný panel

POZNÁMKA: Nová motorizovaná verzia otočného spínača bola publikovaná ako inštrukcia. Prosím použite:

Motorový otočný spínač Minivac 601 (verzia 1.0)

namiesto tohto kroku (pokiaľ nie ste spokojní s jednoduchšou manuálnou verziou tu uvedenou).

Potrebné ďalšie diely:

• 2 5 mm LED - tieto boli mimo moju nevyžiadanú schránku, takže si nie som istý, aké bolo napätie.
• 1 odpor (voliteľný) - Použil som odpor 3,1 K Ohm a zdá sa, že funguje dobre s napájaním 12V.
• 1 Hriadeľ 4 mm - použil som klavírny drôt. Musí mať dĺžku najmenej 45 mm.

Pred spustením tohto panelu urobte z väčšinou otočného spínača 3D tlačiarne a vypínača na báze solenoidu pokyny. Tiež pripravte spájkovacie očká ako v predchádzajúcom kroku.

Prilepte teleso otočného spínača k zadnej časti desatinného vstupno-výstupného panelu a dávajte pozor, aby bol otvor v spodnej časti tela zarovnaný so stredovým otvorom panelu. Tiež sa uistite, že jazýčkové spínače sú zarovnané presne medzi 16 pármi spájkovacích očiek po obvode spínača.

Prilepte vypínač na zadnej strane a na druhom obrázku vyššie.

Vyvŕtajte dva ďalšie 5 mm otvory do desatinného vstupno-výstupného panelu tesne pod textom ARM. Mali by byť od seba vzdialené 14 mm od stredu k stredu a zarovnané s kruhovými šípkami na štítku indikátorov smeru motora. „Mŕtva chyba“zapojí diódy LED dohromady podľa vyššie uvedeného obvodu a uistite sa, že stredy diód LED sú od seba vzdialené 14 mm, a prilepte ich k zadnej časti panelu do otvorov, ktoré ste práve vyvŕtali. Mali by byť zasadené iba čiastočne do otvorov. Prilepte štítok indikátorov smeru motora k prednej časti panelu, ako je to znázornené na obrázku vyššie, a zakryte otvory.

Drôt v otočnom spínači. Najprv odstráňte dostatočnú izoláciu z drôtu s plným jadrom 22 AWG, aby sa holá meď úplne omotala okolo telesa otočného spínača a zostali najmenej 3 palce izolovaného drôtu. Holý drôt opatrne spájkujte so spodnými vodičmi všetkých 16 jazýčkových spínačov, ktoré ich spájajú. Mali by ste začať a skončiť v polohe znázornenej žltým vodičom na obrázku 3 vyššie, aby bolo možné drôt pripevniť k spájkovaciemu očku ARM panelu. Pri krátkych vodičoch 22 AWG pripojte horný vodič z každého jazýčkového spínača k zodpovedajúcemu spájkovaciemu očku (zelené vodiče vyššie). Tieto spojenia vyžadujú trochu jemného dotyku, aby sa plast neroztavil.

Na základe fotografií zapojte vypínač a LED diódy pre indikátory smeru pohybu.

Zatlačte matice M3 do otvorov v spodnej časti otočného spínača a hornej časti rotačného spínača. Do týchto matíc priskrutkujte po stranách štyri skrutky M3 x 8 mm, až kým sa nedostanú do otvoru hriadeľa, aby slúžili ako nastavovacie skrutky. Vezmite 4 mm hriadeľ a pomocou nastavovacích skrutiek pripevnite otočný gombík na jeden koniec. Zasuňte hriadeľ s gombíkom pripevneným z hornej časti desatinného vstupno-výstupného panelu stredovým otvorom, kým nebude gombík asi 2 mm nad panelom. Zo zadnej strany panelu posuňte rotor dole po hriadeli do telesa otočného spínača, pokiaľ to pôjde, ale nie príliš pevne. Zarovnajte gombík tak, aby ukazoval rovnakým smerom ako spodný magnet rotora, potom utiahnite nastavovacie skrutky rotora. Otočný spínač by sa mal voľne otáčať so „zarážkami“na každom zo 16 čísel.

Krok 8: Konečná montáž

Pripojte obývané panely k rámu konzoly. Použil som pásy na suchý zips, aby som ich držal na mieste, aby som ich mohol v prípade potreby vysunúť a vykonať údržbu. Veďte káble z napájacieho panela na ďalšie miesta na modrom rozvodnom kábli. Cez zvislé podpery som vyvŕtal niekoľko otvorov na vedenie drôtov. Na obrázku vyššie je kábel, ktorý som na to použil pomocou konektorov Molex. Zapnite Minivac 601 a pomocou multimetra otestujte, či sú všetky body + a - na modrom napájacom páse zaregistrované ako 12V.

Krok 9: Vytvorte prepojovacie káble

Minivac 601 „naprogramujete“zapojením vodičov do nitovacích bodov pre rôzne súčiastky, čím vytvoríte obvody. Na vytvorenie týchto drôtových konektorov budete potrebovať nasledujúce diely:

• 100 konektorov na tupo s koncovkou 22-16-Hilitchi 100ks 22-16 spojok na tupo izolované spojovacie svorky Konektory na krimpovanie elektrických vodičov od Amazonu
• 100 kužeľových čapov - číslo dielu Spaenaur 239-497
• 75 stôp (približne) 20 mm zapojovacieho drôtu AWG

Vyžaduje sa tiež krimpovací nástroj pre konektory. Kúpil som nasledujúce:

Ráčnový drtič koncových káblov Titan 11477 od Amazonu

Vytvoril som prepojovacie káble v 3 dĺžkach, 8, 16 a 24 palcov. Použil som 3 rôzne farby žltej, červenej a modrej, aby bola identifikácia jednoduchšia a pretože to urobil aj originál. Vyrobil som po 20 z 8 (žltých) a 16 (červených) palcov a 10 z 24 (modrých) palcových drôtov. Na niektoré pokročilejšie experimenty budete možno potrebovať viac.

Použite konektory na tupo a pomocou krimpovacieho nástroja na konce každého drôtu pripevnite kužeľový kolík. Koniec kužeľového kolíka s väčším priemerom sa zasunie do konektora. Pozrite sa na obrázok vyššie. Zistil som, že k nitom som získal pevnejšie spojenie, ak som kužeľový kolík vložil pred zalisovaním iba asi 1/2 cesty do tupého konektora (odkryl časť kužeľa s mierne väčším priemerom). Zdá sa, že to neovplyvnilo kvalitu zvlnenia.

Krok 10: Testovanie

Teraz by ste mali mať všetko, čo potrebujete na testovanie jazdy na Minivac 601. Navrhoval by som, aby ste najskôr zapli jednotku a pracovali na „experimentoch“rozložených v 3 vynikajúcich príručkách. Napriek veľkému počtu pripojení, ktoré tvoria Minivac 601, je to stále veľmi jednoduché zariadenie. Okrem občasného zlého spájkovacieho spoja nie je veľa vecí, ktoré by sa mohli pokaziť.

Na obrázku vyššie, variant experimentu 9, relé 2 Minivacu je „naprogramované“tak, aby fungovalo ako západka. Klepnutím na druhé tlačidlo sa aktivuje relé a rozsvieti sa kontrolka 2. Svetlo zostane rozsvietené aj po uvoľnení tlačidla. Stlačením tretieho tlačidla sa relé uvoľní a svetlo zhasne.

Krok 11: Záverečné myšlienky

Projekty, na ktorých som v poslednej dobe pracoval, sa riadia rovnakým vzorom:

• Sú to repliky skvelých počítačových hračiek a zariadení zo 60. rokov.
• Majú obrovskú vzdelávaciu hodnotu.
• Predstavte jedinečný a pozoruhodný dizajn.
• Vzhľadom na svoj vek sa stali vzácnymi, a preto drahými a ťažko dostupnými.
• A čo je najdôležitejšie, oni a ich dizajnéri si zaslúžia pripomenutie a ocenenie.

Minivac 601 skontroluje všetky tieto políčka a potom niektoré. Medzi Minivac 601 a nasledujúcim výrobkom Minivac 6010, ktorý bol predaný do spoločností, sa veľa ľudí dozvedelo o digitálnych obvodoch a počítačových koncepciách.

Skutočne veľmi cool zariadenie, ktoré stojí za zapamätanie.