Replika Minivac 601 (wersja 0.9): 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Stworzony przez pioniera teorii informacji Claude'a Shannona jako zabawka edukacyjna do nauczania obwodów cyfrowych, zestaw komputerowy Minivac 601 został reklamowany jako elektromechaniczny cyfrowy system komputerowy. Wyprodukowany przez Scientific Development Corporation na początku lat 60-tych sprzedawany był za 85,00 USD (dziś około 720 USD).

Minivac 601 wykorzystywał przekaźniki elektromechaniczne jako przełączniki logiczne, a także do bardzo podstawowego przechowywania. Proste przełączniki DPDT i przyciski SPDT tworzą wejścia binarne ze światłami reprezentującymi wyjścia. Duża zmotoryzowana tarcza pozwalała użytkownikowi wprowadzać liczby dziesiętne lub szesnastkowe, a także wyprowadzać liczby lub działać jako generator sygnału zegarowego. Więcej informacji na temat Minivac 601 można znaleźć tutaj:

• Wikipedia
• Centrum Historii Informatyki
• Archiwum komputerowe linii czasu

Prezentowany tutaj Instructable dotyczy pełnowymiarowej repliki tego Minivaca 601 z 1961 roku. Starałem się pozostać jak najbardziej wierny oryginałowi, biorąc pod uwagę dostępne mi technologie i zasoby. Nie posiadam jednostki "vintage" więc replika została zbudowana na podstawie zdjęć i oryginalnych instrukcji, które były dostępne online. Dołączyłem te instrukcje w formacie PDF w ramach tego projektu. Zaniosłem te pliki do lokalnego centrum kopiowania i wydrukowałem je jako spiralne broszury, które widzisz powyżej. Jestem bardzo zadowolona z wyników.

Więc jak blisko jest ta replika?

Ponieważ „rama” oryginalnego Minivaca 601 została wykonana z drewna, mam wrażenie, że wykonałem całkiem rozsądną reprodukcję. Nie jestem pewien, z czego wykonano górne panele, ale ta replika jest wydrukowana w 3D. Oryginał miał wbudowany transformator i używał zasilania sieciowego. Ze względów bezpieczeństwa zdecydowałem się na użycie zwykłego „brodawki ściennej” 12 V, zastępując „bezpiecznik” na panelu zasilania gniazdem zasilającym 2,1 mm.

Pozyskiwanie części elektronicznych było dość proste, jednak znalezienie części dokładnie pasujących do wyglądu oryginału było trudniejsze. Udało mi się znaleźć przełączniki suwakowe w moim lokalnym sklepie z nadwyżkami, które wydają się prawie identyczne. Światła, które znalazłem w tym samym sklepie z przeróbkami, nie wyglądały odpowiednio, ale udało mi się wydrukować dla nich „czapki” 3D, które były bardziej zgodne ze zdjęciami. Skończyło się na tym, że zaopatrzyłem się w przekaźniki, które nie wyglądają tak źle i można je dopasować jeszcze lepiej, usuwając przezroczyste osłony przeciwpyłowe (zdecydowałem tego nie robić). Przyciski są znacznie większe niż w oryginale, ale są łatwo dostępne i mają solidne przełączniki w stylu „arcade”, więc poszedłem z nimi. Przełącznik obrotowy zaprojektowałem specjalnie do tego projektu, dzięki czemu uzyskuje dość wysokie oceny za autentyczny wygląd. Zobacz mój przełącznik obrotowy głównie drukowany w 3D, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Największą luką i powodem, dla którego nazywam tę wersję 0.9, jest to, że funkcja zmotoryzowanego przełącznika obrotowego nie została jeszcze zaimplementowana. Miałem wersję, która działała, ale nie była wystarczająco niezawodna. Więc wracam do deski kreślarskiej, jak mówią, żeby to naprawić. Tymczasem przełącznik obrotowy świetnie sprawdza się w trybie ręcznym. W międzyczasie zaimplementowałem więc mechanizm sygnalizacji, który wskazuje, kiedy silnik jest „załączony” i w jakim kierunku należy obrócić wirnik. W tej wersji proszę operatora, aby był motorem. W ten sposób można przeprowadzić wszystkie "eksperymenty" wymienione w trzech podręcznikach. Po zakończeniu wersja zmotoryzowana będzie „wpuszczanym” zamiennikiem tylko panelu wejścia-wyjścia cyfrowego.

Krok 1: Wydrukuj części

Rozdzielczość druku: 0,2 mm

Wypełnienie: 20%

Obwody: 5 (Wszystkie otwory w górnych panelach powinny być bardzo "solidne", aby wspierać lutowanie części.)

Filament: AMZ3D PLA w kolorze czarnym, białym i czerwonym

Uwagi: Wszystkie części zostały wydrukowane w PLA bez podpór. Aby stworzyć Minivac 601 musisz wydrukować następujące części:

• 1 Panel Główny - W zależności od rozmiaru stołu roboczego możesz wydrukować Panel Główny jako 1, 2 lub 4 sztuki. Większość prawdopodobnie wydrukuje 4 sztuki: dolny lewy i prawy oraz górny lewy i prawy. Druk w kolorze czarnym. Ustawiłem pauzę przy znaku 2,20 mm, aby zmienić filament na biały, aby wydrukować tekst panelu.
• 1 binarny pasek wyjściowy - Wydrukuj jako 1 lub 2 sztuki. Drukuj na niebiesko, zatrzymaj się na 1,20 mm i przełącz na biały w przypadku tekstu.
• 1 wtórny pasek do przechowywania - Wydrukuj jako 1 lub 2 sztuki. Drukuj na niebiesko, zatrzymaj się na 1,20 mm i przełącz na biały w przypadku tekstu.
• 1 binarny pasek wejściowy - Drukuj jako 1 lub 2 sztuki. Drukuj w kolorze niebieskim.
• 1 Panel wejścia-wyjścia dziesiętnego - Drukuj w kolorze czarnym, przerwij na 2,20 mm i przełącz na biały w przypadku tekstu.
• 1 Panel zasilania - Drukuj w kolorze czarnym, przerwij na 2,20 mm i przełącz na biały w przypadku tekstu.
• 1 listwa na panelu zasilania - drukuj na niebiesko, zatrzymaj się na 1,20 mm i przełącz na biały w przypadku tekstu.
• 13 Light Cover (opcjonalnie) – wydrukowałem je na czerwono, aby zakryć światła, które pozyskałem, aby wyglądały bardziej jak oryginał.
• 6 Podstawa przekaźników (opcja) - Zakładam, że przekaźniki, które są źródłem innych, będą dość zróżnicowane pod względem konfiguracji, więc po prostu umieściłem prostokątne otwory w panelu głównym dla przekaźników i wydrukowałem te wkładki dla przekaźników, których użyłem. Powinny po prostu zatrzasnąć się w panelu głównym.
• 1 Wskaźniki kierunku silnika - Drukuj na czerwono i zatrzymaj się co 0,60 mm i przełącz na czarny tekst.

Post Printing: Zainstaluj niebieskie paski w odpowiednich gniazdach na różnych panelach w oparciu o powyższe zdjęcia. Użyłem niewielkiej ilości Ultra Gel Super Glue, aby utrzymać je na miejscu. W przypadku pasków, które je posiadają, upewnij się, że otwory na nity są wyrównane.

Krok 2: Zbuduj pudełko

Wyciąłem laserowo ramę konsoli z pojedynczego kawałka sklejki o wymiarach 2 x 4 stopy. W załączeniu znajdziesz użyty plik cięcia. Na powyższych rysunkach przedstawiono przybliżoną pozycję każdego elementu w ramie. Czerwone to najwyższe elementy zewnętrzne, niebieskie nieco krótsze wewnątrz pionowych wsporników, a żółte wewnątrz poziomych wsporników. Kawałki były w większości przyklejone na miejscu z około 1/2 kwadratowymi kołkami i kilkoma gwoździami dodanymi dla wzmocnienia.

Wykorzystałem wydrukowane panele z poprzedniego kroku, aby określić dokładne rozmieszczenie podpór ramy. Po zakończeniu panele Main, Power i Decimal Input-Output powinny pasować do ramy i być dobrze podparte przez niebieskie i żółte wsporniki. Być może będziesz musiał trochę przeszlifować krawędzie niektórych paneli, aby dopasować je, tak zrobiłem.

Po skończeniu pomalowałem konsolę na jasnoniebieski kolor zbliżony do oryginału.

Krok 3: Najbardziej intrygująca część kompilacji

Przepraszam, że nie mogłem się oprzeć! Aby zbudować Minivac 601 musisz dodać wiele małych nitów (388 według moich obliczeń) do przednich paneli wraz z odpowiadającymi im końcówkami do lutowania z tyłu. Nity lub oczka zapewniają miejsce na włożenie i podłączenie przewodów połączeniowych używanych do tworzenia obwodów, a końcówki lutownicze umożliwiają przymocowanie nitów do przełączników, świateł i tym podobnych. Oto części, których użyłem (z kilkoma dodanymi częściami):

• Złącze płaskie 400 Smooth Edge Lug Terminal - numer części Digi-Key 36-4004-ND
• 400 0.089" (2.26mm) Oczka Mosiądz, Cynowane - Numer części Digi-Key 36-35-ND

Nie były tanie, ale jestem pewien, że możesz je kupić w lepszej cenie za granicą, jeśli chcesz poczekać na wysyłkę (byłem zbyt niecierpliwy). Dodatkowo potrzebne będzie narzędzie do osadzania nitów. Kupiłem następujące produkty od Amazon (patrz zdjęcia powyżej):

CRAFTMEmore Grommet Tool Seter do dziurkacza oczkowego kowadełko i wycinak do dziurkowania do nakładania małych przelotek 0,08" (2 mm) i 0,12" (3 mm)

Zrobiłem przyrząd, aby utrzymać panel, nad którym pracowałem, na poziomie podczas ustawiania oczka (patrz wyżej). Dołączyłem wycięty plik do przyrządu, który został wykonany ze sklejki 1/8 cala i trochę kawałków drewna na podstopnice. Wytnij dwa kwadraty tego samego rozmiaru, jeden z otworem, a drugi bez, i sklej je razem. Dodaj podstopnice tak, aby znajdowały się na poziomie wierzchołka kowadła, gdy jest ono osadzone w otworze.

Aby założyć nit, przełóż go przez otwór od przodu panelu do tyłu. Umieść mały otwór końcówki lutowniczej nad wystającym nitem. Umieść łeb nitu na środku kowadła (tylny panel powinien być skierowany do góry). Włóż trzonek nitownicy (tzw. młotek) do otworu nitu, a gdy wszystko jest wyrównane, uderz kilka razy młotkiem nitownicy małym młotkiem. Końcówka lutownicza powinna być teraz mocno przymocowana do panelu, a otwór na nit powinien być drożny. Powtórz jeszcze 387 razy. Zaufaj mi, będziesz w tym bardzo dobry!

Powyżej pokazano tył panelu dziesiętnego wejścia-wyjścia z zainstalowanymi wszystkimi nitami i końcówkami. Zobacz niektóre z poniższych zdjęć w tej instrukcji, aby określić optymalną orientację końcówek lutowniczych dla innych paneli.

Krok 4: Zakup części

Główne komponenty użyte w tej konstrukcji Minivaca 601 są następujące:

• 13 12-woltowych lampek do montażu na panelu – znalazłem je w lokalnym sklepie z wyrobami po kilka dolarów za sztukę. Mają średnicę montażową około 15 mm.
• 7 przełączników suwakowych DPDT do montażu na panelu - Znowu można je znaleźć w sklepie z nadwyżkami. Otwory montażowe powinny znajdować się w odległości 28 mm od środka do środka i są montowane pod panelami. Znalezienie tych z czerwonymi suwakami pasującymi do oryginału było bonusem. Użyłem śrub M3 x 8 mm z nakrętkami, aby zabezpieczyć je na miejscu.
• 6 przełączników przyciskowych SPDT do montażu na panelu - numer części Digi-Key 1568-1476-ND (czerwony).
• 6 przekaźników 12V DPDT - NTE Electronics R14-11D10-12 Seria R14 Przekaźnik DC ogólnego przeznaczenia firmy Amazon
• 1 Gniazdo zasilania do montażu na panelu - powinno pasować do wtyczki dowolnego transformatora ściennego 12 V 2 A, który wybierzesz do tego projektu.
• 1 Przełącznik obrotowy – Użyj instruktażowego przełącznika obrotowego głównie drukowanego w 3D, aby utworzyć przełącznik obrotowy, ale użyj do tego dostarczonych plików STL. Te pliki zapewniają prawdziwy wałek 4 mm (zamiast 1/8 cala) i dodałem śruby dociskowe do części Rotor i Knob.
• 1 Wyłącznik - użyj instruktażowego wyłącznika na bazie elektromagnesu, aby utworzyć wyłącznik.

Krok 5: Wypełnij panel zasilania

Wymagane dodatkowe części:

• 1 regulator napięcia 12 V - użyj części T7812 o wartości 2 A lub wyższej.
• Kondensator 1,33 uF
• Kondensator 1,1 uF (opcjonalnie)

Zacznij od zamontowania światła, przełącznika suwakowego i gniazda zasilania na panelu, jak na pierwszym obrazku powyżej. Do zasilania Minivaca 601 użyłem regulatora napięcia 12V, który po prostu „podsłuchiwałem” na spodzie elementów panelu. Zobacz schemat i zdjęcia powyżej, aby uzyskać szczegółowe informacje. Po zakończeniu podłączania zasilania powinno być możliwe podłączenie transformatora i powinno zaświecić się oświetlenie panelu. Za pomocą testu multimetrowego uzyskasz odczyt 12 V z punktów + i - na niebieskiej listwie zasilającej.

Uwagi na panelu zasilania:

• Zbudowałem panel zasilania zanim zacząłem używać końcówek lutowniczych, więc konstrukcja była trochę inna. W tym przypadku "owinąłem" nity gołym drutem miedzianym 22 AWG, a następnie umieściłem je na miejscu za pomocą kowadła i młotka. W przypadku Matrix działa to całkiem nieźle, ale proces owijania był dość żmudny. Gdybym miał to zrobić ponownie, użyłbym końcówek lutowniczych.
• Zasilacz podłącza się do punktów listwy zasilającej + i - na panelu. Dodatkowo istnieje małe złącze molex do podłączenia punktów listwy zasilającej z Panelu Głównego. Pozwala to na łatwy demontaż wszystkich paneli w celu konserwacji.
• Na razie odklejono dodatkową parę przewodów zasilających, których mogę użyć do silnika Rotary Switch w wersji 1.0.

Krok 6: Wypełnij panel główny

Przygotuj występy lutownicze, obracając każdą parę występów na panelu głównym do siebie (używając nitu jako osi), aż duże otwory wyrównają się ze sobą. Ostrożnie zagnij końce wyrównanych występów o kilka stopni w górę (do tego dobrze sprawdzą się małe szczypce). Skorzystaj z powyższych zdjęć, aby określić optymalną orientację każdego ucha.

Zamontuj światła, przekaźniki, suwaki i przełączniki przyciskowe na Panelu Głównym jak na pierwszym obrazku powyżej. Przełączniki suwakowe mocowane są za pomocą śrub i nakrętek M3 x 8mm. Posługując się powyższymi zdjęciami jako wskazówką, ostrożnie przylutuj zamontowane części do uch przy użyciu krótkich odcinków drutu przyłączeniowego 22 AWG (ja użyłem solidnego rdzenia). Nity dla każdej części są dość dobrze oznakowane, co do tego, co mają robić, na wypadek, gdybyś miał trudności z ustaleniem połączeń ze zdjęć.

Połącz ze sobą wszystkie końcówki + listwy zasilającej i wszystkie końcówki - listwy zasilającej, pozostawiając wystarczającą ilość dodatkowego przewodu, aby przymocować je do panelu zasilania. Użyłem małych złączy molex, aby w razie potrzeby ułatwić demontaż w celu konserwacji.

UWAGA: Podczas lutowania końcówek plastik wokół odpowiedniego nitu stanie się dość miękki. Staraj się nie wywierać żadnego nacisku na ucho w żadnym kierunku podczas lutowania drutu do ucho i przez około 10 sekund później. Postaraj się zminimalizować czas dostarczania ciepła podczas lutowania przewodów do końcówek. Upewnij się, że lut łączy się z drutem i obydwoma końcówkami lutowniczymi.

Krok 7: Wypełnij dziesiętny panel wejścia-wyjścia

UWAGA: Nowa zmotoryzowana wersja przełącznika obrotowego została opublikowana jako instrukcja. Proszę użyć:

Minivac 601 (wersja 1.0) Zmotoryzowany przełącznik obrotowy

zamiast tego kroku (chyba że jesteś zadowolony z prostszej wersji podręcznika przedstawionej tutaj).

Wymagane dodatkowe części:

• 2 diody LED 5 mm - były poza moim pudełkiem na śmieci, więc nie jestem pewien, jakie było napięcie.
• 1 Rezystor (opcjonalnie) - Użyłem rezystora 3.1K Ohm i wydaje się, że działa dobrze z zasilaniem 12V.
• 1 4 mm Trzpień - użyłem drutu fortepianowego. Musi mieć co najmniej 45 mm długości.

Przed uruchomieniem tego panelu wykonaj instrukcje dotyczące głównie przełącznika obrotowego drukarki 3D i przełącznika odcinającego opartego na solenoidzie. Przygotuj również końcówki lutownicze jak w poprzednim kroku.

Przyklej korpus przełącznika obrotowego do tylnej części panelu dziesiętnego wejścia-wyjścia, uważając, aby wyrównać otwór w dolnej części korpusu ze środkowym otworem panelu. Upewnij się również, że kontaktrony są dokładnie ustawione między 16 parami końcówek lutowniczych na obwodzie przełącznika.

Przyklej wyłącznik odcinający do tyłu, jak również na drugim obrazku powyżej.

Wywierć dwa dodatkowe otwory 5 mm w dziesiętnym panelu wejścia-wyjścia tuż pod tekstem ARM. Powinny one znajdować się w odległości 14 mm od środka do środka i być wyrównane z okrągłymi strzałkami na płycie wskaźników kierunku silnika. „Dead bug” połącz diody LED ze sobą w oparciu o obwód powyżej, upewniając się, że środki diod LED są oddalone od siebie o 14 mm i przyklej je z tyłu panelu w otworach, które właśnie wywierciłeś. Powinny być umieszczone tylko częściowo w otworach. Przyklej płytkę wskaźników kierunku silnika do przedniej części panelu, jak na powyższym obrazku, zakrywając otwory.

Przewód w przełączniku obrotowym. Najpierw usuń wystarczającą izolację z drutu litego 22 AWG, aby goła miedź owinęła się całkowicie wokół korpusu przełącznika obrotowego i pozostało co najmniej 3 cale izolowanego drutu. Ostrożnie przylutuj goły przewód do dolnych wyprowadzeń wszystkich 16 kontaktronów, łącząc je ze sobą. Powinieneś zaczynać i kończyć się w pozycji pokazanej przez żółty przewód na obrazku 3 powyżej, aby przewód mógł być przymocowany do końcówki lutowniczej ARM panelu. Przy krótkich odcinkach przewodu 22 AWG podłącz górny przewód każdego kontaktronu do odpowiadającego mu końcówki lutowniczej (zielone przewody powyżej). Połączenia te wymagają delikatnego dotyku, aby nie stopić plastiku.

Podłącz wyłącznik odcięcia i diody LED do wskaźników kierunku ruchu na podstawie zdjęć.

Wciśnij nakrętki M3 w szczeliny w dolnej części pokrętła przełącznika obrotowego i na górze wirnika przełącznika obrotowego. Wkręć cztery śruby M3 x 8 mm z boków w te nakrętki, aż dotrą do otworu w wale, aby działały jak śruby dociskowe. Weź wałek 4 mm i przymocuj pokrętło przełącznika obrotowego do jednego końca za pomocą śrub ustalających. Wsuń wałek z przymocowanym pokrętłem od góry dziesiętnego panelu wejścia-wyjścia przez środkowy otwór, aż pokrętło znajdzie się około 2 mm nad panelem. Z tyłu panelu wsuń Rotor w dół wałka do korpusu przełącznika obrotowego tak daleko, jak to możliwe, ale nie za mocno. Ustaw pokrętło tak, aby było skierowane w tym samym kierunku co dolny magnes wirnika, a następnie dokręć śruby ustalające wirnika. Przełącznik obrotowy powinien się swobodnie obracać z „zatrzymaniami” przy każdej z 16 cyfr.

Krok 8: Montaż końcowy

Przymocuj wypełnione panele do ramy konsoli. Użyłem pasków na rzepy, aby utrzymać je na miejscu, aby w razie potrzeby móc je wysunąć, aby wykonać konserwację. Poprowadź przewody z panelu zasilania do innych miejsc na niebieskiej listwie zasilającej. Wywierciłem kilka otworów w pionowych wspornikach, aby poprowadzić przewody. Powyżej pokazano kabel, którego użyłem do tego za pomocą złączy Molex. Włącz Minivac 601 i użyj multimetru, aby sprawdzić, czy wszystkie punkty + i - na niebieskiej listwie zasilającej rejestrują się jako 12V.

Krok 9: Wykonaj kable krosowe

„Programujesz” Minivac 601 przez podłączenie przewodów do punktów nitowania różnych komponentów, tworząc w ten sposób obwody. Aby utworzyć te łączniki przewodów, będziesz potrzebować następujących części:

• 100 22-16 Złącza końcówek pomiarowych - Hilitchi 100 szt. Końcówki spawów izolowanych 22-16 Złącza zaciskane do przewodów elektrycznych od Amazon
• 100 kołków stożkowych - numer części Spaenaur 239-497
• 75 stóp (około) przewodu przyłączeniowego 20 AWG

Wymagane jest również narzędzie do zaciskania złączy. Kupiłem:

Zaciskarka do zacisków drutowych Titan 11477 firmy Amazon

Stworzyłem kable krosowe w 3 długościach, 8, 16 i 24 cali. Użyłem 3 różnych kolorów: żółtego, czerwonego i niebieskiego, aby ułatwić identyfikację, ponieważ oryginał również to zrobił. Zrobiłem po 20 z 8 (żółtych) i 16 (czerwonych) długości oraz po 10 z 24 (niebieskich) przewodów. Możesz potrzebować więcej do niektórych bardziej zaawansowanych eksperymentów.

Użyj złączy doczołowych i przymocuj kołek stożkowy do końców każdego przewodu za pomocą narzędzia do zaciskania. Koniec kołka stożkowego o większej średnicy zostaje włożony do złącza. Zobacz zdjęcie powyżej. Stwierdziłem, że uzyskałem bardziej solidne połączenie z nitami, jeśli przed zaciśnięciem wsunąłem kołek stożkowy tylko na około 1/2 drogi do złącza doczołowego (odsłaniając nieco większą część stożka). Nie miało to wpływu na jakość zaciskania.

Krok 10: Testowanie

Powinieneś teraz mieć wszystko, czego potrzebujesz, aby przetestować Minivac 601. Sugerowałbym, abyś zaczął od włączenia zasilania i przepracowania „eksperymentów” rozłożonych w 3 doskonałych instrukcjach. Pomimo dużej liczby połączeń, które składają się na Minivac 601, nadal jest to dość proste urządzenie. Oprócz okazjonalnych wadliwych połączeń lutowniczych, niewiele może się nie udać.

Na powyższym obrazku, wariant Eksperymentu 9, przekaźnik 2 Minivaca jest „zaprogramowany” do działania jako zatrzask. Dotknięcie drugiego przycisku włączy przekaźnik i włączy lampkę 2. Lampka pozostanie włączona nawet po zwolnieniu przycisku. Naciśnięcie trzeciego przycisku spowoduje zwolnienie przekaźnika i zgaśnie światło.

Krok 11: Końcowe myśli

Wszystkie projekty, nad którymi ostatnio pracuję, przebiegają według tego samego schematu:

• Są to repliki fajnych zabawek i urządzeń komputerowych z lat 60-tych.
• Mają ogromną wartość edukacyjną.
• Prezentuj unikalne i godne uwagi projekty.
• Ze względu na swój wiek stały się rzadkie, a przez to drogie i trudne do zdobycia.
• A co najważniejsze, oni i ich projektanci są godni pamięci i uhonorowania.

Minivac 601 sprawdza wszystkie te pola, a następnie niektóre. Między Minivacem 601 a kolejnym produktem Minivac 6010, który był sprzedawany korporacjom, wiele osób dowiedziało się o układach cyfrowych i koncepcjach komputerowych.

Naprawdę bardzo fajne urządzenie warte zapamiętania.