Magnetiske kredsløb: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Intet er bedre til at lære eller designe elektronik end at bygge rigtige kredsløb. Brødbrættet er en populær mulighed, men det resulterer ofte i en uforståelig spaghetti, der ikke ligner det originale skema og er svært at fejlsøge.

Jeg tog inspiration fra en anden instruerbar til at lave et sæt magnetblokke, der kan kombineres til elektroniske kredsløb. Resultatet er fantastisk: grundlæggende kredsløb er sat op på få sekunder, og de ligner skematisk! Forbindelserne mellem blokkene er meget pålidelige, da kobberstrimlerne i to forskellige blokke skubbes mod hinanden af magneterne under båndet.

Blokkene er lavet af genbrugspap med små magneter på grænserne. Kobberbånd dækker magneterne og forbindes til komponenterne. Ved at sætte to små magneter på hver grænse tiltrækker blokkene altid. Der er ikke brug for specialiserede værktøjer, og prisen er cirka 10 øre pr. Blok.

Trin 1: Materiale

100, 200 eller 300 cylindriske neodymmagneter med, 5 mm diameter, 1 mm tykke (5x1 mm). Disse er let tilgængelige online for ~ 1,5 cent pr. Stykke (f.eks. Her)

10 mm bredt kobberbånd, en 10 m rulle vil være mere end tilstrækkelig (f.eks. Her)

Stærk pap: 6 mm 3-lags versionen er god. 50x50cm er mere end nok

Komponenter til prototyping: en 4xAAA batteriholder, lysdioder, modstande, kondensatorer, transistorer, en højttaler, en LDR, knapper, et potentiometer osv. I det næste trin er en detaljeret liste for et minimalt sæt.

Værktøj: en kappeskærer og et loddejern. Røde og blå permanente markører. Pincet er praktisk til at bøje stifter.

Trin 2: Minimal sæt ved hjælp af 100 magneter

Her er et forslag til komponenterne om at lave 23 blokke med 100 magneter:

4 lige stik

4 vinkelstykker

2 T-kryds

1 batteriboks

2 lysdioder (grøn og rød)

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

1 potentiometer (10 kOhm)

1 LDR (lysafhængig modstand)

1 npn transistor (f.eks. 2n3904)

1 elektrolytkondensator på 100muF

1 knap

1 touch-pad

I slutningen af denne instruktive er der vist 11 lette kredsløb, som du kan lave med dette minimale sæt.

Trin 3: Marker magneternes poler

De cylindriske neodymmagneter har ingen markering af nord- og sydpolen, men det er vigtigt at holde styr på den relative polaritet for at få kredsløbene til at tiltrække.

Den nemmeste måde at finde ud af det på er at vende tilbage til definitionen: nord er den pol, der peger mod nord, når magneten er fri til at rotere: pres en tynd tråd halvvejs i stakken med magneter og løft den op: som nålen på en kompas, vil det flugte med jordens magnetfelt. Kontroller for konsistens på et par forskellige steder, og farv derefter nordpolen rød, sydsiden blå.

Stik alle magneter med nordpolen op på et jernlag (f.eks. Kageboks). Farv alle sider røde med en permanent markør. Lad det tørre godt i 10 minutter, vend dem rundt og farv sydpolen blå. Nu er alle magneter markeret i henhold til den almindelige konvention (rød = nordpol, blå = sydpol)

Trin 4: Skær kartonen

Tegn et gitter med en blyant på ~ 100 2,5x2,5 cm firkanter. Tilføj også en 'strimmel' på 5,2 cm: blokke med dobbelt enhed skal være 2 mm bredere end to blokke med én enhed for at tage højde for de to magneter på 1 mm hver, der adskiller to blokke. Tre ‘enheder’ bliver til 7,9 cm. Skær blokkene i 2,5x2,5 firkanter, men lav også nogle 2,5x5,2cm rektangler til lange stik og 5,2x7,9cm til store komponenter som batteriholderen til en højttaler.

Trin 5: Fastgør magneterne med kobberbånd

Klip noget kobberbånd af den korrekte længde for hver blok:

Tilslutningsblok: 4 magneter, 5 cm tape Lang stikblok: 4 magneter, 8 cm tape Vinkelblok: 4 magneter, 2 stykker 3 cm tape T-kryds: 6 magneter, 1 stykke 3 cm tape, 1 stykke 5 cm tape Cross-over: 8 magneter, 2 stykker 1,5 cm tape, 1 stykke 5 cm tape 2-terminal komponent: 4 magneter, 2 stykker 2 cm tape 3-terminal komponent: 6 magneter, 3 stykker 2 cm tape

Gruppér magneterne i par, hvor hvert par har en blå side op og en rød side op. De vil tiltrække lidt i denne konfiguration. Fjern papiret fra kobberbåndet, og sæt det på magneterne, så der er ca. 5 mm fri på den side, der går på bunden. Læg tapen på papfirkant, så magneterne er på siden af blokken. Pas på orienteringen: på oversiden skal blå være venstre og rød højre. På højre side skal blå være oppe og rød ned, og så videre for resten af pladsen: dette vil garantere, at når to blokke kommer i kontakt, vender en nordpol fra den ene blok mod sydpolen fra den anden blok og de tiltrækker altid, selv når blokkene roteres.

For de 3-terminale komponenter kan kobberbåndet overlappe hinanden, og de skal trimmes: skær dem forsigtigt med kappeskæreren og med en skarp pincet kan det overskydende bånd fjernes. Overskydende tape til andre blokke fjernes også på denne måde.

Trin 6: Lodd vinkelblokke og T-kryds

To stykker kobberbånd, der sidder oven på hinanden, kan ligne en god forbindelse, men husk, at der er et lag lim imellem, og de forbinder normalt ikke elektrisk! For at lave en robust permanent forbindelse loddes en dråbe tin, der forbinder til begge båndstykker af vinkelblokkene og T-krydset.

Trin 7: Monter komponenterne

Med en nål skal du slå små huller, hvor komponenternes ledninger går. Klip ledningerne til den rigtige længde. Lad komponenten stikke 1 eller 2 cm ud, på den måde bliver det lettere at placere og udskifte klodserne. Stick komponenten fast i hullerne og lod lodningerne. For modstande og kondensatorer, skriv værdien på blokken. Angiv med symboler og farver andre egenskaber ved komponenterne eller forbindelsen, f.eks. Polariteten af elco og LED.

Trin 8: Prøv nogle simple kredsløb

På billederne er der 11 kredsløbsideer til det minimale sæt M100, prøv dem!

Trin 9: Avancerede kredsløb

Ved hjælp af et større antal blokke kan mere avancerede kredsløb bygges. Videoerne viser:

• En 2-transistor multivibrator (dobbelt blitzlys)
• En bistabil multivibrator med 2 transistorer (flip-flop eller 1-bit elektronisk hukommelse)
• En RC -oscillator

Trin 10: Joule Thief

Et interessant kredsløb: et enkelt 1,5V batteri tænder 3 lysdioder i serie! Den særlige komponent her er den selvviklede transformer: 80 cm 0,2 mm emaljeret tråd bøjet dobbelt og viklet 20x gennem en ferritring (10 mm ydre diameter, 5 mm højde). Bemærk prikkerne på transformerblokken: det angiver, at de venstre viklinger løber i den modsatte retning af de højre viklinger. Joule-tyven er en selvoscillerende spændingsforstærker, og den kan presse de sidste par Joules ud af et batteri, der normalt betragtes som dødt: det fungerer ned til ~ 0,5V. Der er masser af instruktører dedikeret til dette kredsløb, f.eks. fra electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B osv