Replika Minivac 601 (verzija 0.9): 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Minivac 601 Digital Computer Kit, koji je stvorio pionir teorije informacija Claude Shannon kao obrazovna igračka za podučavanje digitalnih sklopova, bio je naplaćen kao elektromehanički digitalni računalni sustav. Proizvela ga je Scientific Development Corporation početkom 60 -ih, a prodala se za 85,00 USD (danas oko 720 USD).

Minivac 601 koristio je elektromehaničke releje kao logičke prekidače, kao i za vrlo jednostavno skladištenje. Jednostavni prekidači DPDT i tipke SPDT čine binarne ulaze, sa svjetlima koja predstavljaju izlaze. Veliki motorizirani brojčanik korisniku je omogućio unos decimalnih ili heksadecimalnih brojeva te izlazne brojeve ili da djeluje kao generator takta. Za više informacija o Minivac 601 evo nekoliko dodatnih referenci:

• Wikipedija
• Centar za računalnu povijest
• Računalna arhiva vremenske linije

Ovdje prikazani Instructable služi za repliku Minivac 601 u punoj veličini iz 1961. Pokušao sam ostati što vjerniji izvorniku s obzirom na tehnologije i resurse koji su mi dostupni. Nemam "vintage" jedinicu pa je ova replika izrađena na temelju fotografija i iz izvornih priručnika koji su bili dostupni na internetu. Uključio sam ove priručnike u PDF formatu kao dio ovog projekta. Donio sam te datoteke u lokalni centar za kopiranje i dao ih ispisati kao knjižice sa spiralnim uvezom koje možete vidjeti gore. Zaista sam zadovoljan rezultatima.

Pa koliko je blizu ova replika?

Budući da je "okvir" za originalni Minivac 601 izrađen od drveta, osjećam da sam napravio prilično razumnu reprodukciju. Nisam siguran od čega su izrađene gornje ploče, ali ove su replike 3D ispisane. Izvornik je imao ugrađeni transformator i koristio je električno napajanje. Odlučio sam se koristiti uobičajenu "zidnu bradavicu" od 12 V iz sigurnosnih razloga zamijenivši "osigurač" na ploči za napajanje utičnicom za napajanje od 2,1 mm.

Dobivanje elektroničkih dijelova bilo je prilično jednostavno, no pronalaženje dijelova koji su se točno slagali s izgledom originala bilo je teže. Imao sam sreće na kliznim prekidačima pronašavši neke u mojoj lokalnoj trgovini viškova koji izgledaju prilično identično. Svjetla koja sam pronašla u istoj trgovini viškova nisu imala pravi izgled, ali uspjela sam im 3D ispisati "kape" koje su više odgovarale fotografijama. Na kraju sam nabavio releje koji ne izgledaju tako loše, a mogli bi se još bolje uskladiti uklanjanjem prozirnih pokrova za prašinu (odlučio sam da to ne želim). Gumbi su znatno veći od originala, ali su lako dostupni i robusni prekidači u "arkadnom" stilu pa sam krenuo s njima. Rotirajući prekidač dizajnirao sam posebno za ovaj projekt tako da dobiva prilično visoke ocjene za autentičan izgled. Za detalje pogledajte moj Upućivanje na rotacijski prekidač s uglavnom 3D ispisom.

Najveći jaz, i razlog zašto zovem ovu verziju 0.9, je taj što funkcija motoriziranog okretnog prekidača još nije implementirana. Imao sam verziju koja je tako funkcionirala, ali nije bila dovoljno pouzdana. Pa se vraćam na ploču za crtanje kako kažu da se to popravi. U međuvremenu okretni prekidač odlično radi u ručnom načinu rada. Tako sam u međuvremenu implementirao signalni mehanizam koji pokazuje kada je motor "uključen" i u kojem smjeru rotor treba okrenuti. Za ovu verziju tražim od operatera da bude motor. Na taj se način mogu izvesti svi "pokusi" navedeni u tri priručnika. Po dovršetku motorizirana verzija bit će "drop-in" zamjena samo za ploču za digitalni ulaz-izlaz.

Korak 1: Ispišite dijelove

Rezolucija ispisa:.2 mm

Ispuna: 20%

Perimetri: 5 (Sve rupe na gornjim pločama trebale bi biti vrlo "robusne" da podrže lemljenje dijelova.)

Žica: AMZ3D PLA u crnoj, bijeloj i crvenoj boji

Napomene: Svi su dijelovi tiskani u PLA bez nosača. Za izradu Minivac 601 trebat ćete ispisati sljedeće dijelove:

• 1 Glavna ploča - Ovisno o veličini ležišta za ispis, možete ispisati glavnu ploču kao 1, 2 ili 4 komada. Većina će vjerojatno tiskati 4 komada: dolje lijevo i desno, te gore lijevo i desno. Ispis u crnoj boji. Postavio sam stanku na oznaci 2,20 mm kako bih promijenio nit u bijelu kako bih ispisao tekst ploče.
• 1 binarna izlazna traka - Ispis kao 1 ili 2 komada. Ispišite plavom bojom, pauzirajte na 1,20 mm i prijeđite na bijelo za tekst.
• 1 sekundarna traka za skladištenje - Ispis kao 1 ili 2 komada. Ispišite plavom bojom, pauzirajte na 1,20 mm i prijeđite na bijelo za tekst.
• 1 traka za binarni ulaz - Ispis kao 1 ili 2 komada. Ispis u plavoj boji.
• 1 Decimal Input -Output Panel - Ispis u crnoj boji, stanka 2,20 mm i prebacivanje na bijelo za tekst.
• 1 Power Panel - Ispišite crno, pauzirajte 2,20 mm i prijeđite na bijelo za tekst.
• 1 Traka za ploču napajanja - Ispis u plavoj boji, stanka na 1,20 mm i prebacivanje na bijelo za tekst.
• 13 Svjetlosni omot (izborno) - otisnuo sam ih crvenom bojom kako bih zaklonio svjetla koja sam nabavio kako bi izgledale više kao izvornik.
• 6 Relejna baza (opcionalno) - Pretpostavljam da će releji koje drugi izvori budu prilično različiti u svojim konfiguracijama ugradnje, pa sam samo stavio pravokutne rupe na glavnu ploču za releje i ispisao ove umetke za releje koje sam koristio. Trebali bi se samo ubaciti na glavnu ploču.
• 1 Pokazivači smjera motora - Ispišite crvenom bojom i pauzirajte na 0,60 mm te prijeđite na crni tekst.

Post tiskanje: Postavite plave trake u odgovarajuće utore na različitim pločama na temelju gornjih slika. Koristio sam malu količinu Ultra Gel super ljepila da ih držim na mjestu. Za trake koje ih imaju, provjerite jesu li rupe za zakovice poravnane.

Korak 2: Izgradite kutiju

Lasersko sam izrezao okvir konzole iz jednog komada šperploče od 1/8 inča dimenzija 2 x 4 stope. U privitku ćete pronaći izrezanu datoteku koja se koristi. Grube položaje svakog komada unutar okvira pogledajte na gornjim crtežima. Crvene boje su najviši vanjski komadi, plavi su nešto kraći unutar okomitih nosača, a žuti unutar vodoravnih oslonaca. Komadi su uglavnom lijepljeni na mjestu s nekih 1/2 kvadratnih tipla i nekoliko čavala dodanih za čvrstoću.

Koristio sam ispisane ploče iz prethodnog koraka kako bih odredio točno postavljanje potpornih dijelova okvira. Kad su gotove, glavne, napajanje i decimalne ulazno-izlazne ploče trebale bi stati u okvir i biti dobro podržane plavim i žutim nosačima. Možda sam morao malo brusiti rubove nekih ploča kako bi se uklopili, jesam.

Kad sam završio, obojio sam konzolu u svijetloplavu boju blizu originala.

Korak 3: Najzakivniji dio konstrukcije

Žao mi je što nisam mogao odoljeti! Da biste izgradili Minivac 601, morate na prednje ploče dodati puno malih zakovica (po mojem broju 388) zajedno s pripadajućim lemilicama na stražnjoj strani. Zakovice ili ušice pružaju mjesto za umetanje i spajanje kratkospojnih žica koje se koriste za stvaranje krugova, a lemne ušice omogućuju pričvršćivanje zakovica na prekidače, svjetla i slično. Evo dijelova koje sam koristio (uz dodatak nekoliko rezervnih dijelova):

• 400 Ravna utičnica s glatkim rubovima, ravna ploča-dio dijela Digi-ključa 36-4004-ND
• 400 Ušice od 0,026 "(2,26 mm) Mesing, pocinčano-Digi-Key broj dijela 36-35-ND

Nisu bili jeftini, ali siguran sam da ih možete nabaviti po povoljnijoj cijeni u inozemstvu ako ste spremni čekati isporuku (bio sam previše nestrpljiv). Osim toga, trebat će vam alat za postavljanje zakovica. Kupio sam sljedeće od Amazona (pogledajte gornje slike):

CRAFTMEmore Grommet alat za postavljanje rupica za ušice Nakovanj i rezač za bušenje rupa za nanošenje sitnih uložaka 0,08 "(2 mm) i 0,12" (3 mm)

Napravio sam šablon kako bih držao ploču na kojoj sam radio dok sam postavljao ušicu (vidi gore). Uključio sam reznu datoteku za ubodnu napravu koja je izrađena od šperploče od 1/8 inča i nešto starog drveta za dizače. Izrežite dva kvadrata iste veličine, jedan s uključenom rupom, a jedan bez, i zalijepite ih zajedno. Dodajte uspone da budu u ravnini s vrhom nakovnja kada sjedne u rupu.

Za postavljanje zakovice gurnite je kroz otvor s prednje strane ploče prema stražnjoj strani. Stavite malu rupu lemilice preko izbočene zakovice. Glavu zakovice postavite na središte nakovnja (stražnja strana ploče trebala bi biti okrenuta prema gore). Umetnite osovinu nastavka za zakovice (zvanu čekić) u otvor za zakovice i kad se sve poređa, udarite čekićem zakivku oštro nekoliko puta malim čekićem. Lemilica bi sada trebala biti čvrsto pričvršćena za ploču, a otvor za zakovice treba biti neometan. Ponovite još 387 puta. Vjerujte mi da ćete u ovome biti jako dobri!

Na gornjoj slici je stražnja strana ploče s decimalnim ulazom i izlazom sa svim njenim zakovicama i ušicama. Pogledajte neke od sljedećih slika u ovom Uputu za određivanje optimalne orijentacije lemilica za ostale ploče.

Korak 4: Nabavite dijelove

Glavne komponente korištene u ovoj verziji Minivac 601 su sljedeće:

• 13 12V panelnih svjetiljki - pronašao sam ih u lokalnoj prodavaonici viška po par dolara svaki. Imaju montažni promjer od oko 15 mm.
• 7 DPDT klizni prekidači za montiranje na ploču - Ponovno pronađeno u trgovini viškova jeftino. Otvori za montažu trebaju biti udaljeni 28 mm od središta do središta i montirani su ispod ploča. Pronaći one s crvenim klizačima koji odgovaraju originalu bio je bonus. Koristio sam vijke M3 x 8 mm s maticama da ih pričvrstim na mjestu.
• 6 SPDT prekidači s tipkama za montažu na ploču-broj dijela Digi-ključa 1568-1476-ND (crveno).
• 6 12V DPDT releji-NTE Electronics R14-11D10-12 serija R14 istosmjerni relej opće namjene iz Amazona
• 1 utičnica za montažu na ploču - ovo bi trebalo odgovarati utikaču bilo kojeg 12V 2A "zidnog bradavog" transformatora koji odaberete za ovaj projekt.
• 1 Okretni prekidač - Upotrijebite ručni, uglavnom 3D ispisani rotacijski prekidač za stvaranje okretnog prekidača, ali za to upotrijebite ovdje navedene datoteke STL. Ove datoteke osiguravaju pravu osovinu od 4 mm (umjesto 1/8 inča), a ja sam dodao pričvrsne vijke i za dijelove rotora i ručke.
• 1 Prekidač za isključivanje - Upotrijebite prekidač za isključivanje temeljen na solenoidima s uputama za stvaranje prekidača za isključivanje.

Korak 5: Napunite ploču napajanja

Potrebni su dodatni dijelovi:

• 1 Regulator napona od 12 V - Koristite dio T7812 ocijenjen na 2A ili bolji.
• 1, 33 uF kondenzator
• 1.1 uF kondenzator (opcionalno)

Počnite postavljanjem svjetla, kliznog prekidača i utičnice na ploču kao na gornjoj prvoj slici. Za napajanje Minivac 601 koristio sam regulator napona od 12 V koji sam samo "mrtvo spojio" sa donje strane komponenata panela. Za detalje pogledajte gornju shemu i slike. Kad završite s ožičenjem napajanja, trebali biste moći priključiti transformator, a lampica na ploči trebala bi se upaliti. S višemetarskim testom dobivate očitanje od 12 V s + i - točaka na plavom razvodniku.

Napomene o ploči napajanja:

• Ploču za napajanje izgradio sam prije nego što sam počeo koristiti lemilice, pa je konstrukcija bila malo drugačija. U ovom sam slučaju zakovice "omotao" golom bakrenom žicom od 22 AWG, a zatim ih postavio nakovnjem i čekićem. Za Matrix ovo radi prilično dobro, ali proces omotavanja bio je prilično naporan. Da moram to ponoviti, upotrijebio bih lemilice.
• Napajanje je spojeno na + i - točke razvodnika na ploči. Osim toga, postoji mali molex konektor za pričvršćivanje točaka razdjelnika s glavne ploče. To omogućuje jednostavno uklanjanje svih ploča radi održavanja.
• Za sada postoji dodatni par žica za napajanje koje mogu koristiti za motor okretnog prekidača za verziju 1.0.

Korak 6: Napunite glavnu ploču

Pripremite ušice za lemljenje okrećući svaki par ušica na glavnoj ploči jedna prema drugoj (koristeći zakovicu kao zakret) dok se velike rupe ne poravnaju jedna s drugom. Pažljivo savijte krajeve poravnatih ušica za nekoliko stupnjeva (za to dobro poslužuju mala kliješta s iglom). Pomoću gornjih fotografija odredite optimalnu orijentaciju za svaki držač.

Postavite svjetla, releje, klizače i prekidače na glavnu ploču kao na gornjoj prvoj slici. Klizni prekidači pričvršćeni su vijcima i maticama M3 x 8 mm. Koristeći gornje fotografije kao vodič, pažljivo lemite montirane dijelove na ušice pomoću kratkih žica za spajanje od 22 AWG (koristio sam punu jezgru). Zakovice za svaki dio prilično su dobro označene što bi trebale učiniti u slučaju da vam je teško shvatiti spojeve sa slika.

Spojite sve utičnice + razvodnika zajedno i sve utičnice razvodnika zajedno, ostavljajući dovoljno dodatne žice za pričvršćivanje na ploču za napajanje. Koristio sam male molex konektore kako bih po potrebi olakšao rastavljanje radi održavanja.

UPOZORENJE: Prilikom lemljenja ušica, plastika oko odgovarajuće zakovice postat će prilično mekana. Pokušajte ne vršiti nikakav pritisak na ušicu u bilo kojem smjeru dok lemite žicu na ušicu i nakon toga 10 -ak sekundi. Pokušajte smanjiti vrijeme primjene topline pri lemljenju žica na ušice. Provjerite spaja li lem žicu i obje lemilice.

Korak 7: Popunite decimalnu ploču za unos-izlaz

NAPOMENA: Nova motorizirana verzija rotacijskog prekidača objavljena je kao uputa. Molimo koristite:

Minivac 601 (verzija 1.0) Motorni rotacijski prekidač

umjesto ovog koraka (osim ako niste zadovoljni s ovdje predstavljenom jednostavnijom ručnom verzijom).

Potrebni dodatni dijelovi:

• 2 LED diode od 5 mm - Ove su bile izvan moje smeće pa nisam siguran koliki je napon.
• 1 otpornik (opcionalno) - Koristio sam otpornik od 3,1 Ohma i čini se da radi dobro s napajanjem od 12 V.
• 1 4 mm Vratilo - koristio sam žicu za klavir. Mora biti dugačka najmanje 45 mm.

Prije nego započnete ovu ploču, učinite da se rotacijski prekidač za većinu 3D pisača i prekidač za isključivanje temelji na solenoidu. Pripremite i lemilice kao u prethodnom koraku.

Zalijepite okretni prekidač na stražnju stranu decimalne ulazno-izlazne ploče pazeći da otvor na dnu kućišta poravnate s središnjim otvorom na ploči. Također budite sigurni da su trska sklopke postavljene točno između 16 parova lemljenih ušica po obodu prekidača.

Zalijepite prekidač za isključivanje na stražnju stranu, kao i na drugoj gornjoj slici.

Izbušite dvije dodatne rupe od 5 mm u decimalnoj ulazno-izlaznoj ploči neposredno ispod teksta ARM. Oni bi trebali biti udaljeni 14 mm od središta do središta i poravnati se s kružnim strelicama na ploči pokazivača smjera motora. "Mrtva greška" spaja LED diode na temelju gornjeg kruga pazeći da su središta LED dioda udaljena 14 mm i zalijepite ih na stražnju stranu ploče u rupe koje ste upravo izbušili. Treba ih postaviti samo djelomično u rupe. Zalijepite ploču s pokazivačima smjera motora na prednju stranu ploče kao na gornjoj slici koja prekriva rupe.

Žica u okretnom prekidaču. Prvo skinite dovoljno izolacije s žice s čvrstom jezgrom od 22 AWG tako da se goli bakar potpuno omota oko tijela okretnog prekidača i da ostane pričvršćeno najmanje 3 inča izolirane žice. Pažljivo lemite golu žicu na donje vodiče svih 16 trska sklopki koje ih spajaju. Trebali biste započeti i završiti u položaju prikazanom žutom žicom na slici 3 iznad, tako da se žica može pričvrstiti na ARM lemilicu na ploči. S kratkim duljinama od 22 AWG žice, spojite gornji kabel sa svakog trska prekidača na odgovarajući lemnjak (zelene žice gore). Ove veze zahtijevaju malo osjetljivog dodira kako se plastika ne bi otopila.

Ožičite prekidač za isključivanje i LED diode za pokazivače smjera kretanja na temelju fotografija.

Gurnite matice M3 u utore na dnu okretnog prekidača i na vrhu rotora okretnog prekidača. Uvrnite četiri vijka M3 x 8 mm sa strane u ove matice dok ne dođu do otvora na vratilu kako bi djelovali kao vijci za pričvršćivanje. Uzmite osovinu od 4 mm i pričvrstite gumb za okretanje prekidača na jedan kraj pomoću vijaka. Gurnite vratilo s ručicom pričvršćenom s vrha ploče za decimalni ulaz-izlaz kroz središnju rupu sve dok gumb ne bude oko 2 mm iznad ploče. Sa stražnje strane ploče gurnite rotor niz osovinu u kućište okretnog prekidača do kraja, ali ne prečvrsto. Poravnajte gumb tako da pokazuje u istom smjeru kao i donji magnet rotora, a zatim pritegnite vijke za postavljanje rotora. Rotacijski prekidač trebao bi se slobodno okretati sa "zaustavljanjima" na svakom od 16 brojeva.

Korak 8: Završna montaža

Pričvrstite naseljene ploče na okvir konzole. Koristio sam čičak trake kako bih ih držao na mjestu kako bih ih mogao iskočiti radi održavanja ako je potrebno. Provedite žice od ploče za napajanje do drugih mjesta na plavoj razvodnici. Izbušio sam neke rupe kroz okomite nosače za pokretanje žica. Na gornjoj slici je kabel koji sam to radio pomoću Molex konektora. Uključite Minivac 601 i pomoću višemetara provjerite da li sve + i - točke na plavom kabelu za napajanje registriraju kao 12V.

Korak 9: Napravite zakrpe za kablove

Minivac 601 "programirate" spajanjem žica u točke zakovica za različite komponente i tako stvarate krugove. Za izradu ovih žičanih konektora trebat će vam sljedeći dijelovi:

• 100 22-16 spojnica na stražnjici-Hilitchi 100 kom. 22-16 spojnica s izolacijskim priključcima za spajanje električnih žica za spajanje žica iz Amazona
• 100 konusnih igala - Spaenaur broj dijela 239-497
• 75 stopa (ili tako) 20 AWG priključne žice

Također je potreban alat za presovanje konektora. Kupio sam sljedeće:

Titan 11477 Ratcheting Wire Terminal Crimper iz Amazona

Napravio sam patch kabele u 3 duljine, 8, 16 i 24 inča. Koristio sam 3 različite boje žutu, crvenu i plavu kako bih olakšao identifikaciju i zato što je to učinio i original. Napravio sam po 20 od 8 (žutih) i 16 (crvenih) inča duljine i 10 od 24 (plavih) inčnih žica. Možda će vam trebati više za neke od naprednijih eksperimenata.

Upotrijebite spojnice na stražnjici i pričvrstite konusnu iglu na krajeve svake žice pomoću alata za prešanje. Kraj konusnog zatiča većeg promjera umetne se u konektor. Pogledajte gornju sliku. Otkrio sam da imam čvršću vezu sa zakovicama ako sam prije uvijanja umetnuo konusni zatik otprilike 1/2 puta u stražnjicu (izlažući dio konusa nešto većeg promjera). Čini se da to nije utjecalo na kvalitetu presovanja.

Korak 10: Testiranje

Sada biste trebali imati sve što vam je potrebno za probnu vožnju Minivac 601. Predlažem da počnete uključivanjem jedinice i radom kroz "eksperimente" raširene kroz 3 izvrsna priručnika. Unatoč velikom broju priključaka koji čine Minivac 601, to je još uvijek prilično jednostavan uređaj. Osim povremenog lošeg lemnog spoja, nema mnogo toga što može poći po zlu.

Na gornjoj slici, varijanti eksperimenta 9, relej Minivac 2 "programiran" je da djeluje kao zasun. Pritiskom na drugi gumb aktivira se relej i uključuje svjetlo 2. Svjetlo će ostati upaljeno i nakon što je gumb otpušten. Pritiskom na treću tipku relej će se osloboditi i svjetlo će se ugasiti.

Korak 11: Završne misli

Svi projekti na kojima sam radio u posljednje vrijeme slijede isti obrazac:

• One su replike cool računalnih igračaka i uređaja iz 60 -ih.
• Imaju ogromnu obrazovnu vrijednost.
• Predstavite jedinstvene i vrijedne dizajne.
• Zbog godina postali su rijetki, pa su stoga skupi i teško ih je nabaviti.
• I što je možda najvažnije, oni i njihovi dizajneri vrijedni su pamćenja i časti.

Minivac 601 provjerava sve ove kutije, a zatim i neke. Između Minivac 601 i sljedećeg proizvoda Minivac 6010 koji se prodavao korporacijama, mnoštvo je ljudi naučilo o digitalnim sklopovima i računalnim konceptima.

Uistinu jako cool uređaj vrijedan pamćenja.