Replika Minivac 601 (različica 0.9): 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Minivac 601 Digital Computer Kit, ki ga je ustvaril pionir teorije informacij Claude Shannon kot izobraževalno igračo za poučevanje digitalnih vezij, so računali kot elektromehanski digitalni računalniški sistem. Proizvajalo ga je podjetje Scientific Development Corporation v zgodnjih 60. letih in se je prodalo za 85,00 USD (danes približno 720 USD).

Minivac 601 je uporabljal elektromehanske releje kot logična stikala in tudi za zelo preprosto shranjevanje. Enostavna stikala DPDT in gumbi SPDT so sestavljali binarne vhode z lučkami, ki predstavljajo izhode. Velika motorizirana številčnica je uporabniku omogočala vnos decimalnih ali šestnajstiških številk ter izpisovanje številk ali delovanje kot generator signala ure. Za več informacij o Minivcu 601 je tu nekaj dodatnih referenc:

• Wikipedija
• Center za računalniško zgodovino
• Računalniški arhiv časovne črte

Instructable, predstavljen tukaj, je za repliko tega modela Minivac 601 v polni velikosti iz leta 1961. Poskušal sem ostati čim bolj zvest izvirniku glede na tehnologije in vire, ki so mi na voljo. Nimam "vintage" enote, zato je bila ta replika izdelana na podlagi fotografij in izvirnih priročnikov, ki so bili na voljo na spletu. Te priročnike sem vključil v obliki PDF kot del tega projekta. Te datoteke sem prinesel v lokalni center za kopiranje in jih dal natisniti kot knjižice s spiralno vezavo, ki jih vidite zgoraj. Res sem zadovoljen z rezultati.

Kako blizu je torej ta replika?

Ker je bil "okvir" za originalni Minivac 601 narejen iz lesa, se mi zdi, da sem naredil precej razumno reprodukcijo. Nisem prepričan, iz česa so bile izdelane zgornje plošče, vendar so te replike 3D natisnjene. Original je imel vgrajen transformator in je uporabljal električno omrežje. Odločil sem se, da bom iz varnostnih razlogov uporabil običajno 12 -voltno "stensko bradavico", ki je zamenjal "varovalko" na napajalni plošči z 2,1 -milimetrskim vtičem.

Iskanje elektronskih delov je bilo precej preprosto, vendar je bilo težje najti dele, ki bi se popolnoma ujemali z izvirnikom. Imel sem srečo na drsnih stikalih in v svoji lokalni trgovini s presežki našel nekaj podobnih. Luči, ki sem jih našel v isti trgovini s presežki, niso imele pravega videza, vendar sem jim lahko 3D natisnil "kape", ki so bile bolj skladne s fotografijami. Na koncu sem dobil releje, ki niso videti tako slabi, in bi jih lahko še bolje ujemal z odstranitvijo prozornih pokrovov za prah (odločil sem se, da ne). Potisni gumbi so precej večji od izvirnih, vendar so takoj na voljo in robustna stikala v slogu "arkada", zato sem šel z njimi. Vrtljivo stikalo sem zasnoval posebej za ta projekt, tako da dobi precej visoke ocene za avtentičen videz. Za podrobnosti si oglejte moje navodilo za večinoma 3D tiskano rotacijsko stikalo.

Največja vrzel in razlog, zakaj kličem to različico 0.9, je, da funkcija motornega vrtljivega stikala še ni bila izvedena. Imel sem različico, ki je nekako delovala, vendar ni bila dovolj zanesljiva. Zato se vrnem na risalno desko, saj pravijo, da to popravim. Medtem vrtljivo stikalo odlično deluje v ročnem načinu. Tako sem vmes uvedel signalni mehanizem, ki kaže, kdaj je motor "vklopljen" in v katero smer je treba rotor obrniti. Za to različico prosim operaterja, da je motor. Na ta način je mogoče izvesti vse "poskuse", navedene v treh priročnikih. Po zaključku bo motorizirana različica "drop-in" zamenjava samo za ploščo digitalnega vhoda-izhoda.

1. korak: Natisnite dele

Ločljivost tiskanja: 0,2 mm

Polnjenje: 20%

Obod: 5 (Vse luknje na zgornjih ploščah morajo biti zelo "robustne", da podpirajo spajkanje delov.)

Žica: AMZ3D PLA v črni, beli in rdeči barvi

Opombe: Vsi deli so bili natisnjeni v PLA brez nosilcev. Če želite ustvariti Minivac 601, boste morali natisniti naslednje dele:

• 1 Glavna plošča - Odvisno od velikosti tiskalne postelje lahko tiskate glavno ploščo kot 1, 2 ali 4 kose. Večina bo verjetno tiskala 4 kose: spodaj levo in desno ter zgoraj levo in desno. Tisk v črni barvi. Pri oznaki 2,20 mm sem nastavil premor, da spremenim žarilno nitko v belo, da natisnem besedilo plošče.
• 1 binarni izhodni trak - natisnite kot 1 ali 2 kosa. Natisnite v modri barvi, ustavite pri 1,20 mm in preklopite na belo za besedilo.
• 1 sekundarni trak za shranjevanje - natisnite kot 1 ali 2 kosa. Natisnite v modri barvi, ustavite pri 1,20 mm in preklopite na belo za besedilo.
• 1 binarni vhodni trak - natisnite kot 1 ali 2 kosa. Natisnite v modri barvi.
• 1 Decimalna vhodno -izhodna plošča - Natisnite v črni barvi, zaustavite se pri 2,20 mm in preklopite na belo za besedilo.
• 1 Napajalna plošča - tiskajte črno, ustavite pri 2,20 mm in preklopite na belo za besedilo.
• 1 Power Panel Strip - Natisnite v modri barvi, zaustavite se pri 1,20 mm in preklopite na belo za besedilo.
• 13 Ovitek za luči (neobvezno) - te sem natisnil v rdeči barvi, da sem zakril luči, ki sem jih dobil, da so bile bolj podobne izvirniku.
• 6 Relejna osnova (neobvezno) - Predvidevam, da bodo releji, ki jih dobavljajo drugi, precej različni v svojih konfiguracijah vgradnje, zato sem na glavni plošči za releje vstavil pravokotne luknje in natisnil te vložke za releje, ki sem jih uporabil. Samo vstaviti se morajo na glavno ploščo.
• 1 Kazalniki smeri motorja - Natisnite rdeče in ustavite pri 0,60 mm ter preklopite na črno besedilo.

Naknadno tiskanje: Na podlagi zgornjih slik vstavite modre trakove v ustrezne reže na različnih ploščah. Uporabil sem majhno količino ultra lepila Ultra Gel, da jih držim na mestu. Za trakove, ki jih imajo, se prepričajte, da so luknje za zakovice poravnane.

2. korak: Zgradite škatlo

Lasersko sem izrezal okvir konzole iz enega samega 2 x 4 -metrskega kosa 1/8 palčne vezane plošče. V priponki boste našli izrezano datoteko. Za grob položaj vsakega kosa v okvirju si oglejte zgornje risbe. Rdeči so najvišji zunanji deli, modri nekoliko krajši znotraj navpičnih nosilcev, rumeni pa znotraj vodoravnih nosilcev. Kosi so bili večinoma zlepljeni na mestu z nekaj 1/2 kvadratnih moznikov in nekaj trdnih žebljev za trdnost.

Natisnjene plošče iz prejšnjega koraka sem uporabil za določitev natančne postavitve nosilcev okvirja. Ko končate, se glavne, napajalne in decimalne vhodno-izhodne plošče prilegajo okvirju in dobro podprte z modrimi in rumenimi nosilci. Morda boste morali robove nekaterih plošč nekoliko pobrusiti, da se prilegajo.

Ko sem končal, sem konzolo pobarval v svetlo modro barvo blizu izvirnika.

3. korak: Najbolj prikovan del zgradbe

Žal se nisem mogel upreti! Če želite izdelati Minivac 601, morate sprednjim ploščam dodati veliko majhnih zakovic (po mojem štetju 388) skupaj z ustreznimi spajkalnimi čepki na zadnji strani. Zakivke ali ušesca omogočajo vstavljanje in priključitev mostičnih žic, ki se uporabljajo za ustvarjanje vezij, spajkalni čepi pa omogočajo pritrditev zakovic na stikala, luči itd. Tu so deli, ki sem jih uporabil (z nekaj rezervnimi deli, dodanimi k štetju):

• Ploščati priključek terminala 400 z gladkim robom-številka dela Digi-Key 36-4004-ND
• 400 2,06 "(2,26 mm) očesca, medenina, pocinkana-številka dela Digi-ključa 36-35-ND

Niso bili poceni, vendar sem prepričan, da jih lahko kupite v tujini po ugodnejši ceni, če ste pripravljeni počakati na pošiljko (bil sem preveč nestrpen). Poleg tega boste za namestitev zakovice potrebovali orodje. Pri Amazonu sem kupil naslednje (glej zgornje slike):

CRAFTMEmore Grommet orodje za luknjanje nastavkov nakovalo in luknjač za nanašanje drobnih vložkov 0,08 "(2 mm) in 0,12" (3 mm)

Naredil sem šablono, da je plošča, na kateri sem delal, med nastavitvijo ušesa (glej zgoraj). Vključil sem odrezano datoteko za vbodno ploščo, izdelano iz vezanega lesa 1/8 palca in nekaj odpadnega lesa za dvižne deske. Izrežite dva kvadrata enake velikosti, enega z vključeno luknjo in enega brez, ter ju zlepite skupaj. Ko stojite v luknji, dodajte dvižne vodnike, da bodo poravnani z vrhom nakovala.

Za nastavitev kovice jo potisnite skozi luknjo od sprednje strani plošče do zadnje strani. Majhno luknjo spajkalnega ušesa postavite nad štrlečo zakovico. Glavo zakovice postavite na sredino nakovala (hrbtna stran plošče mora biti obrnjena navzgor). Gred nastavka za zakovice (imenovano kladivo) vstavite v luknjo za zakovice in ko je vse poravnano, nekajkrat ostro udarite po kladivu z majhnim kladivom. Spajkalni čep bi moral biti zdaj trdno pritrjen na ploščo in luknja za zakovice mora biti neovirana. Ponovite še 387 -krat. Verjemite mi, v tem boste zelo dobri!

Na zgornji sliki je zadnji del plošče z decimalnimi vhodi in izhodi z nameščenimi zakovicami in ušesi. Oglejte si nekaj naslednjih slik v tem navodilu, da določite optimalno orientacijo spajkalnih čepov za druge plošče.

4. korak: Nabavite dele

Glavne komponente, ki se uporabljajo pri izdelavi Minivac 601, so naslednje:

• 13 12V svetilke za montažo na plošče - te sem našel v lokalni trgovini s presežki za nekaj dolarjev. Imajo montažni premer približno 15 mm.
• 7 Drsna stikala za montažo na ploščo DPDT - Spet jih najdemo v trgovini s presežki poceni. Montažne luknje morajo biti 28 mm narazen od sredine do sredine in so nameščene pod ploščami. Bonus je bilo najti tiste z rdečimi drsniki, ki ustrezajo izvirniku. Za pritrditev sem uporabil vijake M3 x 8 mm z maticami.
• 6 Stikalna stikala za pritrditev na ploščo SPDT-številka dela Digi-Key 1568-1476-ND (rdeča).
• 6 12V DPDT releji-NTE Electronics R14-11D10-12 Series R14 Rele za enosmerni tok splošnega namena iz Amazona
• Vtičnica za pritrditev na eno ploščo - ta se mora ujemati z vtičem katerega koli 12V 2A "stenskega bradavičnega" transformatorja, ki ga izberete za ta projekt.
• 1 Rotacijsko stikalo - za ustvarjanje vrtljivega stikala uporabite vrtljivo stikalo z večinoma 3D tiskanjem, vendar za to uporabite datoteke STL. Te datoteke zagotavljajo pravo gred 4 mm (namesto 1/8 palca) in dodal sem nastavitvene vijake za dele rotorja in gumba.
• 1 Izklopno stikalo - Za ustvarjanje izklopnega stikala uporabite stikalo za izklop, ki temelji na elektromagnetnih instrumentih.

5. korak: Napolnite napajalno ploščo

Potrebni so dodatni deli:

• 1 12V napetostni regulator - uporabite del T7812 z nazivno močjo 2A ali boljšim.
• 1,33 uF kondenzator
• 1,1 uF kondenzator (neobvezno)

Začnite z namestitvijo luči, drsnega stikala in vtičnice na ploščo, kot je prikazano na prvi sliki zgoraj. Za napajanje Minivac 601 sem uporabil 12 -voltni regulator napetosti, ki sem ga pravkar "mrtvo priključil" na spodnjo stran komponent plošče. Za podrobnosti glejte sheme in slike zgoraj. Ko končate ožičenje napajalnika, bi morali biti sposobni priključiti transformator in lučka na plošči mora prižgati. Z večmetrskim preskusom dobite 12V odčitke iz točk + in - na modrem napajalnem pasu.

Opombe o napajalni plošči:

• Power panel sem zgradil, preden sem začel uporabljati spajkalne čepe, zato je bila konstrukcija nekoliko drugačna. V tem primeru sem zakovice "ovil" z golo bakreno žico 22 AWG in jih nato namestil s nakovalom in kladivom. Za Matrix to deluje zelo dobro, vendar je bil postopek zavijanja precej dolgočasen. Če bi to moral ponoviti, bi uporabil spajkalne čepke.
• Napajalnik je priključen na točki + in - razdelilnik na plošči. Poleg tega je majhen konektor molex za pritrditev točk razdelilnika z glavne plošče. To omogoča enostavno odstranitev vseh plošč za vzdrževanje.
• Zaenkrat je zalepljen dodaten par napajalnih žic, ki jih lahko uporabim za motor vrtljivega stikala za različico 1.0.

6. korak: Zapolnite glavno ploščo

Spajkalne čepe pripravite tako, da vsak par ušes na glavni plošči obrnete drug proti drugemu (z uporabo zakovice kot vrtilne točke), dokler se velike luknje ne poravnajo med seboj. Konce poravnanih ušes previdno upognite za nekaj stopinj (za to dobro delujejo klešče z igelnim nosom). Z zgornjimi fotografijami določite optimalno orientacijo vsakega ušesa.

Luči, releje, drsnike in stikala na gumb pritrdite na glavno ploščo, kot je prikazano na prvi sliki zgoraj. Drsna stikala so pritrjena z vijaki in maticami M3 x 8 mm. Z uporabo zgornjih fotografij kot vodila previdno spajkajte nameščene dele na ušesa s kratkimi dolžinami 22 AWG priključne žice (uporabil sem trdno jedro). Zakovice za vsak del so precej dobro označene glede tega, kaj naj bi storile v primeru, da težko ugotovite povezave s slik.

Povežite vse vtiče + razdelilnika + in vse vtikače vmesnega pasu skupaj, tako da ostane dovolj žice, da jih pritrdite na napajalno ploščo. Za lažje razstavljanje in vzdrževanje sem po potrebi uporabil majhne priključke molex.

OPOZORILO: Med spajkanjem čepov bo plastika okoli ustrezne zakovice postala precej mehka. Med spajkanjem žice na čep in še približno 10 sekund ne poskušajte pritisniti na čep v nobeni smeri. Pri spajkanju žic na čepe poskušajte zmanjšati čas, ki ga porabi toplota. Prepričajte se, da je spajka povezana z žico in obema spajkalnima ušesama.

7. korak: Vnesite decimalno ploščo za vnos-izhod

OPOMBA: Nova motorizirana različica rotacijskega stikala je bila objavljena kot navodila za uporabo. Prosimo, uporabite:

Minivac 601 (različica 1.0) Motorno rotacijsko stikalo

namesto tega koraka (razen če ste zadovoljni s preprostejšo ročno različico, predstavljeno tukaj).

Potrebni so dodatni deli:

• 2 5 mm LED diode - te so bile iz moje škatle, zato nisem prepričan, kakšna je bila napetost.
• 1 upor (neobvezno) - uporabil sem upor 3,1 k ohmov in zdi se, da dobro deluje z 12V napajanjem.
• 1 4 mm gred - uporabil sem klavirsko žico. Dolg mora biti najmanj 45 mm.

Preden zaženete to ploščo, naredite vrtljivo stikalo za večinoma 3D tiskalnik in stikalo za izklop stikala, ki temelji na solenoidu. Pripravite tudi spajkalne nastavke kot v prejšnjem koraku.

Telo vrtljivega stikala prilepite na zadnjo stran decimalne vhodno-izhodne plošče in pazite, da luknjo na dnu ohišja poravnate s sredinsko luknjo plošče. Prepričajte se tudi, da so trstična stikala natančno postavljena med 16 parov spajkalnih čepov po obodu stikala.

Stikalo za izklop prilepite na hrbtno stran, kot tudi na drugo zgornjo sliko.

Izvrtajte dve dodatni 5 mm luknji v decimalni vhodno-izhodni plošči tik pod besedilom ARM. Od centra do centra morajo biti 14 mm narazen in poravnani s krožnimi puščicami na ploščici smernikov motorja. "Mrtva napaka" ožiči LED diode na podlagi zgornjega vezja, pri čemer pazite, da so središča LED 14 mm narazen in jih prilepite na zadnjo stran plošče v luknjah, ki ste jih pravkar izvrtali. Namestiti jih je treba le delno v luknje. Ploščo kazalcev smeri motorja prilepite na sprednjo stran plošče, kot je prikazano na zgornji sliki, da prekrije luknje.

Žica v vrtljivem stikalu. Najprej odstranite dovolj izolacije iz žice s trdnim jedrom 22 AWG, tako da se goli baker popolnoma ovije okoli ohišja vrtljivega stikala in ostane pritrjenih vsaj 3 cm izolirane žice. Golo žico previdno spajkajte na spodnje vodnike vseh 16 trstičnih stikal, ki jih povezujejo. Začeti in končati morate v položaju, ki ga prikazuje rumena žica na sliki 3 zgoraj, tako da lahko žico pritrdite na spajkalni čep ARM plošče. S kratkimi žicami 22 AWG priključite zgornji kabel vsakega trstičnega stikala na ustrezen spajkalni čep (zgoraj zelene žice). Te povezave zahtevajo malo občutljivega dotika, da se plastika ne stopi.

Na podlagi fotografij ožičite stikalo za izklop in LED diode za smernike gibanja.

Matice M3 potisnite v reže na dnu gumba vrtljivega stikala in na vrhu rotorja vrtljivega stikala. Privijte štiri vijake M3 x 8 mm s strani v te matice, dokler ne pridejo do luknje za gred, da delujejo kot nastavitveni vijaki. Vzemite 4 mm gred in pritrdite vrtljivi gumb stikala na en konec z nastavitvenimi vijaki. Potisnite gred z gumbom, pritrjenim z vrha decimalne vhodno-izhodne plošče skozi osrednjo luknjo, dokler ni ročaj približno 2 mm nad ploščo. Z zadnje strani plošče potisnite rotor navzdol po gredi v ohišje vrtljivega stikala, kolikor se da, vendar ne premočno. Ročaj poravnajte tako, da kaže v isto smer kot spodnji magnet rotorja, nato privijte nastavitvene vijake rotorja. Rotacijsko stikalo se mora prosto vrteti z "zaustavitvami" pri vsaki od 16 številk.

8. korak: Končna montaža

Naseljene plošče pritrdite na okvir konzole. Uporabil sem Velcro trakove, da sem jih držal na mestu, da sem jih lahko po potrebi izvlekel za vzdrževanje. Kable napeljite od napajalne plošče do drugih mest na modrem razdelilniku. Skozi navpične nosilce sem izvrtal nekaj lukenj za vodenje žic. Na zgornji sliki je kabel, ki sem ga včasih uporabljal s priključki Molex. Vklopite Minivac 601 in z večmetrom preverite, ali vse točke + in - na modrem napajalnem pasu registrirajo 12V.

9. korak: Naredite krmilne kable

Minivac 601 "programirate" tako, da priključite žice v kovice za različne komponente in tako ustvarite vezja. Za izdelavo teh žičnih priključkov boste potrebovali naslednje dele:

• 100 22-16 konektorjev za zadnjice-Hilitchi 100 kosov 22-16 merilnih zadnjic izoliranih spojnih sponk Električni žice za stiskanje žic iz Amazona
• 100 konusnih zatičev - številka dela Spaenaur 239-497
• 75 čevljev (ali tako) 20 AWG priključne žice

Potrebno je tudi orodje za stiskanje priključkov. Kupil sem naslednje:

Titan 11477 zatična žica z zatičem iz Amazonke

Ustvaril sem patch kable v 3 dolžinah, 8, 16 in 24 palcev. Za lažjo identifikacijo sem uporabil 3 različne barve rumeno, rdečo in modro, ker je to storil tudi original. Naredil sem 20 vsakih od 8 (rumenih) in 16 (rdečih) palčnih dolžin ter 10 od 24 (modrih) palčnih žic. Za nekatere naprednejše poskuse boste morda potrebovali več.

Uporabite priključke za zadnjico in z orodjem za stiskanje pritrdite konusni zatič na konce vsake žice. Končni konus večjega premera se vstavi v priključek. Oglejte si zgornjo sliko. Ugotovil sem, da imam trdnejšo povezavo z zakovicami, če sem konusni zatič vstavil le približno 1/2 poti v zadnjico pred stiskanjem (izpostavil del konusa nekoliko večjega premera). Zdi se, da to ni vplivalo na kakovost stiskanja.

10. korak: Testiranje

Zdaj bi morali imeti vse, kar potrebujete za preskusno vožnjo z Minivac 601. Predlagam, da začnete tako, da vklopite enoto in delate skozi "eksperimente", razpršene po treh odličnih priročnikih. Kljub velikemu številu povezav, ki sestavljajo Minivac 601, je še vedno precej preprosta naprava. Razen občasno slabega spajkalnega spoja ni veliko, kar bi lahko šlo narobe.

Na zgornji sliki, različici poskusa 9, je minivakov rele 2 "programiran", da deluje kot zapah. Če pritisnete drugi gumb, se rele vklopi in prižge luč 2. Lučka bo ostala prižgana tudi po tem, ko ste gumb sprostili. S pritiskom na tretji gumb se rele sprosti in lučka ugasne.

11. korak: Zadnje misli

Vsi projekti, na katerih delam zadnje čase, sledijo istemu vzorcu:

• So replike kul računalniških igrač in naprav iz 60. let.
• Imajo izjemno izobraževalno vrednost.
• Predstavite edinstvene in omembe vredne modele.
• Zaradi starosti so postali redki in zato dragi in težko dostopni.
• In morda najpomembneje, da so oni in njihovi oblikovalci vredni spomina in časti.

Minivac 601 preveri vse te škatle in nato še nekaj. Med Minivac 601 in kasnejšim izdelkom Minivac 6010, ki je bil prodan korporacijam, je veliko ljudi spoznalo digitalna vezja in računalniške koncepte.

Resnično zelo kul naprava, ki si jo je vredno zapomniti.