Minivac 601 Replica (versjon 0.9): 11 trinn (med bilder)

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

Minivac 601 Digital Computer Kit ble laget av informasjonsteori -pioner Claude Shannon som et pedagogisk leketøy for undervisning i digitale kretser, og ble fakturert som et elektromekanisk digitalt datasystem. Produsert av Scientific Development Corporation på begynnelsen av 60 -tallet solgte den for $ 85,00 (omtrent $ 720 i dag).

Minivac 601 brukte elektromekaniske reléer som logiske brytere så vel som for veldig grunnleggende lagring. Enkle DPDT -brytere og SPDT -knapper utgjorde de binære inngangene, med lys for å representere utgangene. En stor motorisert skive tillot brukeren å skrive inn desimal- eller heksadesimale tall, og å skrive ut tall, eller å fungere som en klokkesignalgenerator. For mer informasjon om Minivac 601 her er noen flere referanser:

• Wikipedia
• Senter for databehandling
• Time-Line Computer Archive

Instruksen som presenteres her er for en kopi i full størrelse av den Minivac 601 fra 1961. Jeg har prøvd å forbli så tro mot originalen som mulig gitt teknologiene og ressursene som er tilgjengelige for meg. Jeg har ikke en "vintage" enhet, så denne kopien er konstruert basert på bilder og fra de originale håndbøkene som var tilgjengelige online. Jeg har inkludert disse manualene i PDF -format som en del av dette prosjektet. Jeg tok disse filene til et lokalt kopisenter og lot dem skrive ut som de spiralbundne hefter du kan se ovenfor. Jeg er veldig fornøyd med resultatene.

Så hvor nær er denne kopien?

Siden "ramme" for den originale Minivac 601 ble laget av tre, føler jeg at jeg har laget en ganske rimelig gjengivelse. Jeg er ikke sikker på hva de øverste panelene ble konstruert av, men denne kopien er 3D -trykt. Originalen hadde en innebygd transformator og brukte strøm. Jeg valgte å bruke en vanlig 12V "veggvorte" av sikkerhetsmessige årsaker og erstatte "sikringen" på strømpanelet med en 2,1 mm strømkontakt.

Det var ganske rett frem å skaffe elektroniske deler, men det var vanskeligere å finne deler som passet nøyaktig til utseendet på originalen. Jeg var heldig med glidebryterne og fant noen i min lokale overskuddsbutikk som virker ganske identiske. Lysene jeg fant i den samme overskuddsbutikken hadde ikke det riktige utseendet, men jeg kunne 3D -skrive ut "caps" for dem som var mer i tråd med fotografiene. Jeg endte opp med å kjøpe reléer som ikke ser så ille ut, og som kan bli matchet enda bedre ved å fjerne de klare støvdekslene (jeg valgte å ikke gjøre det). Trykknappene er betydelig større enn originalen, men de er lett tilgjengelige og robuste brytere i arkade -stil, så jeg gikk med dem. Jeg designet rotasjonsbryteren spesielt for dette prosjektet, så det får ganske høye karakterer for et autentisk utseende. Se den hovedsakelig 3D -trykte rotasjonsbryteren som kan instrueres for detaljer.

Det største hullet, og grunnen til at jeg kaller denne versjonen 0.9, er at den motoriserte dreiebryterfunksjonen ikke er implementert ennå. Jeg hadde en versjon som fungerte, men var egentlig ikke pålitelig nok. Så jeg skal tilbake til tegnebrettet som de sier for å fikse det. I mellomtiden fungerer dreiebryteren utmerket i manuell modus. Så i mellomtiden har jeg implementert en signalmekanisme for å indikere når motoren er "aktivert" og i hvilken retning rotoren skal dreies. For denne versjonen ber jeg operatøren om å være motoren. På denne måten kan alle "eksperimentene" som er oppført i de tre manualene utføres. Når den er fullført, vil den motoriserte versjonen være en "drop-in" -erstatning for bare det digitale inngangspapirpanelet.

Trinn 1: Skriv ut delene

Utskriftsoppløsning: 0,2 mm

Fyll: 20%

Perimeter: 5 (Alle hullene i toppanelene skal være veldig "robuste" for å støtte lodding av deler.)

Filament: AMZ3D PLA i svart, hvitt og rødt

Merknader: Alle delene ble skrevet ut i PLA uten støtte. For å lage en Minivac 601 må du skrive ut følgende deler:

• 1 Hovedpanel - Avhengig av størrelsen på utskriftssengen kan du skrive ut hovedpanelet som 1, 2 eller 4 stykker. De fleste vil sannsynligvis skrive ut 4 stykker: Nederst til venstre og høyre, og øverst til venstre og høyre. Trykk i svart. Jeg satte en pause på 2,20 mm -merket for å endre filamentet til hvitt for å skrive ut panelteksten.
• 1 Binary Output Strip - Skriv ut som 1 eller 2 stykker. Skriv ut i blått, pause på 1,20 mm og bytt til hvitt for tekst.
• 1 sekundær lagringslist - Skriv ut som 1 eller 2 stykker. Skriv ut i blått, pause på 1,20 mm og bytt til hvitt for tekst.
• 1 binær inngangsstrimmel - Skriv ut som 1 eller 2 stykker. Trykk i blått.
• 1 Desimal Input -Output Panel - Skriv ut i svart, pause på 2,20 mm og bytt til hvitt for tekst.
• 1 Power Panel - Skriv ut i svart, pause på 2,20 mm og bytt til hvitt for tekst.
• 1 Power Panel Strip - Skriv ut i blått, pause på 1,20 mm og bytt til hvitt for tekst.
• 13 Light Cover (valgfritt) - Jeg trykte disse i rødt for å dekke lampene jeg hentet for å få dem til å ligne mer på originalen.
• 6 Relébase (valgfritt) - Jeg antar at reléene som andre kilder vil være ganske varierte i deres monteringskonfigurasjoner, så jeg satte bare rektangulære hull i hovedpanelet for releer og skrev ut disse innsatsene for reléene jeg brukte. De burde bare snappe inn på hovedpanelet.
• 1 Motorretningsindikatorer - Skriv ut i rødt og sett på pause på 0,60 mm og bytt til svart tekst.

Etter utskrift: Installer de blå stripene i de riktige sporene på de forskjellige panelene basert på bildene ovenfor. Jeg brukte en liten mengde Ultra Gel Super Lim for å holde dem på plass. For stripene som har dem, må du sørge for at nagelhullene er stilt opp.

Trinn 2: Bygg boksen

Jeg laserskåret konsollrammen fra et enkelt stykke 2 x 4 fot 1/8 tommers kryssfiner. Vedlagt finner du den kuttede filen som er brukt. Se tegningene ovenfor for grov plassering av hvert stykke i rammen. Røde er de høyeste utsidene, blues litt kortere inne i vertikale støtter og gule i horisontale støtter. Deler ble stort sett limt på plass med noen 1/2 i firkantede dyvler og noen få spikere spiss lagt til for styrke.

Jeg brukte de trykte panelene fra forrige trinn for å bestemme den nøyaktige plasseringen av rammens støttestykker. Når dette er gjort, skal panelene Main, Power og Decimal Input-Output passe inn i rammen og være godt støttet av de blå og gule støttene. Du må kanskje slipe kantene på noen av panelene litt for å få dem til å passe, det gjorde jeg.

Da jeg var ferdig malte jeg konsollen i en lyseblå farge nær originalen.

Trinn 3: Den mest medrivende delen av bygget

Beklager, jeg kunne ikke motstå! For å bygge en Minivac 601 må du legge til mange små nagler (388 etter min telling) på frontpanelene sammen med tilhørende loddetapper på baksiden. Nittene eller øyelokkene gir et sted å sette inn og koble til jumpertrådene som brukes til å lage kretser, og loddetappene lar deg feste naglene til bryterne, lysene og slikt. Her er delene jeg brukte (med noen få reservedeler lagt til tellingen):

• 400 Smooth Edge Lug Terminal Flat Connector-Digi-Key delenummer 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 mm) Øyelinser Messing, fortinnet-Digi-Key delenummer 36-35-ND

De var ikke billige, men jeg er sikker på at du kan kjøpe dem til en bedre pris utenlands hvis du er villig til å vente på forsendelsen (jeg var for utålmodig). I tillegg trenger du et verktøy for å sette naglene. Jeg kjøpte følgende fra Amazon (se bildene ovenfor):

CRAFTMEmore Grommet Tool Eyelet Punch Setter Anvil and Hole Punch Cutter for Application 0.08 "(2 mm) & 0.12" (3 mm) Tiny Grommets

Jeg lagde en jig for å holde panelet jeg jobbet på nivå mens jeg satte øyet (se ovenfor). Jeg har inkludert kuttfilen for jiggen som ble laget med 1/8 tommers kryssfiner og litt skrapvirke til stigerørene. Klipp to firkanter av samme størrelse, en med hullet inkludert og en uten, og lim dem sammen. Legg stigerørene på nivå med toppen av ambolten når den sitter i hullet.

For å sette en nagle, skyv den gjennom et hull fra fronten av panelet til baksiden. Plasser det lille hullet i en loddetapp over den utstående naglen. Sett nithodet på midten av ambolten (panelets bakside skal vende opp). Sett akselen på naglesetteren (kalt hammer) inn i naglehullet, og når alt er stilt opp, banker du på naglehammeren skarpt noen ganger med en liten hammer. Loddetappen skal nå være godt festet til panelet, og nagelhullet skal være uhindret. Gjenta 387 ganger til. Tro meg, du kommer til å bli veldig god på dette!

På bildet ovenfor er baksiden av desimal-input-output-panelet med alle nagler og tapper installert. Se noen av de følgende bildene i denne instruksjonsboken for å bestemme optimal orientering av loddetappene for de andre panelene.

Trinn 4: Anskaff delene

Hovedkomponentene som brukes i denne Minivac 601 -bygningen er som følger:

• 13 12V Panel Mount Lights - Jeg fant disse i en lokal overskuddsbutikk for et par dollar hver. De har en monteringsdiameter på ca 15 mm.
• 7 DPDT panelmonterte glidebrytere - igjen funnet i overskuddsbutikken billig. Monteringshullene skal være 28 mm fra sentrum til sentrum, og de monteres under panelene. Det var en bonus å finne dem med røde glidebrytere som matcher originalen. Jeg brukte M3 x 8 mm bolter med muttere for å feste dem på plass.
• 6 Trykknappbrytere for SPDT-panelmontering-Digi-Key-delenummer 1568-1476-ND (rød).
• 6 12V DPDT-reléer-NTE Electronics R14-11D10-12 Series R14 DC-relé for generelle formål fra Amazon
• 1 panelmontert strømkontakt - Dette skal matche støpselet til hvilken som helst 12V 2A "veggvort" transformator du velger for dette prosjektet.
• 1 Rotary Switch - Bruk den instruerbare, hovedsakelig 3D -trykte Rotary Switch for å lage dreiebryteren, men bruk STL -filene som er gitt her for å gjøre det. Disse filene gir en ekte 4 mm aksel (i stedet for 1/8 tommer), og jeg har lagt til skruer for både rotor- og knottdeler.
• 1 Avstengningsbryter - Bruk den instruerbare magnetventilbaserte avstengningsbryteren for å lage avstengningsbryteren.

Trinn 5: Fyll ut strømpanelet

Ytterligere deler kreves:

• 1 12v spenningsregulator - Bruk en T7812 -del som er vurdert til 2A eller bedre.
• 1.33 uF kondensator
• 1.1 uF kondensator (valgfritt)

Start med å montere lyset, glidebryteren og strømkontakten på panelet som på det første bildet ovenfor. For å drive Minivac 601 brukte jeg en 12V spenningsregulator som jeg bare "døde bugged" på undersiden av panelkomponentene. Se skjemaet og bildene ovenfor for detaljer. Når du er ferdig med å koble til strømforsyningen, bør du kunne koble til transformatoren, og panellyset skal lyse. Med en multimetertest får du en 12V avlesning fra + og - punktene på den blå strømlisten.

Merknader om strømpanelet:

• Jeg bygde kraftpanelet før jeg begynte å bruke loddetapper, så konstruksjonen var litt annerledes. I dette tilfellet "pakket" jeg naglene med bar 22 AWG kobbertråd og satte dem på plass med ambolt og hammer. For Matrix fungerer dette ganske bra, men innpakningsprosessen var ganske kjedelig. Hvis jeg måtte gjøre det igjen, ville jeg brukt loddetappene.
• Strømforsyningen er koblet til + og - power strip -punktene på panelet. I tillegg er det en liten molex -kontakt for å feste power strip -punktene fra hovedpanelet. Dette gjør at alle panelene enkelt kan fjernes for vedlikehold.
• Det er et ekstra par strømledninger tapet av for nå som jeg kan bruke til Rotary Switch -motoren for versjon 1.0.

Trinn 6: Fyll ut hovedpanelet

Klargjør loddetappene ved å rotere hvert par tapper på hovedpanelet mot hverandre (ved hjelp av naglen som en sving) til de store hullene er på linje med hverandre. Bøy forsiktig endene på de justerte tappene noen grader opp (liten nåletang fungerer godt for dette). Bruk bildene ovenfor for å bestemme den optimale retningen for hver tapp.

Monter lysene, reléene, glidebryteren og trykknappbryterne på hovedpanelet som på det første bildet ovenfor. Glidebryterne er festet med M3 x 8 mm bolter og muttere. Ved å bruke bildene ovenfor som en veiledning, loddes de monterte delene forsiktig til tappene med korte lengder på 22 AWG -tilkoblingstråd (jeg brukte solid kjerne). Nittene til hver del er ganske godt merket om hva de skal gjøre hvis du har problemer med å finne ut av tilkoblingene fra bildene.

Koble alle + stripe -tappene sammen og alle - mutter -strip -tappene sammen slik at det er nok ekstra ledning til å feste dem til strømpanelet. Jeg brukte små molex -kontakter for å gjøre demontering for vedlikehold enklere om nødvendig.

ADVARSEL: Ved lodding av tappene vil plast rundt den tilhørende naglen bli ganske myk. Prøv å ikke presse slangen i noen retning mens du lodder en ledning til tappen og i omtrent 10 sekunder etterpå. Prøv å minimere tiden det påføres varme når du lodder ledningene til tappene. Forsikre deg om at loddetinnet kobles til ledningen og begge loddetappene.

Trinn 7: Fyll ut desimal-input-output-panelet

MERK: En ny motorisert versjon av Rotary Switch har blitt publisert som en instruerbar. Vennligst bruk:

Minivac 601 (versjon 1.0) Motorized Rotary Switch

i stedet for dette trinnet (med mindre du er fornøyd med den enklere manuelle versjonen som presenteres her).

Ytterligere deler kreves:

• 2 5 mm lysdioder - Disse var ute av søppelboksen min, så jeg er ikke sikker på hva spenningsvurderingen var.
• 1 Motstand (valgfritt) - Jeg brukte en 3.1K Ohm motstand, og det ser ut til å fungere fint med 12V forsyningen.
• 1 4 mm aksel - jeg brukte pianotråd. Den må være minst 45 mm lang.

Lag den meste 3D -skriverens dreiebryter og instruksjonene for magnetbasert avstengningsbryter før du starter dette panelet. Forbered også loddetappene som i forrige trinn.

Lim Rotary Switch Body på baksiden av Decimal Input-Output Panel, og vær forsiktig med å stille hullet i bunnen av kroppen på linje med senterhullet på panelet. Sørg også for at sivbryterne står nøyaktig på linje mellom de 16 parene med loddetapper rundt omkretsen på bryteren.

Lim avstengningsbryteren på baksiden, så vel som på det andre bildet ovenfor.

Bor ytterligere to 5 mm hull i desimal-input-output-panelet like under ARM-teksten. De skal være 14 mm fra sentrum til sentrum og stå på linje med de sirkulære pilene på motorretningsindikatorplaten. "Dead bug" led lysdiodene sammen basert på kretsen ovenfor, og sørg for at midten av lysdiodene er 14 mm fra hverandre og lim dem på baksiden av panelet i hullene du nettopp har boret. De skal bare settes halvveis inn i hullene. Lim platen til motorretningsindikatorer foran på panelet som på bildet over og dekker hullene.

Ledning i dreiebryteren. Fjern først nok isolasjon fra en 22 AWG solid kjernetråd, slik at den nakne kobberen vikles helt rundt dreiebryterhuset og det er minst 3 tommer isolert ledning igjen festet. Lodd forsiktig den blotte ledningen til bunnledningene på alle 16 sivbryterne som føyer dem sammen. Du bør starte og ende i posisjonen vist med den gule ledningen på bilde 3 ovenfor, slik at ledningen kan festes til ARM -loddetappen på panelet. Med korte lengder på 22 AWG -ledninger kobles toppledningen fra hver sivbryter til den tilhørende loddetappen (grønne ledninger ovenfor). Disse tilkoblingene krever litt delikat berøring for ikke å smelte plasten.

Koble til bryterbryteren og lysdiodene for bevegelsesretningsindikatorene basert på bildene.

Skyv M3 -muttere inn i sporene i bunnen av dreieknappen og toppen av rotasjonsbryteren. Skru fire M3 x 8 mm bolter fra sidene inn i disse mutrene til de akkurat når akselhullet for å fungere som settskruer. Ta 4 mm akselen og fest dreieknappen til den ene enden ved hjelp av settskruene. Skyv akselen med knotten festet fra toppen av desimal-input-output-panelet gjennom senterhullet til knappen er omtrent 2 mm over panelet. Fra baksiden av panelet skyver du rotoren nedover akselen inn i dreiebryterhuset så langt det går, men ikke for fast. Sett knappen opp slik at den peker i samme retning som den nederste magneten på rotoren, og stram deretter rotorsettskruene. Rotary Switch skal dreie fritt med "stopp" ved hvert av de 16 tallene.

Trinn 8: Sluttmontering

Fest de fylte panelene til konsollrammen. Jeg brukte borrelåsstrimler for å holde dem på plass, slik at jeg kunne få dem ut for å utføre vedlikehold om nødvendig. Kjør ledninger fra strømpanelet til de andre stedene på den blå strømstripen. Jeg boret noen hull gjennom de vertikale støttene for å kjøre ledningene. Bildet ovenfor er kabelen som jeg pleide å gjøre dette ved å bruke Molex -kontakter. Slå på Minivac 601 og bruk en multimeter til å teste at alle + og - punktene på den blå strømlisten registreres som 12V.

Trinn 9: Lag patchkabler

Du "programmerer" Minivac 601 ved å koble ledninger til nagelpunktene for de forskjellige komponentene og dermed lage kretser. For å lage disse ledningskontaktene trenger du følgende deler:

• 100 22-16 Gauge Butt End Connectors-Hilitchi 100pcs 22-16 Gauge Butt Isolerte Splice Terminaler Elektrisk Wire Crimp Connectors fra Amazon
• 100 Taper Pins - Spaenaur delenummer 239-497
• 75 fot (eller så) med 20 AWG -tilkoblingstråd

Det kreves også et krympeverktøy for kontaktene. Jeg kjøpte følgende:

Titan 11477 Ratcheting Wire Terminal Crimper fra Amazon

Jeg laget patchkabler i 3 lengder, 8, 16 og 24 tommer. Jeg brukte 3 forskjellige farger gul, rød og blå for å gjøre identifiseringen enklere og fordi originalen også gjorde det. Jeg lagde 20 hver av de 8 (gule) og 16 (røde) tommers lengder og 10 av de 24 (blå) tommers ledningene. Du kan trenge mer for noen av de mer avanserte eksperimentene.

Bruk kontakten til endeenden og fest en konisk tapp til endene på hver ledning ved hjelp av krympeverktøyet. Tappen med større diameter på konen blir satt inn i kontakten. Se bildet over. Jeg fant ut at jeg fikk en mer solid forbindelse med naglene hvis jeg bare stakk konen til omtrent 1/2 vei inn i rumpekontakten før den krympes (avslørte en del med en litt større diameter på konen). Dette så ikke ut til å påvirke kvaliteten på krympen.

Trinn 10: Testing

Du bør nå ha alt du trenger for å prøvekjøre Minivac 601. Jeg vil foreslå at du starter med å slå på enheten og arbeide gjennom "eksperimentene" fordelt på de tre utmerkede manualene. Til tross for det store antallet tilkoblinger som utgjør en Minivac 601, er det fortsatt en ganske enkel enhet. Bortsett fra en og annen dårlig loddetinn, er det ikke mye som kan gå galt.

På bildet ovenfor, en variant av eksperiment 9, er Minivacens relé 2 "programmert" til å fungere som en lås. Ved å trykke på den andre trykknappen aktiveres reléet og lys 2. Lyset lyser selv etter at knappen slippes. Ved å trykke på den tredje knappen slippes reléet og lyset slås av.

Trinn 11: Avsluttende tanker

Prosjektene som jeg har jobbet med i det siste følger alle det samme mønsteret:

• De er kopier av kule dataleker og enheter fra 60 -tallet.
• Har en enorm utdanningsverdi.
• Har unike og bemerkelsesverdige design.
• På grunn av alderen har de blitt sjeldne og dermed dyre og vanskelige å få tak i.
• Og kanskje det viktigste er at de og deres designere er verdige til å bli husket og æret.

Minivac 601 sjekker alle disse boksene og deretter noen. Mellom Minivac 601 og et påfølgende produkt Minivac 6010 som ble solgt til selskaper, lærte mange mennesker om digitale kretser og datakonsepter.

Virkelig en veldig kul enhet verdt å huske.