Minivac 601 -replika (weergawe 0.9): 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die Minivac 601 Digital Computer Kit, wat deur die pionier van inligtingsteorie Claude Shannon geskep is as 'n opvoedkundige speelgoed vir die onderrig van digitale stroombane, word as 'n elektromeganiese digitale rekenaarstelsel beskou. Dit is vervaardig deur Scientific Development Corporation in die vroeë 60's en verkoop vir $ 85,00 (ongeveer $ 720 vandag).

Minivac 601 gebruik elektromeganiese relais as logiese skakelaars sowel as vir baie basiese berging. Eenvoudige DPDT -skakelaars en SPDT -drukknoppies bestaan uit die binêre insette, met ligte om die uitsette voor te stel. 'N Groot gemotoriseerde draaiknop laat die gebruiker toe om desimale of heksadesimale getalle in te voer, en syfers uit te voer, of om op te tree as 'n kloksignaalgenerator. Hier is 'n paar addisionele verwysings vir meer inligting oor die Minivac 601:

• Wikipedia
• Sentrum vir Rekenaargeskiedenis
• Tydlynrekenaarargief

Die instruksies wat hier aangebied word, is 'n volledige weergawe van die Minivac 601 uit 1961. Ek het probeer om so getrou as moontlik aan die oorspronklike te bly, gegewe die tegnologie en hulpbronne wat ek beskikbaar het. Ek het nie 'n 'vintage' eenheid nie, so hierdie replika is gemaak op grond van foto's en die oorspronklike handleidings wat aanlyn beskikbaar was. Ek het hierdie handleidings in PDF -formaat ingesluit as deel van hierdie projek. Ek het hierdie lêers na 'n plaaslike kopiesentrum gebring en dit laat druk as die spiraalgebonde boekies wat u hierbo kan sien. Ek is regtig tevrede met die resultate.

So hoe naby is hierdie replika?

Aangesien die "raam" vir die oorspronklike Minivac 601 van hout gemaak is, voel ek dat ek 'n redelike weergawe gemaak het. Ek is nie seker waaruit die boonste panele gemaak is nie, maar hierdie replika's is 3D -gedruk. Die oorspronklike het 'n ingeboude transformator en gebruik hoofstroom. Ek het gekies om 'n gewone 12V "muurvrot" te gebruik om veiligheidsredes en die "lont" op die kragpaneel vervang met 'n 2,1 mm -aansluiting.

Die verkryging van elektroniese onderdele was redelik eenvoudig, maar dit was moeiliker om dele te vind wat presies by die oorspronklike voorkoms pas. Ek het geluk gekry met die skuifskakelaars en ek het 'n paar by my plaaslike surplus -winkel gevind wat redelik identies lyk. Die ligte wat ek by dieselfde oorskotwinkel gevind het, het nie die regte voorkoms nie, maar ek kon 3D -kappies druk vir hulle wat meer in lyn was met die foto's. Ek het uiteindelik relais gekry wat nie te sleg lyk nie, en dit kan selfs beter pas by die verwydering van die deursigtige stofdeksels (ek het verkies om dit nie te doen nie). Die drukknoppies is aansienlik groter as die oorspronklike, maar dit is geredelik beskikbaar en robuuste skakelaars in die "arcade" -styl, so ek het daarmee saamgegaan. Ek het die draaiskakelaar spesifiek vir hierdie projek ontwerp, sodat dit baie hoë punte behaal vir 'n outentieke voorkoms. Raadpleeg my Meestal 3D -gedrukte draaiskakelaar vir instruksies vir meer inligting.

Die grootste gaping, en die rede waarom ek hierdie weergawe 0.9 noem, is dat die gemotoriseerde draaiskakelaarfunksie nog nie geïmplementeer is nie. Ek het 'n weergawe wat werk, maar was nie regtig betroubaar genoeg nie. Ek gaan dus terug na die tekenbord terwyl hulle sê om dit reg te stel. Intussen werk die draaiknop uitstekend in die handmatige modus. Ek het dus intussen 'n seinmeganisme geïmplementeer om aan te dui wanneer die motor "ingeskakel" is en in watter rigting die rotor gedraai moet word. Vir hierdie weergawe vra ek die operateur om die motor te wees. Op hierdie manier kan al die 'eksperimente' wat in die drie handleidings gelys word, uitgevoer word. As dit voltooi is, sal die gemotoriseerde weergawe slegs 'n "drop-in" plaasvervanger wees vir die paneel van die digitale invoer.

Stap 1: Druk die onderdele af

Drukresolusie: 0,2 mm

Vulling: 20%

Omtrek: 5 (Al die gate in die boonste panele moet baie "robuust" wees om die soldeer van dele te ondersteun.)

Filament: AMZ3D PLA in swart, wit en rooi

Notas: Alle dele is in PLA gedruk sonder ondersteuning. Om 'n Minivac 601 te skep, moet u die volgende dele druk:

• 1 Hoofpaneel - Afhangende van die grootte van u bed, kan u die hoofpaneel in 1, 2 of 4 stukke druk. Die meeste druk waarskynlik 4 stukke: Links onder en regs, en links bo en regs. Druk in swart. Ek stel 'n pouse by die 2,20 mm -merk om die filament na wit te verander om die paneelteks af te druk.
• 1 binêre uitvoerstrook - druk as 1 of 2 stukke. Druk in blou, breek op 1,20 mm en skakel oor na wit vir teks.
• 1 sekondêre stoorstrook - druk as 1 of 2 stukke. Druk in blou, breek op 1,20 mm en skakel oor na wit vir teks.
• 1 Binêre invoerstrook - Druk as 1 of 2 stukke. Druk in blou.
• 1 Desimale invoer -uitvoer -paneel - Druk in swart, breek op 2,20 mm en skakel oor na wit vir teks.
• 1 Power Panel - Druk in swart, breek op 2,20 mm en skakel oor na wit vir teks.
• 1 Power Panel Strip - Druk in blou, breek op 1,20 mm en skakel oor na wit vir teks.
• 13 Ligte omslag (opsioneel) - Ek het dit in rooi gedruk om die ligte wat ek gekry het, te bedek om dit meer soos die oorspronklike te laat lyk.
• 6 Relay Base (opsioneel) - Ek neem aan dat die relais wat ander verkry, baie uiteenlopend sal wees in hul monteringskonfigurasies, so ek plaas net reghoekige gate in die hoofpaneel vir relais en druk hierdie insetsels vir die relais wat ek gebruik het. Hulle moet net by die hoofpaneel ingaan.
• 1 Motorrigtingaanwysers - Druk in rooi en breek op 0,60 mm en skakel oor na swart teks.

Na druk: installeer die blou stroke in die toepaslike gleuwe op die verskillende panele, gebaseer op die foto's hierbo. Ek het 'n klein hoeveelheid Ultra Gel Super Glue gebruik om dit op hul plek te hou. Vir die stroke wat dit bevat, moet u seker maak dat die klinknaaldgate in lyn is.

Stap 2: Bou die boks

Ek laser die konsole raam uit 'n enkele 2 x 4 voet stuk van 1/8 duim laaghout. Die aangehegte lêer vind die gebruikte lêer. Sien die tekeninge hierbo vir die ruwe posisie van elke stuk binne die raam. Rooi is die hoogste buitestukke, blou effens korter binne vertikale stutte en geel binne horisontale stutte. Stukke is meestal vasgeplak met ongeveer 1/2 in vierkantige spykers en 'n paar spykers om die sterkte by te voeg.

Ek het die gedrukte panele van die vorige stap gebruik om die presiese plasing van die raam se steunstukke te bepaal. As dit klaar is, moet die hoof-, krag- en desimale invoer-uitvoer-panele in die raam pas en goed ondersteun word deur die blou en geel stutte. Miskien moet u die rande van sommige panele 'n bietjie skuur om dit te laat pas.

Toe ek klaar was, het ek die konsole geverf in 'n ligblou kleur naby die oorspronklike.

Stap 3: Die mees opwindende deel van die gebou

Jammer ek kon nie weerstaan nie! Om 'n Minivac 601 te bou, moet u baie klein klinknaels (388 volgens my telling) by die voorpanele voeg, met die ooreenstemmende soldeerstukke agterop. Die klinknaels of ooglede bied 'n plek om die draaddrade in te sit en aan te sluit wat gebruik word om stroombane te skep, en met die soldeerstukke kan u die klinknaels aan die skakelaars, ligte en so aan heg. Hier is die dele wat ek gebruik het (met 'n paar onderdele by die telling):

• 400 plat aansluiting met gladde rand-koppeling-Digi-Key onderdeelnommer 36-4004-ND
• 400 0,089 "(2,26 mm) Oogjes Messing, verzinkt-Digi-Key onderdeelnummer 36-35-ND

Dit was nie goedkoop nie, maar ek is seker dat u dit teen 'n beter prys in die buiteland kan kry as u bereid is om op die aflewering te wag (ek was te ongeduldig). Daarbenewens benodig u 'n instrument om die klinknaels vas te maak. Ek het die volgende by Amazon gekoop (sien die foto's hierbo):

CRAFTMEmore Grommet Tool Oogstansset Gatsteker en gatsnijder vir die aanbrengen van 0,08 "(2 mm) en 0,12" (3 mm) klein doorgaten

Ek het 'n mal gemaak om die paneel waarop ek werk, gelyk te hou terwyl ek die oogjie vasstel (sien hierbo). Ek het die gesnyde lêer vir die mal ingesluit, wat gemaak is met laaghout van 1/8 duim en 'n bietjie hout vir die stygstukke. Sny twee vierkante van dieselfde grootte, een met die gat ingesluit en een sonder, en plak dit vas. Voeg die stygers by om gelyk te wees met die bokant van die aambeeld wanneer dit in die gat sit.

Om 'n klinknael vas te maak, druk dit deur 'n gat van die voorkant van die paneel na agter. Plaas die klein gaatjie van 'n soldeerbout oor die uitsteeksel. Plaas die kop van die klinknag in die middel van die aambeeld (die paneel agterkant moet na bo wys). Steek die as van die klinknaelsetter ('n hamer genoem) in die klinkgatgat en as alles in 'n ry is, tik die klinkhamer 'n paar keer skerp met 'n klein hamer. Die soldeerbout moet nou stewig aan die paneel vasgemaak word en die klinkgat moet onbelemmerd wees. Herhaal nog 387 keer. Glo my, jy sal baie goed hiermee wees!

Op die foto hierbo is die agterkant van die Decimal Input-Output-paneel met al die klinknaels en ringe geïnstalleer. Sien 'n paar van die volgende foto's in hierdie instruksies om die optimale oriëntasie van die soldeerstukke vir die ander panele te bepaal.

Stap 4: Verkry die onderdele

Die hoofkomponente wat in hierdie Minivac 601 -konstruksie gebruik word, is soos volg:

• 13 12V paneelligte - ek het dit vir 'n paar dollar by 'n plaaslike surplus -winkel gekry. Hulle het 'n monteer deursnee van ongeveer 15 mm.
• 7 DPDT -paneelsteun -skakelaars - weer goedkoop by die oortollige winkel gevind. Die bevestigingsgate moet 28 mm van mekaar tot middel wees en onder die panele gemonteer word. Dit was 'n bonus om dié met rooi skuifbakke te vind wat by die oorspronklike pas. Ek het M3 x 8 mm -boute met moere gebruik om dit vas te maak.
• 6 Drukknopskakelaars op die paneelmontage-Digi-Key onderdeelnommer 1568-1476-ND (rooi).
• 6 12V DPDT-relais-NTE Electronics R14-11D10-12-reeks R14 DC-relais vir algemene doeleindes van Amazon
• 1 Power Jack -aansluiting - dit moet ooreenstem met die aansluiting van die 12V 2A "muurwrat" transformator wat u vir hierdie projek kies.
• 1 Draaiskakelaar - Gebruik die Instrueerbare meestal 3D -gedrukte draaiskakelaar om die draaiskakelaar te skep, maar gebruik die STL -lêers wat hier verskaf word. Hierdie lêers maak voorsiening vir 'n ware 4 mm -as (in plaas van 1/8 duim) en ek het stelskroewe vir die Rotor- en Knob -dele bygevoeg.
• 1 Afsluitskakelaar - Gebruik die onderrigbare uitsluitingsskakelaar op solenoïde om die afskakelaar te maak.

Stap 5: Bevolk die kragpaneel

Bykomende onderdele benodig:

• 1 12V -spanningsreguleerder - Gebruik 'n T7812 -onderdeel met 'n waarde van 2A of beter.
• 1.33 uF -kondensator
• 1.1 uF -kondensator (opsioneel)

Begin deur die lig, skuifskakelaar en kragaansluiting op die paneel te monteer, soos op die eerste foto hierbo. Om die Minivac 601 aan te dryf, het ek 'n 12V -spanningsreguleerder gebruik wat ek net aan die onderkant van die paneelkomponente "doodgesteek" het. Sien die skematiese en prente hierbo vir besonderhede. As u die kragtoevoer voltooi het, moet u die transformator kan aansluit en die paneellig moet brand. Met 'n multimetertoets kry u 'n 12V -lesing van die + en - punte op die blou kragstrook.

Opmerkings oor die kragpaneel:

• Ek het die kragpaneel gebou voordat ek soldeerstukke begin gebruik het, sodat die konstruksie 'n bietjie anders was. In hierdie geval het ek die klinknaels met 'n kaal 22 AWG koperdraad "toegedraai" en dit dan vasgemaak met die aambeeld en hamer. Vir die Matrix werk dit redelik goed, maar die inpakproses was redelik vervelig. As ek dit weer moes doen, sou ek die soldeerstukke gebruik.
• Die kragtoevoer is gekoppel aan die + en - kragstrookpunte op die paneel. Daarbenewens is daar 'n klein molex -aansluiting om die kragstrookpunte aan die hoofpaneel vas te maak. Hierdeur kan al die panele maklik verwyder word vir onderhoud.
• Daar is vir eers 'n ekstra paar kragdrade wat ek vir die Rotary Switch -motor vir weergawe 1.0 kan gebruik.

Stap 6: Bevolk die hoofpaneel

Berei die soldeerboute voor deur elke paar tappe op die hoofpaneel na mekaar toe te draai (met behulp van die klinknael as 'n spilpunt) totdat die groot gate met mekaar in lyn is. Buig die punte van die uitgestrekte lugs versigtig 'n paar grade (klein naaldtang werk goed hiervoor). Gebruik die foto's hierbo om die optimale oriëntasie vir elke lug te bepaal.

Monteer die ligte, relais, skuifknoppies en drukknoppies op die hoofpaneel, soos in die eerste prent hierbo. Die skuifskakelaars is vasgemaak met boute en moere van M3 x 8 mm. Met behulp van die bogenoemde foto's as riglyn, soldeer die gemonteerde dele versigtig aan die rande met kort lengtes van 22 AWG -aansluitdraad (ek het soliede kern gebruik). Die klinknaels vir elke deel is redelik goed geëtiketteer oor wat hulle veronderstel is om te doen, as u probleme ondervind om uit die foto's te kom.

Koppel al die + kragstrooklokke saam en al die - kragstrooklokke saam en laat genoeg ekstra draad om dit aan die kragpaneel te koppel. Ek het klein molex -verbindings gebruik om die demontage vir onderhoud makliker te maak indien nodig.

WAARSKUWING: Plastiek rondom die ooreenstemmende klinknael word baie sag terwyl die tande soldeer word. Probeer om geen druk op die lug in enige rigting uit te oefen terwyl u 'n draad aan die lug soldeer nie en vir ongeveer 10 sekondes daarna. Probeer om die tyd wat hitte toegedien word, te verminder tot die soldeer van die drade aan die rande. Maak seker dat die soldeersel by die draad en albei soldeerstukke aansluit.

Stap 7: Bevolk die desimale invoer-uitvoer paneel

LET WEL: 'n Nuwe gemotoriseerde weergawe van die Rotary Switch is gepubliseer as 'n instruksie. Gebruik asseblief:

Minivac 601 (weergawe 1.0) gemotoriseerde draaiskakelaar

in plaas van hierdie stap (tensy u tevrede is met die eenvoudiger handleiding wat hier aangebied word).

Bykomende onderdele benodig:

• 2 5 mm LED's - dit was uit my rommelbak, so ek is nie seker wat die spanning was nie.
• 1 Weerstand (opsioneel) - ek het 'n weerstand van 3.1K Ohm gebruik, en dit lyk goed met die 12V -toevoer.
• 1 4 mm -as - ek het klavierdraad gebruik. Dit moet minstens 45 mm lank wees.

Maak die hoofsaaklik 3D -drukker -draaiskakelaar en die instruksies op die solenoïde -gebaseerde afsluitskakelaar voordat u hierdie paneel begin. Berei ook die soldeerboute voor soos in die vorige stap.

Plak die draaiknopligter aan die agterkant van die desimale invoer-uitvoerpaneel vas en wees versigtig om die gat in die onderkant van die liggaam met die middelste gat van die paneel in lyn te bring. Maak ook seker dat die rietskakelaars presies in lyn is tussen die 16 pare soldeerstukke rondom die omtrek van die skakelaar.

Plak die afskakelaar aan die agterkant vas, sowel as op die tweede prent hierbo.

Boor twee ekstra 5 mm gate in die desimale invoer-uitvoer paneel net onder die ARM-teks. Hulle moet 14 mm van mekaar tot middelpunt wees en in lyn wees met die sirkelvormige pyle op die bord vir motorrigtingaanwysers. "Dead bug" dra die LED's aanmekaar, gebaseer op die kring hierbo, en maak seker dat die middelpunte van die LED's 14 mm uitmekaar is en plak dit aan die agterkant van die paneel vas in die gate wat u pas geboor het. Hulle moet slegs halfpad in die gate geplaas word. Plak die bord vir motorrigtingaanwysers aan die voorkant van die paneel vas, soos op die foto hierbo, en maak die gate toe.

Draai in die Rotary Switch. Raak eers genoeg isolasie van 'n 22 AWG soliede kerndraad af sodat die koper heeltemal om die Rotary Switch Body draai en dat daar ten minste 3 duim geïsoleerde draad aangeheg is. Soldeer die kaal draad versigtig aan die onderste leidings van al 16 rietskakelaars wat hulle verbind. U moet begin en eindig in die posisie wat deur die geel draad in foto 3 hierbo aangedui word, sodat die draad aan die ARM -soldeerslag van die paneel geheg kan word. Met 'n kort lengte van 22 AWG -draad, verbind die boonste leiding van elke rietskakelaar met die ooreenstemmende soldeerbout (groen drade hierbo). Hierdie verbindings benodig 'n bietjie delikate aanraking om die plastiek nie te smelt nie.

Bedek die afsny -skakelaar en die LED's vir die bewegingsrigtingaanwysers, gebaseer op die foto's.

Druk die M3 -moere in die gleuwe onder in die draaiknop en bo -op die roterende skakelaar. Skroef vier M3 x 8 mm -boute van die kante in hierdie moere vas totdat hulle net by die asgat kom om as stelskroewe te dien. Neem die as van 4 mm en bevestig die draaiknop aan die een kant met behulp van die stelskroewe. Skuif die as met knop vasgemaak van die bokant van die desimale invoer-uitvoer-paneel deur die middelste gat totdat die knop ongeveer 2 mm bokant die paneel is. Skuif die rotor vanaf die agterkant van die paneel met die as af tot in die roterende skakelaar, maar nie te stewig nie. Rangskik die knop sodat dit in dieselfde rigting wys as die onderste magneet van die rotor, draai dan die rotor se stelskroewe vas.

Stap 8: Finale vergadering

Heg die bevolkte panele aan die konsole raam. Ek het klittenbandstroke gebruik om dit op hul plek te hou, sodat ek dit kon uitsteek om onderhoud te doen indien nodig. Dra die drade van die kragpaneel na die ander plekke op die blou kragstrook. Ek het 'n paar gate deur die vertikale stutte geboor om die drade te laat loop. Hierbo is die kabel waarmee ek dit gebruik het met behulp van Molex -verbindings. Skakel die Minivac 601 aan en gebruik 'n multi -meter om te toets dat al die + en - punte op die blou kragstrook 12V is.

Stap 9: Maak die pleisterkabels

U "programmeer" die Minivac 601 deur drade in die klinknagelpunte vir die verskillende komponente aan te sluit en sodoende stroombane te skep. Om hierdie draadverbindings te maak, benodig u die volgende dele:

• 100 22-16 Gauge Butt End Connectors-Hilitchi 100pcs 22-16 Gauge Butt Isolated Splice Terminals Electrical Wire Crimp Connectors from Amazon
• 100 Taper Pins - Spaenaur onderdeelnommer 239-497
• 75 voet (of so) van 20 AWG -aansluitdraad

'N Krimpgereedskap vir die verbindings is ook nodig. Ek het die volgende gekoop:

Titan 11477 Ratcheting Wire Terminal Crimper van Amazon

Ek het patchkabels in 3 lengtes, 8, 16 en 24 duim gemaak. Ek het 3 verskillende kleure geel, rooi en blou gebruik om identifikasie makliker te maak en omdat die oorspronklike dit ook gedoen het. Ek het 20 elk van die 8 (geel) en 16 (rooi) duim lengtes gemaak, en 10 van die 24 (blou) duim drade. Miskien benodig u meer vir sommige van die meer gevorderde eksperimente.

Gebruik die boude -aansluitstukke en maak 'n tappen aan die punte van elke draad vas met die krimpgereedskap. Die punt met 'n groter deursnee van die tappen word in die aansluiting geplaas. Sien die prent hierbo. Ek het agtergekom dat ek 'n stewiger verbinding met die klinknaels kry as ek eers die tapspen ongeveer 1/2 in die kolfverbinding steek voordat ek krimp (bloot 'n effens groter deursnee van die taps). Dit blyk nie die kwaliteit van die krimp te beïnvloed nie.

Stap 10: Toets

U moet nou alles hê wat u nodig het om die Minivac 601 te toetsbestuur. Ek stel voor dat u eers begin met die aanskakeling van u eenheid en die "eksperimente" wat deur die drie uitstekende handleidings versprei is, deurwerk. Ondanks die groot aantal verbindings wat 'n Minivac 601 uitmaak, is dit steeds 'n redelik eenvoudige toestel. Afgesien van die af en toe slegte soldeerverbinding, is daar nie veel wat verkeerd kan gaan nie.

Op die foto hierbo, 'n variant van eksperiment 9, is die aflos 2 van die Minivac 'geprogrammeer' om as 'n grendel te dien. Deur op die 2de drukknoppie te tik, kan die relais aangeskakel word en lig 2. Die lig sal brand, selfs nadat die knoppie losgemaak is. Deur op die 3de knoppie te druk, word die aflos vrygestel en die lig sal afskakel.

Stap 11: Laaste gedagtes

Die projekte waaraan ek die afgelope tyd gewerk het, volg almal dieselfde patroon:

• Dit is replika's van koel rekenaarspeelgoed en toestelle uit die 60's.
• Het 'n geweldige opvoedkundige waarde.
• Beskik oor unieke en noemenswaardige ontwerpe.
• As gevolg van hul ouderdom het hulle skaars geword en is dit dus duur en moeilik om te kry.
• En miskien die belangrikste is dat hulle en hul ontwerpers onthou en geëer moet word.

Die Minivac 601 merk al hierdie bokse en dan 'n paar. Tussen die Minivac 601 en 'n daaropvolgende produk, die Minivac 6010 wat aan ondernemings verkoop is, het talle mense geleer oor digitale stroombane en rekenaarbegrippe.

Voorwaar 'n baie gawe toestel om te onthou.