Replika Minivac 601 (verze 0.9): 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Minivac 601 Digital Computer Kit, vytvořený průkopníkem teorie informací Claude Shannonem jako vzdělávací hračkou pro výuku digitálních obvodů, byl účtován jako elektromechanický digitální počítačový systém. Produkoval společnost Scientific Development Corporation na počátku 60. let a prodával se za 85,00 $ (dnes asi 720 $).

Minivac 601 používal elektromechanická relé jako logické spínače i pro velmi základní ukládání. Jednoduché přepínače DPDT a tlačítka SPDT tvořily binární vstupy, přičemž výstupy představují světla. Velký motorizovaný číselník umožňoval uživateli zadávat desítková nebo šestnáctková čísla a na výstup čísla nebo fungovat jako generátor hodinového signálu. Další informace o Minivac 601 naleznete zde:

• Wikipedie
• Centrum pro výpočetní historii
• Počítačový archiv časové řady

Zde uvedený Instructable je pro repliku Minivacu 601 v plné velikosti z roku 1961. Snažil jsem se zůstat co nejvěrnější originálu s ohledem na technologie a zdroje, které mám k dispozici. Nemám "vintage" jednotku, takže tato replika byla vyrobena na základě fotografií a původních příruček, které byly k dispozici online. Tyto příručky jsem zahrnoval ve formátu PDF jako součást tohoto projektu. Přinesl jsem tyto soubory do místního kopírovacího centra a nechal jsem je vytisknout jako brožury se spirálovou vazbou, které vidíte výše. S výsledky jsem opravdu spokojený.

Jak blízko je tedy tato replika?

Vzhledem k tomu, že „rám“pro původní Minivac 601 byl vyroben ze dřeva, mám pocit, že jsem provedl docela rozumnou reprodukci. Nejsem si jistý, z čeho byly vyrobeny horní panely, ale tato replika je vytištěna 3D. Původní měl vestavěný transformátor a používal síťové napájení. Z bezpečnostních důvodů jsem se rozhodl použít běžnou 12V „nástěnnou bradavici“, která nahradí „pojistku“na napájecím panelu zásuvkou 2,1 mm.

Získávání elektronických součástek bylo docela jednoduché, ale hledání částí, které přesně odpovídaly vzhledu originálu, bylo těžší. Měl jsem štěstí na posuvných přepínačích, kde jsem našel nějaké v mém místním přebytečném obchodě, které vypadají docela identicky. Světla, která jsem našel ve stejném přebytečném obchodě, neměla správný vzhled, ale dokázal jsem pro ně 3D tisknout „čepice“, které více odpovídaly fotografiím. Nakonec jsem sehnal relé, která nevypadají tak špatně, a bylo možné je ještě lépe sladit odstraněním průhledných prachových krytů (rozhodl jsem se, že ne). Tlačítka jsou podstatně větší než u originálu, ale jsou to snadno dostupné a robustní přepínače ve stylu „arkády“, takže jsem šel s nimi. Otočný přepínač jsem navrhl speciálně pro tento projekt, takže získává docela vysoké známky za autentický vzhled. Podrobnosti najdete v části Můj většinou 3D tištěný otočný přepínač.

Největší mezera a důvod, proč tuto verzi nazývám 0.9, je ten, že funkce motorizovaného otočného spínače dosud nebyla implementována. Měl jsem verzi, která fungovala, ale nebyla dostatečně spolehlivá. Vracím se tedy k rýsovacímu prknu, jak se říká, aby to opravil. Otočný přepínač mezitím funguje skvěle v manuálním režimu. Mezitím jsem implementoval signalizační mechanismus, který indikuje, kdy je motor „zapojen“a jakým směrem by měl být rotor otočen. U této verze žádám obsluhu, aby byla motorem. Tímto způsobem lze provádět všechny „experimenty“uvedené ve třech příručkách. Po dokončení bude motorizovaná verze nahrazovat pouze panel digitálního vstupu a výstupu.

Krok 1: Vytiskněte součásti

Rozlišení tisku:.2 mm

Výplň: 20%

Obvody: 5 (Všechny otvory v horních panelech by měly být velmi „robustní“, aby podporovaly pájení dílů.)

Vlákno: AMZ3D PLA v černé, bílé a červené barvě

Poznámky: Všechny díly byly vytištěny v PLA bez podpory. K vytvoření Minivac 601 budete potřebovat vytisknout následující díly:

• 1 Hlavní panel - V závislosti na velikosti tiskové podložky můžete vytisknout Hlavní panel jako 1, 2 nebo 4 kusy. Většina bude pravděpodobně tisknout 4 kusy: Dole vlevo a vpravo a Nahoře vlevo a vpravo. Tisk v černé barvě. Nastavil jsem pauzu na značce 2,20 mm, abych změnil vlákno na bílou, aby se vytiskl text panelu.
• 1 binární výstupní pás - tiskněte jako 1 nebo 2 kusy. Tiskněte modře, pozastavte na 1,20 mm a přepněte na bílou pro text.
• 1 sekundární skladovací proužek - tiskněte jako 1 nebo 2 kusy. Tiskněte modře, pozastavte na 1,20 mm a přepněte na bílou pro text.
• 1 binární vstupní proužek - tiskněte jako 1 nebo 2 kusy. Tiskněte modře.
• 1 Panel desítkového vstupu a výstupu - tiskněte černě, pozastavte na 2,20 mm a přepněte na bílou pro text.
• 1 Power Panel - Tiskněte černě, pozastavte na 2,20 mm a přepněte na bílou pro text.
• 1 Pás panelu napájení - Tiskněte modře, pozastavte na 1,20 mm a přepněte na bílou pro text.
• 13 Kryt světla (volitelný) - Vytiskl jsem je červeně, abych zakryl světla, která jsem získal, aby vypadaly více jako originál.
• 6 Reléová základna (volitelně) - Předpokládám, že relé z jiných zdrojů se budou ve svých montážních konfiguracích velmi lišit, a tak jsem na hlavní panel vložil obdélníkové otvory pro relé a vytiskl tyto vložky pro relé, která jsem použil. Měli by se jednoduše přichytit k hlavnímu panelu.
• 1 Indikátory směru motoru - Tiskněte červeně a pozastavte na 0,60 mm a přepněte na černý text.

Následný tisk: Nainstalujte modré proužky do příslušných slotů na různých panelech podle výše uvedených obrázků. Použil jsem malé množství Ultra Gel Super Glue, abych je držel na svém místě. U pásů, které je mají, zkontrolujte, zda jsou otvory pro nýty zarovnány.

Krok 2: Postavte krabici

Laserem jsem vyřezal rám konzoly z jednoho kusu 2 x 4 stopy překližky 1/8 palce. V příloze najdete použitý řezaný soubor. Hrubou polohu každého kusu v rámu naleznete na výše uvedených výkresech. Červené jsou nejvyšší vnější kusy, blues o něco kratší uvnitř svislých podpěr a žluté uvnitř vodorovných podpěr. Kousky byly většinou přilepeny na místo pomocí 1/2 čtvercových hmoždinek a přidáno několik bradových hřebíků pro pevnost.

Pomocí tištěných panelů z předchozího kroku jsem určil přesné umístění podpůrných kusů rámu. Až to bude hotové, panely Main, Power a Decimal Input-Output by měly zapadnout do rámečku a být dobře podepřeny modrou a žlutou podporou. Možná budete muset trochu obrousit okraje některých panelů, aby se vešly, já ano.

Když jsem skončil, namaloval jsem konzolu ve světle modré barvě blízké originálu.

Krok 3: Nejnáročnější část stavby

Promiň, nemohl jsem odolat! Chcete -li postavit Minivac 601, musíte na přední panely přidat spoustu malých nýtů (podle mého počtu 388) spolu s odpovídajícími pájecími oky na zadní straně. Nýty nebo očka poskytují místo pro vložení a připojení propojovacích vodičů používaných k vytváření obvodů a pájecí oka umožňují připevnění nýtů k spínačům, světlům atd. Zde jsou části, které jsem použil (s přidáním několika náhradních dílů):

• Plochý konektor 400 Smooth Edge Lug Terminal-Digi-Key číslo dílu 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 mm) očka Mosaz, pocínovaná-Digi-Key číslo dílu 36-35-ND

Nebyly levné, ale jsem si jistý, že je můžete získat za lepší cenu v zahraničí, pokud jste ochotni počkat na odeslání (byl jsem příliš netrpělivý). Kromě toho budete potřebovat nástroj pro nastavení nýtů. Od Amazonu jsem koupil následující (viz obrázky výše):

CRAFTMEmore Grommet Tool Očko děrovačka Setter kovadlina a díra děrovačka pro aplikaci 0,08 palce (2 mm) a 0,12 palce (3 mm) drobné průchodky

Při nastavování očka jsem vytvořil přípravek, aby panel, na kterém jsem pracoval, byl v rovině (viz výše). Zahrnul jsem řezaný soubor pro přípravek, který byl vyroben z 1/8 palcové překližky a trochu šrotu pro stoupačky. Odřízněte dva stejně velké čtverce, jeden s přiloženým otvorem a jeden bez něj, a slepte je dohromady. Když sedí v díře, přidejte stoupačky tak, aby byly v úrovni horní části kovadliny.

Chcete -li nastavit nýt, zatlačte jej otvorem z přední části panelu dozadu. Umístěte malý otvor pájecího očka přes vyčnívající nýt. Nastavte hlavu nýtu na střed kovadliny (zadní strana panelu by měla směřovat nahoru). Vložte hřídel seřizovače nýtů (nazývaný kladivo) do nýtového otvoru a když je vše seřazeno, několikrát prudce poklepejte nýtovací kladívkem malou paličkou. Pájecí oko by nyní mělo být pevně připevněno k panelu a otvor pro nýt by měl být volný. Opakujte ještě 387krát. Věř mi, že v tom budeš velmi dobrý!

Na obrázku výše je zadní část panelu Decimal Input-Output se všemi nainstalovanými nýty a očky. Chcete -li určit optimální orientaci pájecích oček pro ostatní panely, podívejte se na některé z následujících obrázků v tomto Instructable.

Krok 4: Pořiďte si díly

Hlavní komponenty použité v této sestavě Minivac 601 jsou následující:

• 13 12V svítidel pro montáž na panel - našel jsem je v místním přebytku za pár dolarů za kus. Mají montážní průměr asi 15 mm.
• 7 posuvných přepínačů DPDT na panel - opět v levném přebytečném obchodě. Upevňovací otvory by měly být od sebe vzdáleny 28 mm od středu ke středu a jsou namontovány pod panely. Najít ty s červenými jezdci, aby odpovídaly originálu, byl bonus. K zajištění na místě jsem použil šrouby M3 x 8 mm s maticemi.
• 6 SPDT tlačítkových spínačů pro montáž na panel-číslo dílu Digi-Key 1568-1476-ND (červené).
• 6 12V DPDT relé-NTE Electronics R14-11D10-12 Series R14 Univerzální DC relé od Amazonu
• 1 Napájecí konektor pro montáž na panel - To by mělo odpovídat zástrčce jakéhokoli 12 V 2A transformátoru „nástěnné bradavice“, který pro tento projekt zvolíte.
• 1 Otočný přepínač - K vytvoření otočného přepínače použijte instruktabilní většinou vytištěný otočný přepínač, ale použijte k tomu zde poskytnuté soubory STL. Tyto soubory zajišťují skutečný hřídel 4 mm (namísto 1/8 palce) a přidal jsem stavěcí šrouby pro části rotoru i knoflíku.
• 1 Vypínací spínač - Pomocí uzavíracího spínače založeného na elektromagnetu s instrukcí vytvořte vypínací spínač.

Krok 5: Naplňte panel napájení

Vyžadovány další díly:

• 1 Regulátor napětí 12 V - použijte součástku T7812 o jmenovitém výkonu 2 A nebo lepší.
• 1, 33 uF kondenzátor
• 1, 1 uF kondenzátor (volitelný)

Začněte montáží světla, posuvného spínače a napájecího konektoru na panel, jako na prvním obrázku výše. K napájení Minivacu 601 jsem použil 12V napěťový regulátor, který jsem jen "mrtvě zabušil" na spodní stranu panelů. Podrobnosti viz schéma a obrázky výše. Po dokončení zapojení napájení byste měli mít možnost zapojit transformátor a rozsvítit se světlo panelu. S vícemetrovým testem získáte odečty 12 V z bodů + a - na modrém napájecím pásku.

Poznámky k panelu napájení:

• Než jsem začal používat pájecí oka, postavil jsem napájecí panel, takže konstrukce byla trochu jiná. V tomto případě jsem nýty „omotal“holým měděným drátem 22 AWG a poté je usadil kovadlinou a kladivem. Pro Matrix to funguje docela dobře, ale proces balení byl docela únavný. Kdybych to měl udělat znovu, použil bych pájecí oka.
• Napájecí zdroj je připojen k + a - rozbočovacím bodům na panelu. Kromě toho je k dispozici malý molex konektor pro připojení bodů napájecího kabelu z hlavního panelu. To umožňuje snadnou demontáž všech panelů z důvodu údržby.
• Prozatím je odizolován další pár napájecích vodičů, které mohu použít pro motor s otočným spínačem verze 1.0.

Krok 6: Naplňte hlavní panel

Připravte si pájecí oka otáčením každého páru výstupků na hlavním panelu směrem k sobě (pomocí nýtu jako čepu), dokud se velké otvory navzájem nesrovná. Opatrně ohněte konce zarovnaných výstupků o několik stupňů (na to dobře fungují malé kleště na nos). Pomocí výše uvedených fotografií určete optimální orientaci pro každé oko.

Namontujte světla, relé, posuvné a tlačítkové spínače na hlavní panel jako na prvním obrázku výše. Posuvné přepínače jsou připevněny šrouby a maticemi M3 x 8 mm. Pomocí výše uvedených fotografií jako průvodce opatrně připájejte namontované části k výstupkům pomocí krátkých délek 22 AWG připojovacího drátu (použil jsem pevné jádro). Nýty pro každou část jsou velmi dobře označeny, co mají dělat v případě, že máte potíže s nalezením přípojek z obrázků.

Propojte všechna očka + prodlužovací lišty dohromady a všechna - prodlužovací očka dohromady a ponechte dostatek dalšího vodiče pro jejich připojení k napájecímu panelu. Použil jsem malé konektory molex, abych v případě potřeby usnadnil demontáž pro údržbu.

VAROVÁNÍ: Při pájení výstupků plast kolem odpovídajícího nýtu docela změkne. Během pájení drátu na oko a po dobu asi 10 sekund nepokoušejte na výstupek vyvíjet žádný tlak. Pokuste se minimalizovat dobu, po kterou se při pájení vodičů k očkům aplikuje teplo. Ujistěte se, že pájka spojuje vodič a obě pájecí oka.

Krok 7: Naplňte desítkový vstupně-výstupní panel

POZNÁMKA: Nová motorizovaná verze otočného spínače byla publikována jako Instructable. Prosím, použijte:

Motorový otočný spínač Minivac 601 (verze 1.0)

namísto tohoto kroku (pokud nejste spokojeni s jednodušší manuální verzí zde uvedenou).

Vyžadovány další díly:

• 2 5 mm LED - ty byly mimo můj nevyžádaný box, takže si nejsem jistý, jaké bylo jmenovité napětí.
• 1 odpor (volitelný) - Použil jsem odpor 3,1 K Ohm a zdá se, že funguje dobře s napájením 12V.
• 1 Hřídel 4 mm - použil jsem klavírní drát. Musí být alespoň 45 mm dlouhý.

Než spustíte tento panel, udělejte z převážně otočného přepínače 3D tiskárny a vypínače na základě elektromagnetu pokyny. Připravte také pájecí oka jako v předchozím kroku.

Přilepte tělo otočného spínače k zadní části desítkového vstupně-výstupního panelu, přičemž dbejte na to, aby byl otvor ve spodní části těla zarovnán se středovým otvorem panelu. Ujistěte se také, že jazýčkové spínače jsou přesně zarovnány mezi 16 páry pájecích oček po obvodu spínače.

Na zadní stranu stejně jako na druhém obrázku nalepte spínač Shutoff.

Do desítkového vstupně-výstupního panelu vyvrtejte další dva 5 mm otvory těsně pod textem ARM. Měly by být od sebe vzdáleny 14 mm od středu ke středu a zarovnány s kruhovými šipkami na štítku indikátorů směru motoru. „Mrtvá chyba“spojí LED diody dohromady podle výše uvedeného obvodu, přičemž se ujistěte, že středy LED jsou od sebe vzdáleny 14 mm a přilepte je k zadní části panelu do otvorů, které jste právě vyvrtali. Měli by být zasazeny pouze částečně do otvorů. Přilepte desku indikátorů směru motoru k přední části panelu, jako na obrázku výše, zakrývající otvory.

Drát v otočném spínači. Nejprve odizolujte dostatečnou izolaci z plného jádrového drátu 22 AWG, aby se holá měď zcela omotala kolem těla rotačního spínače a zůstaly připojeny nejméně 3 palce izolovaného drátu. Holý vodič opatrně připájejte ke spodním vodičům všech 16 jazýčkových spínačů, které je spojují. Měli byste začínat a končit v poloze znázorněné žlutým vodičem na obrázku 3 výše, aby bylo možné vodič připevnit k ARM pájecímu očku panelu. S krátkými vodiči 22 AWG připojte horní vodič z každého jazýčkového spínače k odpovídajícímu pájecímu očku (zelené vodiče výše). Tato spojení vyžadují trochu jemného dotyku, aby nedošlo k roztavení plastu.

Podle fotografií zapojte vypínač a LED diody pro indikátory směru pohybu.

Zatlačte matice M3 do otvorů ve spodní části otočného knoflíku a horní části rotačního spínače. Do těchto matic zašroubujte ze stran čtyři šrouby M3 x 8 mm, dokud nedosáhnou otvoru v hřídeli a budou fungovat jako stavěcí šrouby. Vezměte 4 mm hřídel a pomocí nastavovacích šroubů připevněte otočný knoflík na jeden konec. Zasuňte hřídel s knoflíkem připevněným z horní části desítkově vstupně-výstupního panelu středovým otvorem, dokud nebude knoflík asi 2 mm nad panelem. Ze zadní strany panelu zasuňte rotor dolů po hřídeli do těla otočného spínače, jak to půjde, ale ne příliš pevně. Zarovnejte knoflík tak, aby ukazoval stejným směrem jako spodní magnet rotoru, poté utáhněte stavěcí šrouby rotoru. Rotační spínač by se měl volně otáčet „zarážkami“na každém ze 16 čísel.

Krok 8: Konečná montáž

Připojte osazené panely k rámu konzoly. Použil jsem pásy na suchý zip, abych je držel na místě, abych je mohl vysunout a v případě potřeby provést údržbu. Veďte vodiče z panelu napájení do ostatních míst na modrém napájecím kabelu. Vyvrtal jsem několik otvorů přes svislé podpěry, abych spustil dráty. Na obrázku výše je kabel, který jsem k tomu použil pomocí konektorů Molex. Zapněte Minivac 601 a pomocí multimetru vyzkoušejte, zda jsou všechny + a - body na modrém napájecím pásku registrovány jako 12V.

Krok 9: Vytvořte propojovací kabely

Minivac 601 „naprogramujete“zapojením vodičů do nýtových bodů pro různé součásti, čímž vytvoříte obvody. K vytvoření těchto drátových konektorů budete potřebovat následující díly:

• 100 22-16 měřicích konektorů s tupým koncem-Hilitchi 100ks 22-16 měřicí tupo izolované spojovací svorky Elektrické kabelové krimpovací konektory od Amazonu
• 100 kuželových kolíků - Spaenaur číslo dílu 239-497
• 75 stop (nebo tak) 20 AWG připojovacího drátu

Také je vyžadován krimpovací nástroj pro konektory. Zakoupil jsem následující:

Titan 11477 Ratcheting Wire Terminal Crimper od Amazonu

Vytvořil jsem propojovací kabely ve 3 délkách, 8, 16 a 24 palců. Použil jsem 3 různé barvy, žlutou, červenou a modrou, aby byla identifikace snazší a protože to udělal i originál. Vyrobil jsem po 20 z 8 (žlutých) a 16 (červených) palců a 10 z 24 (modrých) palců. Pro některé pokročilejší experimenty budete možná potřebovat více.

Použijte konektory na tupo a pomocí krimpovacího nástroje na konce každého drátu připevněte kuželový kolík. Konec kuželového čepu s větším průměrem se zasune do konektoru. Viz obrázek výše. Zjistil jsem, že jsem dosáhl pevnějšího spojení s nýty, pokud jsem před zalisováním zasunul kuželový kolík asi 1/2 cesty do konektoru na tupo (odkryl část kužele o trochu větším průměru). Nezdálo se, že by to mělo vliv na kvalitu krimpu.

Krok 10: Testování

Nyní byste měli mít vše, co potřebujete k testování jízdy na Minivacu 601. Navrhoval bych, abyste začali napájením jednotky a zpracováním „experimentů“rozesetých ve 3 vynikajících manuálech. Navzdory velkému počtu připojení, která tvoří Minivac 601, je to stále velmi jednoduché zařízení. Kromě občasného špatného pájecího spoje není mnoho, co by se mohlo pokazit.

Na obrázku výše, varianta experimentu 9, relé 2 Minivacu je „naprogramováno“tak, aby fungovalo jako západka. Klepnutím na druhé tlačítko aktivujete relé a rozsvítíte kontrolku 2. Kontrolka zůstane rozsvícená i po uvolnění tlačítka. Stisknutím 3. tlačítka relé uvolníte a kontrolka zhasne.

Krok 11: Závěrečné myšlenky

Projekty, na kterých jsem v poslední době pracoval, mají stejný vzorec:

• Jsou to repliky skvělých počítačových hraček a zařízení ze 60. let.
• Mají obrovskou vzdělávací hodnotu.
• Představte jedinečné a pozoruhodné designy.
• Vzhledem ke svému věku se staly vzácnými, a proto jsou drahé a těžko dostupné.
• A možná nejdůležitější je, že oni a jejich návrháři si zaslouží být zapamatováni a poctěni.

Minivac 601 kontroluje všechna tato políčka a poté některá. Mezi Minivac 601 a následným produktem Minivac 6010, který byl prodán do korporací, se mnoho lidí dozvědělo o digitálních obvodech a počítačových koncepcích.

Opravdu velmi cool zařízení, které stojí za zapamatování.