Minivac 601 реплика (версия 0.9): 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Създаден от пионера на теорията на информацията Клод Шанън като образователна играчка за преподаване на цифрови схеми, комплектът Minivac 601 Digital Computer е таксуван като електромеханична цифрова компютърна система. Произведен от Корпорацията за научно развитие в началото на 60 -те години, той се продава за 85,00 долара (около 720 долара днес).

Minivac 601 използва електромеханични релета като логически превключватели, както и за много елементарно съхранение. Простите DPDT превключватели и бутоните SPDT съставляват двоичните входове, със светлини, които представляват изходите. Голям моторизиран циферблат позволява на потребителя да въвежда десетични или шестнадесетични числа и да извежда числа или да действа като генератор на часовник. За повече информация относно Minivac 601 ето някои допълнителни справки:

• Уикипедия
• Център за изчислителна история
• Компютърен архив по времева линия

Представеният тук Instructable е за копие в пълен размер на този Minivac 601 от 1961 г. Опитах се да остана възможно най -верен на оригинала предвид технологиите и ресурсите, с които разполагам. Нямам "реколта" единица, така че тази реплика е конструирана въз основа на снимки и от оригиналните ръководства, които бяха достъпни онлайн. Включих тези ръководства в PDF формат като част от този проект. Донесох тези файлове в местен център за копиране и ги отпечатах като брошури със спираловидни подвързии, които можете да видите по -горе. Наистина съм доволен от резултатите.

И така, колко близо е тази реплика?

Тъй като "рамката" за оригиналния Minivac 601 е направена от дърво, чувствам, че съм направил доста разумно възпроизвеждане. Не съм сигурен от какво са направени горните панели, но тези реплики са 3D отпечатани. Оригиналът е имал вграден трансформатор и е използвал захранване от мрежата. Избрах да използвам обикновена 12V „стенна брадавица“от съображения за безопасност, като замених „предпазителя“на захранващия панел с 2.1 мм жак за захранване.

Получаването на електронни части беше доста лесно, но намирането на части, които точно съответстват на външния вид на оригинала, беше по -трудно. Имах късмет на превключвателите с плъзгачи, като намерих някои в местния магазин за излишъци, които изглеждат почти идентични. Светлините, които намерих в същия магазин за излишъци, нямаха правилния вид, но успях да отпечатам 3D „капачки“за тях, които бяха по -в съответствие с снимките. В крайна сметка намерих релета, които не изглеждат толкова зле, и биха могли да бъдат направени така, че да съответстват още по -добре, като премахнат прозрачните капаци за прах (избрах да не го правя). Бутоните са значително по -големи от оригиналните, но те са лесно достъпни и здрави превключватели в стил „аркада“, затова отидох с тях. Проектирах въртящия се превключвател специално за този проект, така че той получава доста високи оценки за автентичен вид. За подробности вижте моя Инструктивен ротационен превключвател с предимно 3D печат.

Най -голямата пропаст и причината да викам тази версия 0.9 е, че функционалността на моторизирания въртящ се превключвател все още не е внедрена. Имах версия, която работеше, но не беше достатъчно надеждна. Така че се връщам към чертожната дъска, както се казва, за да се поправи това. Междувременно въртящият се превключвател работи чудесно в ръчен режим. Така че междувременно съм въвел сигнален механизъм, който да показва кога двигателят е "включен" и в каква посока трябва да се завърти ротора. За тази версия моля оператора да бъде моторът. По този начин могат да се извършат всички "експерименти", изброени в трите ръководства. Когато приключи, моторизираната версия ще бъде "drop-in" заместител само на панела за цифров вход-изход.

Стъпка 1: Отпечатайте частите

Резолюция на печат:.2 мм

Запълване: 20%

Периметри: 5 (Всички отвори в горните панели трябва да са много "здрави", за да поддържат запояването на части.)

Нишка: AMZ3D PLA в черно, бяло и червено

Забележки: Всички части са отпечатани в PLA без опори. За да създадете Minivac 601, ще трябва да отпечатате следните части:

• 1 Основен панел - В зависимост от размера на вашето печатно легло можете да отпечатате основния панел като 1, 2 или 4 броя. Повечето вероятно ще печатат 4 броя: отдолу вляво и вдясно, и отгоре вляво и надясно. Печат в черно. Зададох пауза при маркировката 2,20 мм, за да променя нишката на бяла, за да отпечатам текста на панела.
• 1 двоична изходна лента - Печат като 1 или 2 броя. Отпечатайте в синьо, направете пауза на 1,20 мм и превключете на бяло за текст.
• 1 лента за вторично съхранение - Печат като 1 или 2 броя. Отпечатайте в синьо, поставете пауза на 1,20 мм и превключете на бяло за текст.
• 1 лента за двоичен вход - Печат като 1 или 2 броя. Печат в синьо.
• 1 Десетичен панел за въвеждане -извеждане - Печат в черно, пауза на 2,20 мм и превключване на бяло за текст.
• 1 Панел за захранване - Печатайте в черно, поставете пауза на 2,20 мм и превключете на бяло за текст.
• 1 лента за захранващ панел - отпечатайте в синьо, направете пауза на 1,20 мм и превключете на бяло за текст.
• 13 Light Cover (по избор) - Отпечатах ги в червено, за да затворя светлините, които закупих, за да изглеждат по -скоро като оригинала.
• 6 Релейна база (по избор) - Предполагам, че релетата, които други източници ще бъдат доста различни в техните конфигурации за монтаж, затова просто поставих правоъгълни дупки в основния панел за релета и отпечатах тези вложки за релетата, които използвах. Те просто трябва да влязат в главния панел.
• 1 Индикатори за посока на двигателя - Печатайте в червено и поставете пауза на 0,60 мм и преминете към черен текст.

Пощенски печат: Инсталирайте сините ленти в съответните слотове на различните панели въз основа на снимките по -горе. Използвах малко количество супер лепило Ultra Gel, за да ги задържа на място. За лентите, които ги имат, уверете се, че отворите за нитове са подредени.

Стъпка 2: Изградете кутията

Лазерно изрязах рамката на конзолата от единично парче шперплат 2/4 фута от 1/8 инча. В прикачен файл ще намерите използвания изрязан файл. Вижте чертежите по -горе за грубото положение на всяко парче в рамката. Червените са най -високите външни парчета, сините малко по -къси във вертикалните опори и жълтите вътре в хоризонталните опори. Парчетата бяха залепени предимно на място с около 1/2 квадратни дюбели и добавени няколко пирони за здравина.

Използвах отпечатаните панели от предишната стъпка, за да определя точното разположение на опорните елементи на рамката. Когато приключите, панелите Main, Power и Decimal Input-Output трябва да се поберат в рамката и да бъдат добре поддържани от сините и жълтите опори. Може да се наложи да шлайфате малко ръбовете на някои от панелите, за да ги приспособите, аз го направих.

Когато приключих, боядисах конзолата в светло син цвят близо до оригинала.

Стъпка 3: Най -приковаващата част на компилацията

Съжалявам, че не устоях! За да изградите Minivac 601, трябва да добавите много малки нитове (388 според моите преброявания) към предните панели, заедно със съответните им спойки на гърба. Нитовете или отворите осигуряват място за поставяне и свързване на джъмперните проводници, използвани за създаване на вериги, а спойките позволяват да прикрепите нитовете към превключвателите, светлините и т.н. Ето частите, които използвах (с няколко резервни части, добавени към броя):

• 400 Плосък конектор на клема с гладка ръба-номер на частта Digi-Key 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 мм) капси от месинг, ламаринени-номер на Digi-Key номер 36-35-ND

Те не бяха евтини, но съм сигурен, че можете да ги доставите на по -добра цена в чужбина, ако желаете да изчакате доставката (бях твърде нетърпелив). Освен това ще ви е необходим инструмент за поставяне на нитовете. Купих следното от Amazon (вижте снимките по -горе):

CRAFTMEmore Grommet Tool Инструмент за пробиване на накрайници Наковалня и перфоратор за нанасяне на накрайници за нанасяне на 0,08 "(2 мм) и 0,12" (3 мм) малки втулки

Направих джиг, за да поддържам панела, върху който работя, на ниво, докато поставих отвора (вижте по -горе). Включих изрязаната пила за приспособлението, направено с 1/8 инчов шперплат и малко скрап за щрангове. Изрежете два квадрата със същия размер, един с включен отвор и един без, и ги залепете заедно. Добавете щранговете, за да са на нивото на горната част на наковалнята, когато тя е седнала в отвора.

За да поставите нит, прокарайте го през отвор от предната страна на панела до задната част. Поставете малкия отвор на запояващо ухо върху стърчащия нит. Поставете главата на нита върху центъра на наковалнята (задната част на панела трябва да е обърната нагоре). Поставете вала на закрепващия нит (наречен чук) в отвора за нитове и когато всичко се подреди, почукайте рязко чука с нит няколко пъти. Сега спойката трябва да бъде здраво прикрепена към панела и отворът за нит трябва да бъде безпрепятствен. Повторете още 387 пъти. Повярвайте ми, ще се справите много добре в това!

На снимката по-горе е задната част на панела с десетичен вход-изход с всички монтирани нитове и уши. Вижте някои от следните снимки в тази инструкция, за да определите оптималната ориентация на спойките за другите панели.

Стъпка 4: Купете частите

Основните компоненти, използвани в тази версия на Minivac 601, са както следва:

• 13 12V панелни лампи - намерих ги в местен магазин за излишъци за по няколко долара всеки. Те имат монтажен диаметър около 15 мм.
• 7 Плъзгащи превключватели за DPDT панел - Отново са намерени в излишния магазин евтини. Монтажните отвори трябва да са на 28 мм разстояние от центъра до центъра и те са монтирани под панелите. Намирането на такива с червени плъзгачи, които да съответстват на оригинала, беше бонус. Използвах болтове M3 x 8 мм с гайки, за да ги закрепя на място.
• 6 Превключватели с бутон за монтиране на панел-Номер на частта на Digi-Key 1568-1476-ND (червен).
• 6 12V DPDT релета-NTE Electronics R14-11D10-12 серия R14 реле за DC с общо предназначение от Amazon
• Захранващ жак за 1 панел - Това трябва да съвпада с щепсела на който и да е 12V 2A трансформатор "стена брадавица", който изберете за този проект.
• 1 Ротационен превключвател - Използвайте инструментирания предимно 3D отпечатан ротационен превключвател, за да създадете въртящ се превключвател, но използвайте предоставените тук STL файлове, за да го направите. Тези файлове осигуряват истински 4 мм вал (вместо 1/8 инча) и добавих фиксиращи винтове както за частите на ротора, така и на копчето.
• 1 Прекъсвач за изключване - Използвайте инструментален изключвател, базиран на соленоид, за да създадете превключвателя за изключване.

Стъпка 5: Попълнете панела за захранване

Необходими са допълнителни части:

• 1 12V регулатор на напрежението - Използвайте част T7812 с номинал 2A или по -добра.
• 1, 33 uF кондензатор
• 1,1 uF кондензатор (по избор)

Започнете, като монтирате светлината, плъзгача и захранващия жак върху панела, както е на първата снимка по -горе. За захранване на Minivac 601 използвах регулатор на напрежение 12V, който просто "мъртва" до долната страна на компонентите на панела. Вижте схемите и снимките по -горе за подробности. Когато приключите с окабеляването на захранването, трябва да можете да включите трансформатора и светлината на панела трябва да светне. С многометров тест, който получавате 12V отчитане от точките + и - на синята лента за захранване.

Забележки относно Power Panel:

• Изградих захранващия панел, преди да започна да използвам спойки, така че конструкцията беше малко по -различна. В този случай "увих" нитовете с гола 22 AWG медна тел, след което ги поставих на място с наковалнята и чука. За Matrix това работи доста добре, но процесът на опаковане беше доста досаден. Ако трябваше да го направя отново, щях да използвам пайки.
• Захранването е свързано към + и - точките на разклонителя на панела. Освен това има малък съединител molex за прикрепване на точките на захранващия кабел от основния панел. Това позволява всички панели лесно да се свалят за поддръжка.
• Засега има допълнителна двойка захранващи проводници, които мога да използвам за мотора на въртящия се превключвател за версия 1.0.

Стъпка 6: Попълнете главния панел

Подгответе спойките, като завъртите всяка двойка уши на главния панел един към друг (използвайки нита като шарнир), докато големите отвори се подравнят един с друг. Внимателно огънете краищата на подравнените уши нагоре на няколко градуса (малките клещи за носа на иглата работят добре за това). Използвайте снимките по -горе, за да определите оптималната ориентация за всяко ухо.

Монтирайте светлините, релетата, плъзгачите и бутоните на главния панел, както е на първата снимка по -горе. Плъзгащите превключватели са прикрепени с болтове и гайки M3 x 8 мм. Използвайки горните снимки като ръководство, внимателно запоявайте монтираните части към щифтовете, използвайки къси дължини от 22 AWG свързващ проводник (използвах плътно ядро). Нитовете за всяка част са доста добре обозначени какво трябва да направят в случай, че ви е трудно да разберете връзките от снимките.

Свържете всички щифтове на + захранващите ленти заедно и всички - захранващи ленти заедно, оставяйки достатъчно допълнителен проводник, за да ги прикрепите към захранващия панел. Използвах малки съединители molex, за да улесня разглобяването за поддръжка, ако е необходимо.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Докато запоявате накрайниците, пластмасата около съответния нит ще стане доста мека. Опитайте се да не оказвате натиск върху щифта в каквато и да е посока, докато сте в процес на запояване на проводник към ухото и за около 10 секунди след това. Опитайте се да сведете до минимум времето, през което се прилага топлина при запояване на проводниците към ушите. Уверете се, че спойката се присъединява към проводника и двете спойки.

Стъпка 7: Попълнете десетичния панел за въвеждане-изход

ЗАБЕЛЕЖКА: Нова моторизирана версия на ротационния превключвател е публикувана като инструкция. Моля използвайте:

Minivac 601 (Версия 1.0) Моторизиран въртящ се превключвател

вместо тази стъпка (освен ако не сте доволни от по -простата ръчна версия, представена тук).

Необходими са допълнителни части:

• 2 5 мм светодиода - Те бяха извън кутията ми за боклуци, така че не съм сигурен какво е номиналното напрежение.
• 1 резистор (по избор) - Използвах резистор 3.1K Ohm и изглежда работи добре с 12V захранването.
• 1 4 мм Вал - Използвах жица за пиано. Трябва да е с дължина най -малко 45 мм.

Преди да започнете този панел, направете въртящият се превключвател на 3D принтера и превключвателя за изключване, базиран на соленоид. Подгответе също така и припоите, както в предишната стъпка.

Залепете корпуса на въртящия се превключвател към задната страна на десетичния вход-изходен панел, като внимавате да подравните отвора в долната част на тялото с централния отвор на панела. Също така бъдете сигурни, че тръстиковите превключватели се подреждат точно между 16 чифта спойки по обиколката на превключвателя.

Залепете превключвателя за изключване на гърба, както и на втората снимка по -горе.

Пробийте две допълнителни 5 мм дупки в десетичния вход-изход панел точно под текста ARM. Те трябва да са на 14 мм един от друг от центъра до центъра и да се подравняват с кръговите стрелки на табелката с указатели за посоката на движение на двигателя. „Мъртва грешка“свързва светодиодите заедно въз основа на горната схема, като се уверите, че центровете на светодиодите са на 14 мм един от друг и ги залепете към задната част на панела в отворите, които току -що пробихте. Те трябва да бъдат поставени само частично в отворите. Залепете плочата с индикатори за посоката на движение на двигателя към предната част на панела, както е показано на снимката по -горе, покривайки дупките.

Кабел в ротационния превключвател. Първо отстранете достатъчно изолация от проводник с плътно жило 22 AWG, така че голата мед да се увие изцяло около корпуса на въртящия се превключвател и да останат поне 3 инча изолиран проводник. Внимателно запоявайте голия проводник към долните проводници на всички 16 тръстикови превключвателя, които ги свързват заедно. Трябва да започнете и завършите в позицията, показана от жълтия проводник на снимка 3 по -горе, така че проводникът да може да бъде прикрепен към ARM спойката на панела. С къса дължина от 22 AWG проводника свържете горния проводник от всеки тръстиков превключвател към съответната му спойка (зелени проводници отгоре). Тези връзки изискват малко деликатно докосване, за да не се разтопи пластмасата.

Свържете прекъсвача за прекъсване и светодиодите за индикаторите за посока на движение въз основа на снимките.

Натиснете гайки M3 в слотовете в долната част на копчето за въртящ се превключвател и горната част на ротора на въртящия се превключвател. Завийте четири болта M3 x 8 mm отстрани в тези гайки, докато достигнат до отвора на вала, за да действат като фиксиращи винтове. Вземете 4 -милиметровия вал и прикрепете копчето за завъртане към единия край с помощта на фиксиращите винтове. Плъзнете вала с прикрепено копче от горната част на десетичния вход-изходен панел през централния отвор, докато копчето е на около 2 мм над панела. От задната страна на панела плъзнете ротора надолу по вала в корпуса на въртящия се превключвател докрай, но не прекалено здраво. Подравнете копчето така, че да сочи в същата посока като долния магнит на ротора, след това затегнете винтовете за настройка на ротора.

Стъпка 8: Окончателно сглобяване

Прикрепете заселените панели към рамката на конзолата. Използвах велкро ленти, за да ги държа на място, за да мога да ги изкарам, за да направя поддръжка, ако е необходимо. Прокарайте проводници от Power Panel към другите места на синята лента за захранване. Пробих няколко дупки през вертикалните опори, за да прокарам проводниците. На снимката по -горе е кабелът, който използвах за това с помощта на конектори Molex. Включете Minivac 601 и използвайте мултицет, за да проверите дали всички + и - точки на синята лента за захранване се регистрират като 12V.

Стъпка 9: Направете свързващи кабели

Вие "програмирате" Minivac 601, като включите проводници в точките на нитове за различните компоненти, като по този начин създавате вериги. За да създадете тези кабелни съединители, ще ви трябват следните части:

• 100 22-16 съединителни крайни конектори-Hilitchi 100 бр. 22-16 габаритни изолационни терминали за свързване Електрически съединители за пресоване на проводници от Amazon
• 100 конусни щифта - номер на Spaenaur 239-497
• 75 фута (или повече) от 20 AWG свързваща тел

Необходим е и инструмент за кримпване на съединителите. Купих следното:

Титанов терминал 11477 с тресчотка от Amazon

Създадох patch кабели с 3 дължини, 8, 16 и 24 инча. Използвах 3 различни цвята жълто, червено и синьо, за да направя идентификацията по -лесна и тъй като оригиналът също го направи. Направих по 20 всяка от 8 (жълта) и 16 (червена) инчова дължина и 10 от 24 (сини) инчови проводници. Може да се нуждаете от повече за някои от по -напредналите експерименти.

Използвайте съединителите на задния край и прикрепете конусен щифт към краищата на всеки проводник, като използвате инструмента за кримпване. Краят с по -голям диаметър на конусния щифт се вкарва в конектора. Вижте снимката по -горе. Открих, че имам по -стабилна връзка с нитовете, ако само вмъкнах конусния щифт на около 1/2 път в съединителя за дупето преди кримпване (излагайки част от конуса с малко по -голям диаметър). Това изглежда не повлия на качеството на кримпването.

Стъпка 10: Тестване

Сега трябва да имате всичко, което ви е необходимо, за да тествате Minivac 601. Предлагам ви да започнете, като включите устройството си и работите чрез „експериментите“, разпространени в трите отлични ръководства. Въпреки големия брой връзки, които съставляват Minivac 601, той все още е доста просто устройство. Освен случайните лоши спойки, няма много неща, които могат да се объркат.

На горната снимка, вариант на Експеримент 9, релето на Minivac 2 е "програмирано" да действа като ключалка. Докосването на втория бутон ще активира релето и ще включи лампа 2. Лампата ще остане включена дори след отпускане на бутона. Натискането на третия бутон ще освободи релето и светлината ще се изключи.

Стъпка 11: Заключителни мисли

Всички проекти, върху които работя напоследък, следват един и същ модел:

• Те са копия на готини компютърни играчки и устройства от 60 -те години.
• Имат огромна образователна стойност.
• Представете уникални и забележителни дизайни.
• Поради възрастта си те са станали редки и поради това скъпи и трудни за получаване.
• И може би най -важното те и техните дизайнери са достойни да бъдат запомнени и почитани.

Minivac 601 проверява всички тези кутии, а след това и някои. Между Minivac 601 и последващ продукт Minivac 6010, който се продаваше на корпорации, десетки хора научиха за цифровите схеми и компютърните концепции.

Наистина много готино устройство, което си заслужава да се запомни.