Magnetiska kretsblock: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Ingenting är bättre för att lära sig eller designa elektronik än att bygga riktiga kretsar. Brödbrädan är ett populärt alternativ men det resulterar ofta i en obegriplig spagetti som inte har någon likhet med den ursprungliga schemat och som är svår att felsöka.

Jag tog inspiration från en annan instruerbar för att göra en uppsättning magnetblock som kan kombineras till elektroniska kretsar. Resultatet är fantastiskt: grundläggande kretsar sätts upp på några sekunder och de ser ut precis som schemat! Anslutningarna mellan blocken är mycket tillförlitliga eftersom kopparremsorna i två olika block pressas mot varandra av magneterna under tejpen.

Blocken är gjorda av återvunnen kartong med små magneter på gränserna. Koppartejp täcker magneterna och ansluts till komponenterna. Genom att sätta två små magneter på varje kant lockar blocken alltid. Inga specialverktyg behövs och kostnaden är cirka 10 cent per block.

Steg 1: Material

100, 200 eller 300 cylindriska neodymmagneter av, 5 mm diameter, 1 mm tjock (5x1 mm). Dessa är lätt tillgängliga online för ~ 1,5 cent per styck (t.ex. här)

10 mm bred koppartejp, en rulle på 10 meter räcker mer än tillräckligt (t.ex. här)

Stark kartong: 6 mm 3-lagersversionen är bra. 50x50cm är mer än tillräckligt

Komponenter för prototyper: en 4xAAA batterihållare, lysdioder, motstånd, kondensatorer, transistorer, en högtalare, en LDR, knappar, en potentiometer etc. I nästa steg finns en detaljerad lista för en minimal uppsättning.

Verktyg: en lådskärare och ett lödkolv. Röda och blå permanenta markörer. Pincett är praktiskt för att böja stift.

Steg 2: Minimal uppsättning med 100 magneter

Här är ett förslag för komponenterna att göra 23 block med 100 magneter:

4 raka kontakter

4 vinkelstycken

2 T-korsningar

1 batterilåda

2 lysdioder (gröna och röda)

4 motstånd (100Ohm, 220Ohm, 10kOhm, 22kOhm)

1 potentiometer (10 kOhm)

1 LDR (ljusberoende motstånd)

1 npn -transistor (t.ex. 2n3904)

1 elektrolytkondensator på 100muF

1 knapp

1 pekplatta

I slutet av denna instruerbara finns det 11 enkla kretsar som du kan göra med denna minimala uppsättning.

Steg 3: Markera magneternas poler

De cylindriska neodymmagneterna har ingen märkning av nord- och sydpolen, men det är viktigt att hålla reda på den relativa polariteten för att kretsblocken alltid ska locka.

Det enklaste sättet att ta reda på det är att återgå till definitionen: norr är polen som pekar i norr när magneten lämnas fri att rotera: kläm en tunn tråd halvvägs med stapeln med magneter och lyft upp den: som nålen på en kompass, kommer den att anpassas till jordens magnetfält. Kontrollera om det finns konsistens på några olika platser och färga sedan nordpolen röd, södra sidan blå.

Stick alla magneter med nordpolen upp på ett järnark (t.ex. kaklåda). Färg alla sidor röda med en permanent markör. Låt det torka väl i 10 minuter, vänd dem och färga sydpolen blå. Nu är alla magneter markerade enligt den vanliga konventionen (röd = nordpol, blå = sydpol)

Steg 4: Skär kartongen

Med en penna ritar du ett rutnät på ~ 100 2,5x2,5 cm rutor. Lägg också till en”remsa” på 5,2 cm: block med dubbla enheter måste vara 2 mm bredare än två block med en enhet för att ta hänsyn till de två magneterna på 1 mm vardera som skiljer två block. Tre”enheter” blir 7,9 cm. Skär blocken i 2,5x2,5 rutor, men gör också några 2,5x5,2cm rektanglar för långa kontakter och 5,2x7,9cm för stora komponenter som batterihållaren i en högtalare.

Steg 5: Fäst magneterna med koppartejp

Klipp lite koppartejp av rätt längd för varje block:

Anslutningsblock: 4 magneter, 5 cm tejp Långt kopplingsblock: 4 magneter, 8 cm tejp Vinkelblock: 4 magneter, 2 stycken 3 cm tejp T-övergång: 6 magneter, 1 bit 3 cm tejp, 1 bit 5 cm tejp Cross-over: 8 magneter, 2 stycken 1,5 cm tejp, 1 bit 5 cm tejp 2-terminal komponent: 4 magneter, 2 bitar 2 cm tejp 3-terminal komponent: 6 magneter, 3 bitar 2 cm tejp

Gruppera magneterna i par, där varje par har en blå sida upp och en röd sida uppåt. De kommer att locka något i denna konfiguration. Ta bort papperet från koppartejpen och fäst det på magneterna och lämna ~ 5 mm fritt på sidan som kommer att gå på undersidan. Klistra fast tejpen på kartong så att magneterna är på blockets sida. Akta dig för orienteringen: på ovansidan ska blått vara vänster och rött höger. På höger sida ska blå vara upp och röd ner, och så vidare för resten av torget: detta garanterar att när två block kommer i kontakt, kommer en nordpol från ett block mot sydpolen från det andra blocket och de lockar alltid, även när blocken roteras.

För de 3-terminala komponenterna kan koppartejpen överlappa varandra och de måste trimmas: skär dem försiktigt med lådskäraren och med en skarp pincett kan överflödig tejp tas bort. Överskottstejp för andra block tas också bort på detta sätt.

Steg 6: Löd vinkelblocken och T-korsningarna

Två bitar koppartejp som sitter fast ovanpå varandra kan se ut som en bra anslutning, men kom ihåg att det finns ett lager lim emellan, och de ansluter vanligtvis inte elektriskt! För att göra en robust permanent anslutning, löd en droppe tenn som ansluts till båda tejpbitarna i vinkelblocken och T-korsningen.

Steg 7: Montera komponenterna

Med en nål, stansa små hål där komponenterna i komponenterna kommer att gå. Klipp ledningarna till rätt längd. Låt komponenten sticka ut 1 eller 2 cm, så blir det lättare att placera och byta ut blocken. Stick fast komponenten i hålen och löd ledningarna. För motstånd och kondensatorer, skriv värdet på blocket. Ange med symboler och färger andra egenskaper hos komponenterna eller anslutningen, såsom polariteten hos elco och LED.

Steg 8: Testa några enkla kretsar

På bilderna finns det 11 kretsidéer för den minimala uppsättningen M100, prova dem!

Steg 9: Avancerade kretsar

Med ett större antal block kan mer avancerade kretsar byggas. Videorna visar:

• En 2-transistor multivibrator (dubbel blixt)
• En bistabil multivibrator med 2 transistorer (flip-flop eller 1-bitars elektroniskt minne)
• En RC -oscillator

Steg 10: Joule Thief

En intressant krets: ett enda 1,5V batteri tänder 3 lysdioder i serie! Den speciella komponenten här är den självlindade transformatorn: 80 cm 0,2 mm emaljerad tråd böjd dubbel och lindad 20x genom en ferritring (10 mm ytterdiameter, 5 mm höjd). Observera punkterna på transformatorblocket: det indikerar att vänsterlindningarna löper i motsatt riktning av de högra lindningarna. Joule-tjuven är en självoscillerande spänningsförstärkare och den kan pressa ut de sista Joule ur ett batteri som normalt anses vara dött: det fungerar ner till ~ 0,5V. Det finns gott om instruktioner dedikerade till denna krets, t.ex. från electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, etc.