Minivac 601 Replica (Version 0.9): 11 trin (med billeder)

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

Oprettet af informationsteori -pioneren Claude Shannon som et pædagogisk legetøj til undervisning i digitale kredsløb, blev Minivac 601 Digital Computer Kit faktureret som et elektromekanisk digitalt computersystem. Produceret af Scientific Development Corporation i begyndelsen af 60'erne solgte den for $ 85,00 (ca. $ 720 i dag).

Minivac 601 brugte elektromekaniske relæer som logiske switches samt til meget grundlæggende opbevaring. Enkle DPDT -switche og SPDT -trykknapper udgjorde de binære input, med lys til at repræsentere output. En stor motoriseret urskive gjorde det muligt for brugeren at indtaste decimal- eller hexadecimale tal og sende tal eller fungere som en kloksignalgenerator. For mere information om Minivac 601 her er nogle yderligere referencer:

• Wikipedia
• Center for Computing History
• Time-Line Computer Arkiv

Instructable præsenteret her er til en kopi i fuld størrelse af den Minivac 601 fra 1961. Jeg har forsøgt at forblive så tro mod originalen som muligt i betragtning af de teknologier og ressourcer, jeg har til rådighed. Jeg har ikke en "vintage" enhed, så denne kopi er konstrueret baseret på fotos og fra de originale manualer, der var tilgængelige online. Jeg har inkluderet disse manualer i PDF -format som en del af dette projekt. Jeg bragte disse filer til et lokalt kopicenter og lod dem udskrive som de spiralbundne hæfter, du kan se ovenfor. Jeg er virkelig glad for resultaterne.

Så hvor tæt er denne replika?

Da "stel" til den originale Minivac 601 var lavet af træ, føler jeg, at jeg har lavet en rimelig gengivelse. Jeg er ikke sikker på, hvad de øverste paneler var konstrueret af, men denne replika er 3D -printet. Originalen havde en indbygget transformer og brugte lysnettet. Jeg valgte at bruge en almindelig 12V "vægvorte" af sikkerhedsmæssige årsager og erstatte "sikringen" på Power Panel med et 2,1 mm strømstik.

At skaffe de elektroniske dele var ret ligetil, men det var sværere at finde dele, der matchede originalens udseende. Jeg var heldig med skyderkontakterne og fandt nogle i min lokale overskudsbutik, der virker stort set identiske. Lysene, jeg fandt i den samme overskudsbutik, havde ikke det rigtige udseende, men jeg var i stand til at 3D -udskrive "hætter" til dem, der var mere i tråd med fotografierne. Jeg endte med at købe relæer, der ikke ser så dårlige ud, og som kunne blive matchet endnu bedre ved at fjerne de klare støvdæksler (jeg valgte ikke at gøre det). Trykknapperne er betydeligt større end originalens, men de er let tilgængelige og robuste "arcade" -kontakter, så jeg gik med dem. Jeg har designet drejekontakten specielt til dette projekt, så det får temmelig høje karakterer for et autentisk look. Se min Hovedsagelig 3D -trykte drejeskift instruerbar for detaljer.

Det største hul, og grunden til, at jeg kalder denne version 0.9, er, at den motoriserede drejekontakt ikke er blevet implementeret endnu. Jeg havde en version, der virkede, men var ikke rigtig pålidelig nok. Så jeg går tilbage til tegnebrættet, som de siger for at ordne det. I mellemtiden fungerer drejekontakten godt i manuel tilstand. Så i mellemtiden har jeg implementeret en signalmekanisme til at angive, hvornår motoren er "tilkoblet", og i hvilken retning rotoren skal drejes. Til denne version beder jeg operatøren om at være motoren. På denne måde kan alle de "eksperimenter", der er anført i de tre manualer, udføres. Når den er færdig, vil den motoriserede version være en "drop-in" erstatning for bare det digitale input-output panel.

Trin 1: Udskriv delene

Udskriftsopløsning:.2 mm

Fyld: 20%

Perimeter: 5 (Alle huller i de øverste paneler skal være meget "robuste" til at understøtte lodning af dele.)

Filament: AMZ3D PLA i sort, hvid og rød

Bemærkninger: Alle dele blev trykt i PLA uden understøtninger. For at oprette en Minivac 601 skal du udskrive følgende dele:

• 1 Hovedpanel - Afhængigt af størrelsen på din print seng kan du udskrive hovedpanelet som 1, 2 eller 4 stykker. De fleste vil sandsynligvis trykke 4 stykker: Nederst til venstre og højre og øverst til venstre og højre. Tryk i sort. Jeg satte en pause ved 2,20 mm -mærket for at ændre filamentet til hvidt for at udskrive panelteksten.
• 1 Binary Output Strip - Udskriv som 1 eller 2 stk. Udskriv i blåt, pause på 1,20 mm, og skift til hvid for tekst.
• 1 sekundær opbevaringsstrimmel - Udskriv som 1 eller 2 stk. Udskriv i blåt, sæt en pause på 1,20 mm, og skift til hvid for tekst.
• 1 binær inputstrimmel - Udskriv som 1 eller 2 stykker. Tryk i blå.
• 1 Decimal Input -Output Panel - Udskriv i sort, pause på 2,20 mm, og skift til hvid for tekst.
• 1 Power Panel - Udskriv i sort, pause på 2,20 mm, og skift til hvid for tekst.
• 1 Power Panel Strip - Udskriv i blåt, pause ved 1,20 mm, og skift til hvid for tekst.
• 13 Lysdæksel (valgfrit) - Jeg printede dem med rødt for at dække de lamper, jeg fik, for at få dem til at ligne originalen mere.
• 6 Relæbase (valgfrit) - Jeg går ud fra, at de relæer, som andre får, vil være ret varierede i deres monteringskonfigurationer, så jeg satte bare rektangulære huller i hovedpanelet til relæer og printede disse indsatser til de relæer, jeg brugte. De skal bare snappe ind i hovedpanelet.
• 1 Motorretningsindikatorer - Udskriv i rødt, og sæt en pause på 0,60 mm, og skift til sort tekst.

Efterudskrivning: Installer de blå strimler i de relevante slots på de forskellige paneler baseret på billederne ovenfor. Jeg brugte en lille mængde Ultra Gel Super Lim til at holde dem på plads. For de strimler, der har dem, skal du sørge for, at nithullerne er opstillet.

Trin 2: Byg kassen

Jeg laserskærede konsolrammen fra et enkelt stykke 2 x 4 fod 1/8 tommer krydsfiner. Vedhæftet finder du den anvendte fil. Se tegningerne ovenfor for den grove position af hvert stykke inden for rammen. Røde er de højeste yderstykker, blues lidt kortere inden i lodrette understøtninger og gule inden i vandrette understøtninger. Stykker blev for det meste limet på plads med nogle 1/2 i firkantede dyvler og et par brad søm tilføjet for styrke.

Jeg brugte de trykte paneler fra det foregående trin til at bestemme den nøjagtige placering af rammens understøtningsstykker. Når det er gjort, skal panelerne Main, Power og Decimal Input-Output passe ind i rammen og understøttes godt af de blå og gule understøtninger. Du skal muligvis slibe kanterne på nogle af panelerne lidt for at få dem til at passe, det gjorde jeg.

Da jeg var færdig malede jeg konsollen i en lyseblå farve tæt på originalens.

Trin 3: Den mest medrivende del af bygningen

Beklager, jeg kunne ikke lade være! For at bygge en Minivac 601 skal du tilføje en masse små nitter (388 efter min optælling) til frontpanelerne sammen med deres tilsvarende loddetappe på bagsiden. Nitterne eller øjenlågene giver et sted at indsætte og forbinde jumpertrådene, der bruges til at oprette kredsløb, og loddetapperne giver dig mulighed for at fastgøre nitterne til kontakter, lys og lignende. Her er de dele, jeg brugte (med et par reservedele tilføjet til tællingen):

• 400 Smooth Edge Lug Terminal Flat Connector-Digi-Key varenummer 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 mm) Øjne Messing, Tin Belagt-Digi-Key varenummer 36-35-ND

De var ikke billige, men jeg er sikker på, at du kan købe dem til en bedre pris i udlandet, hvis du er villig til at vente på forsendelsen (jeg var for utålmodig). Derudover skal du bruge et værktøj til at indstille nitterne. Jeg købte følgende fra Amazon (se billederne ovenfor):

CRAFTMEmore Grommet Tool Eyelet Punch Setter Anvil and Hole Punch Cutter for Anbringelse af 0,08 "(2 mm) & 0,12" (3 mm) Små gennemføringer

Jeg lavede en jig for at holde panelet, jeg arbejdede på, mens jeg satte øjet (se ovenfor). Jeg har inkluderet den skårede fil til jiggen, som blev lavet med 1/8 tommer krydsfiner og noget skrot tømmer til stigerørene. Klip to firkanter af samme størrelse, en med hullet inkluderet og en uden, og lim dem sammen. Tilføj stigerørene for at være i niveau med toppen af ambolten, når den sidder i hullet.

For at sætte en nitte skal du skubbe den gennem et hul fra panelets forside til bagsiden. Placer det lille hul på en loddetappe over den udragende nitte. Sæt nithovedet på midten af ambolten (panelet skal vende opad). Indsæt akslen på nittesættet (kaldet en hammer) i nithullet, og når alt er opstillet, skal du trykke på nittehammeren skarpt et par gange med en lille hammer. Loddetappen skal nu være fastgjort til panelet, og nithullet skal være uhindret. Gentag 387 flere gange. Tro mig, du bliver meget god til dette!

Billedet ovenfor er bagsiden af Decimal Input-Output-panelet med alle dens nitter og tapper installeret. Se nogle af de følgende billeder i denne Instructable for at bestemme den optimale orientering af loddetapperne til de andre paneler.

Trin 4: Anskaff delene

De vigtigste komponenter, der bruges i denne Minivac 601 -build, er som følger:

• 13 12V Panel Mount Lights - Jeg fandt disse i en lokal overskudsbutik for et par dollars hver. De har en monteringsdiameter på cirka 15 mm.
• 7 DPDT panelmonterede skydekontakter - Igen fundet i overskudsbutikken billigt. Monteringshullerne skal være 28 mm fra midten til midten, og de monteres under panelerne. At finde dem med røde skydere, der matchede originalen, var en bonus. Jeg brugte M3 x 8 mm bolte med møtrikker for at sikre dem på plads.
• 6 SPDT panelmonterede trykknapkontakter-Digi-Key varenummer 1568-1476-ND (rød).
• 6 12V DPDT-relæer-NTE Electronics R14-11D10-12 Series R14 DC-relæ til generelle formål fra Amazon
• 1 panelmonteret strømstik - Dette skal matche stikket til en hvilken som helst 12V 2A "vægvorte" transformer, du vælger til dette projekt.
• 1 Rotary Switch - Brug Instructable Mostly 3D Printed Rotary Switch til at oprette rotationsomskifteren, men brug STL -filerne her til at gøre det. Disse filer sørger for en ægte 4 mm aksel (i stedet for 1/8 tommer), og jeg har tilføjet sætskruer til både Rotor og Knob -dele.
• 1 Afbryderkontakt - Brug den instruerbare magnetventilbaserede afbryder til at oprette afbryderkontakten.

Trin 5: Fyld strømpanelet

Yderligere dele kræves:

• 1 12v spændingsregulator - Brug en T7812 -del vurderet til 2A eller bedre.
• 1.33 uF kondensator
• 1.1 uF kondensator (valgfri)

Start med at montere lyset, skyderkontakten og strømstikket på panelet som på det første billede ovenfor. Til at drive Minivac 601 brugte jeg en 12V spændingsregulator, som jeg lige "døde bugged" på undersiden af panelkomponenterne. Se skematikken og billederne ovenfor for detaljer. Når du er færdig med at tilslutte strømforsyningen, skal du være i stand til at tilslutte transformeren, og panellyset skal tændes. Med en multimetertest får du en 12V aflæsning fra + og - punkterne på den blå strømstik.

Bemærkninger om strømpanelet:

• Jeg byggede elpanelet, før jeg begyndte at bruge loddetapper, så konstruktionen var lidt anderledes. I dette tilfælde "viklede" jeg nitterne med bare 22 AWG kobbertråd og satte dem derefter på plads med ambolten og hammeren. For Matrix fungerer dette ret godt, men indpakningsprocessen var ret kedelig. Hvis jeg havde det til at gøre igen, ville jeg bruge loddetapperne.
• Strømforsyningen er tilsluttet + og - strømstikpunkterne på panelet. Derudover er der et lille molex -stik til fastgørelse af strømstikpunkterne fra hovedpanelet. Dette gør det muligt at fjerne alle panelerne let til vedligeholdelse.
• Der er tapet et ekstra par strømledninger af nu, som jeg kan bruge til Rotary Switch -motoren til version 1.0.

Trin 6: Befolk hovedpanelet

Forbered loddestykkerne ved at dreje hvert par snegle på hovedpanelet mod hinanden (ved hjælp af nitten som en omdrejningspunkt), indtil de store huller flugter med hinanden. Bøj forsigtigt enderne af de justerede lugs et par grader (en lille nåletang fungerer godt til dette). Brug ovenstående fotos til at bestemme den optimale orientering for hver klap.

Monter lysene, relæerne, skyderen og trykknapperne på hovedpanelet som på det første billede ovenfor. Skyderne er fastgjort med M3 x 8 mm bolte og møtrikker. Ved hjælp af ovenstående fotos som en vejledning skal du forsigtigt lodde de monterede dele til tappene ved hjælp af korte længder på 22 AWG -tilslutningstråd (jeg brugte solid core). Nitterne til hver del er ret godt mærket til, hvad de skal gøre, hvis du har svært ved at finde ud af tilslutningerne fra billederne.

Tilslut alle + strømstikklemmerne sammen og alle - strømstiklåsene sammen og efterlader nok ekstra ledning til at fastgøre dem til strømpanelet. Jeg brugte små molex -stik til at gøre demontering til vedligeholdelse lettere, hvis det er nødvendigt.

ADVARSEL: Under lodning af tapperne bliver plastik omkring den tilsvarende nitte ret blød. Prøv ikke at lægge pres på slangen i nogen retning, mens du er i gang med at lodde en ledning til tappen og i 10 sekunder eller deromkring. Prøv at minimere den tid, der påføres varme, når lodning af ledningerne til tapperne. Sørg for, at loddet tilslutter ledningen og begge loddetapper.

Trin 7: Udfyld panelet Decimal input-output

BEMÆRK: En ny motoriseret version af Rotary Switch er blevet offentliggjort som Instructable. Brug venligst:

Minivac 601 (Version 1.0) Motoriseret drejekontakt

i stedet for dette trin (medmindre du er tilfreds med den enklere manuelle version, der præsenteres her).

Yderligere dele kræves:

• 2 5 mm lysdioder - Disse var ude af min uønskede boks, så jeg er ikke sikker på, hvad spændingen var.
• 1 Modstand (valgfri) - Jeg brugte en 3.1K Ohm modstand, og det ser ud til at fungere fint med 12V forsyningen.
• 1 4 mm aksel - jeg brugte klavertråd. Den skal være mindst 45 mm lang.

Lav for det meste 3D -printerens drejekontakt og den magnetbaserede afbrydelsesafbryder til instruktioner, før du starter dette panel. Forbered også loddetappene som i det foregående trin.

Lim Rotary Switch Body på bagsiden af Decimal Input-Output Panel, og vær omhyggelig med at stille hullet i bunden af kroppen op med panelets midterste hul. Vær også sikker på, at sivkontakterne står præcist på linje mellem de 16 par loddetapper omkring omkredsen af kontakten.

Lim afbryderkontakten bagpå såvel som på det andet billede ovenfor.

Bor yderligere to 5 mm huller i Decimal Input-Output Panel lige under ARM-teksten. De skal være 14 mm fra midten til midten og på linje med de cirkulære pile på pladen til motorretningsindikatorer. "Dead bug" leder LED'erne sammen baseret på kredsløbet ovenfor, og sørg for, at LED'ernes centre er 14 mm fra hinanden og lim dem til bagsiden af panelet i de huller, du lige har boret. De bør kun sættes halvvejs ind i hullerne. Lim pladen til motorretningsindikatorer foran på panelet som på billedet ovenfor og dækker hullerne.

Ledning i drejekontakten. Fjern først nok isolering fra en 22 AWG massiv kernetråd, så den nøgne kobber vikler sig helt rundt om drejekontakten, og der er mindst 3 tommer isoleret ledning fastgjort. Lod forsigtigt den blotte ledning til bundledningerne på alle 16 rørkontakter, der forbinder dem. Du skal starte og slutte i den position, der er vist med den gule ledning på billede 3 ovenfor, så ledningen kan fastgøres til panelets ARM -loddetappe. Med korte længder på 22 AWG -ledninger forbindes den øverste ledning fra hver rørkontakt til den tilsvarende loddetappe (grønne ledninger ovenfor). Disse forbindelser kræver lidt af en delikat berøring for ikke at smelte plasten.

Tilslut afbryderkontakten og lysdioderne til bevægelsesretningsindikatorerne baseret på billederne.

Skub M3 møtrikker ind i åbningerne i bunden af drejeknappen og toppen af drejekontakten. Skru fire M3 x 8 mm bolte fra siderne ind i disse møtrikker, indtil de lige når akselhullet for at fungere som sætskruer. Tag 4 mm akslen, og fastgør drejeknappen til den ene ende ved hjælp af sætskruerne. Skub akslen med knappen fastgjort fra toppen af decimalinput-outputpanelet gennem det midterste hul, indtil knappen er ca. 2 mm over panelet. Skub rotoren fra bagsiden af panelet ned af akslen ind i drejekontakten, så langt det går, men ikke for fast. Stil knappen op, så den peger i samme retning som rotorens nederste magnet, og stram derefter rotorens sætskruer. Rotary Switch skal dreje frit med "stop" ved hvert af de 16 tal.

Trin 8: Sidste samling

Fastgør de udfyldte paneler til konsolrammen. Jeg brugte velcrobånd til at holde dem på plads, så jeg kunne smide dem ud for at udføre vedligeholdelse, hvis det kræves. Kør ledninger fra strømpanelet til de andre steder på den blå strømstik. Jeg borede nogle huller gennem de lodrette understøtninger for at føre ledningerne. Billedet ovenfor er kablet, som jeg plejede at gøre dette ved hjælp af Molex -stik. Tænd Minivac 601, og brug en multimeter til at teste, at alle + og - punkterne på den blå strømstik registreres som 12V.

Trin 9: Lav patchkablerne

Du "programmerer" Minivac 601 ved at tilslutte ledninger til nittepunkterne for de forskellige komponenter og dermed skabe kredsløb. For at oprette disse ledningsstik skal du bruge følgende dele:

• 100 22-16 Gauge Butt End Connectors-Hilitchi 100pcs 22-16 Gauge Butt Isolerede Splice Terminaler Elektriske Wire Crimp Connectors fra Amazon
• 100 koniske stifter - Spaenaur varenummer 239-497
• 75 fod (eller deromkring) 20 AWG -tilslutningstråd

Der kræves også et krympeværktøj til konnektorerne. Jeg købte følgende:

Titan 11477 Ratcheting Wire Terminal Crimper fra Amazon

Jeg lavede patchkabler i 3 længder, 8, 16 og 24 tommer. Jeg brugte 3 forskellige farver gul, rød og blå for at gøre identifikationen lettere, og fordi originalen også gjorde det. Jeg lavede 20 hver af de 8 (gule) og 16 (røde) tommer længder og 10 af de 24 (blå) tommer ledninger. Du kan få brug for mere til nogle af de mere avancerede eksperimenter.

Brug stødendestikkene og fastgør en konisk stift til enderne af hver ledning ved hjælp af krympeværktøjet. Den koniske stifts større ende bliver indsat i stikket. Se billedet ovenfor. Jeg fandt ud af, at jeg fik en mere solid forbindelse med nitterne, hvis jeg kun indsatte den koniske stift omkring 1/2 vej ind i stikkontakten, før den blev krympet (udsatte en del af konen med en lidt større diameter). Dette syntes ikke at påvirke kvaliteten af krympningen.

Trin 10: Test

Du skal nu have alt, hvad du har brug for for at prøvekøre Minivac 601. Jeg vil foreslå, at du starter med at tænde din enhed og arbejde igennem "eksperimenterne" fordelt på de 3 fremragende manualer. På trods af det store antal forbindelser, der udgør en Minivac 601, er det stadig en ret simpel enhed. Bortset fra den lejlighedsvise dårlige loddemetal er der ikke meget der kan gå galt.

På billedet ovenfor, en variant af eksperiment 9, er Minivacs relæ 2 "programmeret" til at fungere som en lås. Hvis du trykker på den 2. trykknap, aktiveres relæet og tænder lys 2. Lyset forbliver tændt, selv efter at knappen er sluppet. Ved at trykke på den 3. knap frigives relæet, og lyset slukkes.

Trin 11: Endelige tanker

De projekter, som jeg har arbejdet med på det seneste, følger alle det samme mønster:

• De er kopier af sejt computerlegetøj og enheder fra 60'erne.
• Har en enorm uddannelsesværdi.
• Har unikke og bemærkelsesværdige designs.
• På grund af deres alder er de blevet sjældne og dermed dyre og svære at få.
• Og måske vigtigst af alt er de og deres designere værdige til at blive husket og hædret.

Minivac 601 markerer alle disse kasser og derefter nogle. Mellem Minivac 601 og et efterfølgende produkt Minivac 6010, der blev solgt til virksomheder, lærte snesevis af mennesker om digitale kredsløb og computerkoncepter.

Virkelig en meget cool enhed, der er værd at huske.