Magnetiske kretsblokker: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Ingenting er bedre for å lære eller designe elektronikk enn å bygge ekte kretser. Brettbrettet er et populært alternativ, men det resulterer ofte i en uforståelig spaghetti som ikke ligner på den opprinnelige skjematikken og er vanskelig å feilsøke.

Jeg hentet inspirasjon fra en annen instruerbar til å lage et sett med magnetblokker som kan kombineres til elektroniske kretser. Resultatet er fantastisk: grunnleggende kretser settes opp på sekunder og de ser akkurat ut som skjematisk! Forbindelsene mellom blokkene er veldig pålitelige siden kobberstrimlene til to forskjellige blokker skyves mot hverandre av magnetene under båndet.

Blokkene er laget av resirkulert papp med små magneter på kantene. Kobberbånd dekker magnetene og kobles til komponentene. Ved å sette to små magneter på hver kant tiltrekker blokkene seg alltid. Ingen spesialiserte verktøy er nødvendig, og kostnaden er rundt 10 cent per blokk.

Trinn 1: Materiale

100, 200 eller 300 sylindriske neodymmagneter med, 5 mm diameter, 1 mm tykke (5x1 mm). Disse er lett tilgjengelige online for ~ 1,5 øre per stykke (f.eks. Her)

10 mm bredt kobberbånd, en 10 m rulle vil være mer enn tilstrekkelig (f.eks. Her)

Sterk papp: 6 mm 3-lagsversjonen er bra. 50x50cm er mer enn nok

Komponenter for prototyping: en 4xAAA batteriholder, lysdioder, motstander, kondensatorer, transistorer, en høyttaler, en LDR, knapper, et potensiometer etc. I neste trinn er en detaljert liste for et minimalt sett.

Verktøy: boksekutter og loddejern. Røde og blå permanente markører. Pincett er praktisk for å bøye pinner.

Trinn 2: Minimalt sett ved hjelp av 100 magneter

Her er et forslag til komponentene om å lage 23 blokker med 100 magneter:

4 rette kontakter

4 vinkelstykker

2 T-kryss

1 batteriboks

2 lysdioder (grønn og rød)

4 motstander (100Ohm, 220Ohm, 10kOhm, 22kOhm)

1 potensiometer (10 kOhm)

1 LDR (lysavhengig motstand)

1 npn transistor (f.eks. 2n3904)

1 elektrolyttkondensator på 100muF

1 knapp

1 berøringsplate

På slutten av denne instruksjonsboken er det 11 enkle kretser vist som du kan lage med dette minimale settet.

Trinn 3: Merk polene til magnetene

De sylindriske neodymmagneter har ingen merking av nord- og sørpolen, men det er viktig å holde oversikt over den relative polariteten for å få kretsblokkene til å tiltrekke seg alltid.

Den enkleste måten å finne ut av det er å gå tilbake til definisjonen: nord er polen som peker mot nord når magneten er fri til å rotere: klem en tynn tråd halvveis med bunken med magneter og løft den opp: som nålen på en kompass, vil det rette seg etter jordens magnetfelt. Se etter konsistens på noen få forskjellige steder, og farg deretter nordpolen rød, sørsiden blå.

Fest alle magneter med nordpolen opp på et jernplate (f.eks. Kakeboks). Farg alle sider rødt med en permanent markør. La det tørke godt i 10 minutter, snu dem og farg sørpolen blå. Nå er alle magneter merket i henhold til den vanlige konvensjonen (rød = nordpol, blå = sørpol)

Trinn 4: Klipp papp

Tegn et rutenett på ~ 100 2,5x2,5 cm firkanter med en blyant. Legg også til en "stripe" på 5,2 cm: blokker med dobbel enhet må være 2 mm bredere enn to blokker med én enhet for å ta hensyn til de to magneter på 1 mm hver som skiller to blokker. Tre ‘enheter’ blir til 7,9 cm. Skjær blokkene i 2,5x2,5 firkanter, men lag også noen 2,5x5,2cm rektangler for lange kontakter og 5,2x7,9cm for store komponenter som batteriholderen til en høyttaler.

Trinn 5: Fest magnetene med kobberbånd

Klipp litt kobberbånd av riktig lengde for hver blokk:

Koblingsblokk: 4 magneter, 5 cm tape Lang kontaktblokk: 4 magneter, 8 cm tape Vinkelblokk: 4 magneter, 2 stykker 3 cm tape T-kryss: 6 magneter, 1 stykke 3 cm tape, 1 stykke 5 cm tape Cross-over: 8 magneter, 2 stykker 1,5 cm tape, 1 stykke 5 cm tape 2-terminal komponent: 4 magneter, 2 stykker 2 cm tape 3-terminal komponent: 6 magneter, 3 stykker 2 cm tape

Grupper magneter i par, der hvert par har en blå side opp og en rød side opp. De vil tiltrekke seg litt i denne konfigurasjonen. Fjern papiret fra kobberbåndet og fest det på magnetene og la det være ~ 5 mm fritt på siden som vil gå på bunnen. Fest tapen på pappruten slik at magnetene er på siden av blokken. Vær oppmerksom på retningen: på oversiden skal blått være venstre og rødt til høyre. På høyre side skal blått være opp og rødt ned, og så videre for resten av torget: Dette vil garantere at når to blokker kommer i kontakt, vender en nordpol fra den ene blokken mot sørpolen fra den andre blokken og de tiltrekker seg alltid, selv når blokkene roteres.

For komponentene med 3 terminaler kan kobberbåndet overlappe hverandre, og de må trimmes: kutt dem forsiktig med boksekutteren og med skarp pinsett kan overflødig tape fjernes. Overskytende tape for andre blokker fjernes også på denne måten.

Trinn 6: Lodd vinkelblokkene og T-kryssene

To stykker kobberbånd som sitter fast oppå hverandre kan se ut som en flott forbindelse, men husk at det er et lag lim mellom, og de kobles vanligvis ikke elektrisk! For å lage en robust permanent tilkobling, lodd en dråpe tinn som kobles til begge båndene i vinkelblokkene og T-krysset.

Trinn 7: Monter komponentene

Med en nål, stans små hull der ledningene til komponentene vil gå. Klipp ledningene til riktig lengde. La komponenten stikke ut 1 eller 2 cm, på den måten blir det lettere å plassere og bytte ut blokkene. Fest komponenten i hullene og lodd ledningene. For motstander og kondensatorer, skriv verdien på blokken. Angi med symboler og farger andre egenskaper til komponentene eller tilkoblingen, for eksempel polariteten til elco og LED.

Trinn 8: Prøv noen enkle kretser

På bildene er det 11 kretsideer for det minimale settet M100, prøv dem!

Trinn 9: Avanserte kretser

Ved å bruke et større antall blokker kan mer avanserte kretser bygges. Videoene viser:

• En 2-transistor multivibrator (dobbelt blitslys)
• En bistabil multivibrator med 2 transistorer (flip-flop eller 1-bits elektronisk minne)
• En RC -oscillator

Trinn 10: Joule Thief

En interessant krets: et enkelt 1,5V batteri lyser 3 lysdioder i serie! Den spesielle komponenten her er den selvviklede transformatoren: 80 cm 0,2 mm emaljert tråd bøyd dobbelt og viklet 20 ganger gjennom en ferrittring (10 mm ytre diameter, 5 mm høyde). Legg merke til prikkene på transformatorblokken: det indikerer at venstre viklinger går i motsatt retning av de høyre viklingene. Joule-tyven er en selvoscillerende spenningsforsterker, og den kan presse de siste Joules ut av et batteri som normalt regnes som dødt: det vil fungere ned til ~ 0,5V. Det er mange instrukser dedikert til denne kretsen, f.eks. fra electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, etc.