Blocs de circuits magnètics: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Res és millor per aprendre o dissenyar electrònica que construir circuits reals. La taula és una opció popular, però sovint resulta en un espagueti incomprensible que no té cap semblança amb l’esquema original i que és difícil de depurar.

Em vaig inspirar en un altre instructiu per fer un conjunt de blocs magnètics que es puguin combinar en circuits electrònics. El resultat és impressionant: els circuits bàsics es configuren en segons i tenen l’aspecte de l’esquema. Les connexions entre els blocs són molt fiables ja que les tires de coure de dos blocs diferents són empeses les unes contra les altres pels imants sota la cinta.

Els blocs estan fets de cartró reciclat amb petits imants a les vores. La cinta de coure cobreix els imants i es connecta als components. Posant dos petits imants a cada vora, els blocs sempre atrauen. No calen eines especialitzades i el cost és d’uns 10 cèntims per bloc.

Pas 1: material

100, 200 o 300 imants cilíndrics de neodimi de 5 mm de diàmetre i 1 mm de gruix (5 x 1 mm). Estan disponibles en línia fàcilment per ~ 1,5 cèntims per peça (per exemple, aquí)

Cinta de coure de 10 mm d’amplada, un rotlle de 10 m serà més que suficient (per exemple, aquí)

Cartró fort: la versió de 3 capes de 6 mm és bona. 50x50cm és més que suficient

Components per prototipar: un suport de bateria 4xAAA, LEDs, resistències, condensadors, transistors, un altaveu, un LDR, botons, un potenciòmetre, etc. Al següent pas hi ha una llista detallada per a un conjunt mínim.

Eines: un tallador de caixes i un soldador. Marcadors permanents vermells i blaus. Les pinces són útils per doblar pins.

Pas 2: conjunt mínim amb 100 imants

Aquí teniu un suggeriment perquè els components facin 23 blocs amb 100 imants:

4 connectors rectes

4 peces d'angle

2 unions T

1 caixa de bateries

2 LED (verd i vermell)

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

1 potenciòmetre (10kOhm)

1 LDR (resistència dependent de la llum)

Transistor d'1 npn (per exemple, 2n3904)

1 condensador d'electròlits de 100 muF

1 botó

1 teclat tàctil

Al final d'aquest instructiu, es mostren 11 circuits fàcils que podeu fer amb aquest conjunt mínim.

Pas 3: marqueu els pols dels imants

Els imants cilíndrics de neodimi no tenen cap marcatge del pol nord i sud, però fer un seguiment de la polaritat relativa serà essencial per aconseguir que els blocs de circuits sempre s’atreguin.

La forma més senzilla d’esbrinar-ho és tornar a la definició: nord és el pol que apunta cap al nord quan es deixa lliure l’imant per girar: prémer un fil prim a la meitat de la pila d’imants i aixecar-lo: com l’agulla d’un brúixola, s’alinea amb el camp magnètic terrestre. Comproveu la consistència en alguns llocs diferents i, a continuació, acoloreu el pol nord de vermell i el costat sud de blau.

Enganxeu tots els imants amb el pol nord cap amunt sobre una làmina de ferro (per exemple, una caixa de galetes). Pinteu totes les cares de vermell amb un marcador permanent. Deixeu-lo assecar bé durant 10 minuts, gireu-los i acoloreu el pol sud de blau. Ara tots els imants estan marcats segons la convenció comuna (vermell = pol nord, blau = pol sud)

Pas 4: Tallar el cartró

Amb un llapis, dibuixa una quadrícula de ~ 100 quadrats de 2,5x2,5 cm. Afegiu també una "tira" de 5,2 cm: els blocs de doble unitat han de ser 2 mm més amples que dos blocs d'una sola unitat per tenir en compte els dos imants d'1 mm cadascun que separen dos blocs. Tres ‘unitats’ es converteixen en 7,9cm. Talla els blocs en quadrats de 2,5x2,5, però també fes rectangles de 2,5x5,2cm per a connectors llargs i de 5,2x7,9cm per a components grans, com el suport de la bateria d'un altaveu.

Pas 5: connecteu els imants amb cinta de coure

Talla una cinta de coure de la longitud correcta per a cada bloc:

Bloc de connectors: 4 imants, cinta de 5 cm Bloc de connectors llarg: 4 imants, cinta de 8 cm Bloc d’angle: 4 imants, 2 peces de cinta de 3 cm Unió en T: 6 imants, 1 tros de cinta de 3 cm, 1 tros de cinta de 5 cm imants, 2 peces de cinta d’1,5 cm, 1 peça de cinta de 5 cm Component de 2 terminals: 4 imants, 2 peces de cinta de 2 cm Component de 3 terminals: 6 imants, 3 peces de cinta de 2 cm

Agrupeu els imants per parelles, on cada parell té un costat blau cap amunt i un costat vermell cap amunt. S’atreuran lleugerament en aquesta configuració. Traieu el paper de la cinta de coure i enganxeu-lo als imants deixant ~ 5 mm lliures al costat que anirà a la part inferior. Enganxeu la cinta sobre un quadrat de cartró de manera que els imants quedin al costat del bloc. Compte amb l'orientació: a la part superior, el blau ha de quedar a l'esquerra i el vermell a la dreta. A la part dreta, el blau hauria de ser cap amunt i el vermell cap avall, i així successivament a la resta de la plaça: això garantirà que cada vegada que hi hagi dos blocs en contacte, un pol nord d’un bloc s’enfronta al pol sud de l’altre bloc i sempre atrauen, fins i tot quan es giren els blocs.

Per als components de 3 terminals, la cinta de coure es pot superposar i cal retallar-la: talleu-la delicadament amb el tallador de caixes i, amb unes pinces afilades, es pot eliminar l’excés de cinta. També s’elimina l’excés de cinta per a altres blocs.

Pas 6: soldeu els blocs angulars i les unions en T

Dos trossos de cinta de coure enganxats els uns sobre els altres poden semblar una connexió fantàstica, però recordeu que hi ha una capa de cola pel mig i que normalment no es connecten elèctricament. Per fer una connexió permanent robusta, soldeu una gota d’estany que es connecti a les dues parts de cinta dels blocs angulars i a la unió en T.

Pas 7: muntar els components

Amb una agulla, foradeu petits forats per on aniran els cables dels components. Talleu els cables a la longitud adequada. Deixeu que el component sobresurt 1 o 2 cm, de manera que serà més fàcil col·locar i substituir els blocs. Enganxeu el component a través dels forats i soldeu els cables. Per a resistències i condensadors, escriviu el valor al bloc. Indiqueu amb símbols i colors altres propietats dels components o de la connexió, com ara la polaritat de l’elco i el LED.

Pas 8: proveu alguns circuits senzills

A les imatges hi ha 11 idees de circuits per al conjunt mínim M100, proveu-les!

Pas 9: circuits avançats

Utilitzant un nombre més gran de blocs, es poden construir circuits més avançats. Els vídeos mostren:

• Un multivibrador de 2 transistors (doble flaix)
• Un multivibrador bistable de 2 transistors (flip-flop o memòria electrònica d'1 bit)
• Un oscil·lador RC

Pas 10: Joule Thief

Un circuit interessant: una sola bateria d'1,5 V il·lumina 3 LED en sèrie. El component especial aquí és el transformador automàtic: 80 cm de filferro esmaltat de 0,2 mm doblegat doble i enrotllat 20x a través d’un anell de ferrita (10 mm de diàmetre exterior, 5 mm d’alçada). Tingueu en compte els punts del bloc del transformador: indica que els bobinats esquerres funcionen en la direcció oposada dels bobinats drets. El lladre Joule és un augment de la tensió autooscil·lant i pot extreure els últims Joules d’una bateria que normalment es considera morta: funcionarà fins a ~ 0,5V. Hi ha un munt d’instructibles dedicats a aquest circuit, per exemple. de electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, etc.