Khối mạch từ tính: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Không gì tốt hơn cho việc học hoặc thiết kế điện tử hơn là xây dựng các mạch điện thực. Breadboard là một lựa chọn phổ biến nhưng nó thường dẫn đến một món mì Ý khó hiểu, không giống với sơ đồ gốc và khó gỡ lỗi.

Tôi đã lấy cảm hứng từ một tài liệu hướng dẫn khác để tạo ra một tập hợp các khối từ tính có thể kết hợp thành các mạch điện tử. Kết quả là tuyệt vời: các mạch cơ bản được thiết lập trong vài giây và chúng trông giống như sơ đồ! Các kết nối giữa các khối rất đáng tin cậy vì các dải đồng của hai khối khác nhau được đẩy vào nhau bởi các nam châm dưới băng.

Các khối được làm từ bìa cứng tái chế với nam châm nhỏ trên đường viền. Băng đồng bao phủ các nam châm và kết nối với các thành phần. Bằng cách đặt hai nam châm nhỏ trên mỗi đường viền, các khối luôn thu hút. Không cần công cụ chuyên dụng và chi phí khoảng 10 xu cho mỗi khối.

Bước 1: Vật liệu

Nam châm neodymium hình trụ 100, 200 hoặc 300, đường kính 5mm, dày 1mm (5x1mm). Những thứ này có sẵn trực tuyến với giá ~ 1,5 xu một chiếc (ví dụ: tại đây)

Băng đồng rộng 10mm, một cuộn 10m sẽ là quá đủ (ví dụ: ở đây)

Bìa cứng: bản 6mm 3 lớp là tốt. 50x50cm là quá đủ

Các thành phần để tạo mẫu: giá đỡ pin 4xAAA, đèn LED, điện trở, tụ điện, bóng bán dẫn, loa, LDR, nút bấm, chiết áp, v.v. Trong bước tiếp theo là danh sách chi tiết cho một bộ tối thiểu.

Dụng cụ: một máy cắt hộp và một mỏ hàn. Điểm đánh dấu vĩnh viễn màu đỏ và xanh lam. Nhíp rất tiện dụng để uốn ghim.

Bước 2: Đặt tối thiểu sử dụng 100 nam châm

Dưới đây là gợi ý cho các thành phần để tạo thành 23 khối với 100 nam châm:

4 đầu nối thẳng

4 miếng góc

2 điểm nối chữ T

1 hộp pin

2 đèn LED (xanh và đỏ)

4 điện trở (100Ohm, 220Ohm, 10kOhm, 22kOhm)

1 chiết áp (10kOhm)

1 LDR (điện trở phụ thuộc vào ánh sáng)

1 bóng bán dẫn npn (ví dụ: 2n3904)

1 tụ điện 100muF

1 nút

1 bàn di chuột

Ở phần cuối của tài liệu hướng dẫn này, có 11 mạch đơn giản được hiển thị mà bạn có thể thực hiện với bộ tối thiểu này.

Bước 3: Đánh dấu các cực của nam châm

Các nam châm neodymium hình trụ không có dấu cực bắc và cực nam, nhưng việc theo dõi cực tương đối sẽ là điều cần thiết để làm cho các khối mạch luôn hút.

Cách dễ nhất để tìm ra là quay lại định nghĩa: bắc là cực chỉ về phía bắc khi nam châm quay tự do: bóp một sợi dây mỏng vào nửa chồng nam châm và nhấc nó lên: giống như kim của nam châm. la bàn, nó sẽ thẳng hàng với từ trường trái đất. Kiểm tra tính nhất quán ở một vài vị trí khác nhau, sau đó tô màu cực bắc màu đỏ, cực nam màu xanh lam.

Dán tất cả nam châm có cực bắc lên trên một tấm sắt (ví dụ: hộp bánh quy). Tô màu đỏ cho tất cả các mặt bằng bút đánh dấu cố định. Để khô kỹ trong 10 phút, xoay chúng lại và tô màu xanh cực nam. Bây giờ tất cả các nam châm được đánh dấu theo quy ước chung (đỏ = cực bắc, xanh dương = cực nam)

Bước 4: Cắt bìa cứng

Với bút chì, vẽ một lưới gồm ~ 100 hình vuông 2,5x2,5 cm. Thêm một "dải" 5,2cm: các khối đơn vị đôi cần phải rộng hơn 2 mm so với hai khối đơn vị để tính hai nam châm, mỗi khối là 1mm ngăn cách hai khối. Ba ‘đơn vị’ trở thành 7,9cm. Cắt các khối thành hình vuông 2,5x2,5, nhưng cũng có thể tạo một số hình chữ nhật 2,5x5,2cm cho các đầu nối dài và 5,2x7,9cm cho các thành phần lớn như giá đỡ pin của loa.

Bước 5: Gắn nam châm bằng băng đồng

Cắt một số băng đồng có chiều dài chính xác cho mỗi khối:

Khối đầu nối: 4 nam châm, băng 5cm Khối đầu nối dài: 4 nam châm, băng 8cm Khối đầu nối: 4 nam châm, 2 đoạn băng 3cm Điểm nối: 6 nam châm, 1 đoạn băng 3cm, 1 đoạn băng 5cm Chéo: 8 nam châm, 2 miếng băng 1,5cm, 1 miếng băng 5cm Thành phần 2 đầu: 4 nam châm, 2 miếng băng 2cm Thành phần 3 đầu: 6 nam châm, 3 miếng băng 2cm

Nhóm các nam châm theo cặp, trong đó mỗi cặp có một mặt màu xanh dương và một mặt màu đỏ lên trên. Chúng sẽ thu hút một chút trong cấu hình này. Lấy giấy ra khỏi băng đồng và dán nó lên nam châm để lại khoảng trống ~ 5mm ở mặt sẽ đi về phía dưới. Dán băng dính trên hình vuông các tông sao cho các nam châm nằm trên mặt của khối. Cẩn thận với định hướng: ở phía trên cùng, màu xanh lam nên ở bên trái và màu đỏ bên phải. Ở phía bên phải, màu xanh lam phải hướng lên trên và màu đỏ hướng xuống, v.v. đối với phần còn lại của hình vuông: điều này sẽ đảm bảo rằng bất cứ khi nào hai khối tiếp xúc, một cực bắc từ khối này đối diện với cực nam từ khối kia và chúng luôn thu hút, ngay cả khi các khối được xoay.

Đối với các thành phần 3 đầu cuối, băng đồng có thể chồng lên nhau và cần phải cắt chúng: hãy cắt chúng một cách khéo léo bằng máy cắt hộp và dùng nhíp sắc để loại bỏ phần băng thừa. Băng thừa cho các khối khác cũng được loại bỏ theo cách này.

Bước 6: Hàn các khối góc và các điểm nối chữ T

Hai miếng băng dính đồng được dán chồng lên nhau có thể trông giống như một kết nối tuyệt vời, nhưng hãy nhớ rằng có một lớp keo ở giữa và chúng thường không kết nối bằng điện! Để tạo một kết nối bền vững chắc chắn, hãy hàn một giọt thiếc kết nối với cả hai miếng băng của khối góc và phần tiếp giáp chữ T.

Bước 7: Gắn các thành phần

Với một cây kim, hãy đục những lỗ nhỏ nơi các dây dẫn của các thành phần sẽ đi tới. Cắt dây dẫn theo chiều dài phù hợp. Để linh kiện nhô ra ngoài 1 hoặc 2 cm, như vậy sẽ dễ dàng hơn trong việc đặt và thay thế các khối. Dán linh kiện qua các lỗ và hàn các dây dẫn. Đối với điện trở và tụ điện, ghi giá trị trên khối. Cho biết bằng các ký hiệu và màu sắc các thuộc tính khác của các thành phần hoặc kết nối, chẳng hạn như cực của elco và LED.

Bước 8: Thử một số mạch đơn giản

Trong hình có 11 ý tưởng mạch điện cho bộ M100 tối thiểu, hãy thử chúng!

Bước 9: Mạch nâng cao

Sử dụng số lượng khối lớn hơn, các mạch tiên tiến hơn có thể được chế tạo. Các video cho thấy:

• Bộ điều khiển đa vi mạch 2 bóng bán dẫn (đèn nháy kép)
• Bộ đa vi mạch có thể bistable 2 bóng bán dẫn (flip-flop, hoặc bộ nhớ điện tử 1 bit)
• Một bộ dao động RC

Bước 10: Kẻ trộm Joule

Một mạch thú vị: một pin 1,5V duy nhất chiếu sáng 3 đèn LED nối tiếp! Thành phần đặc biệt ở đây là máy biến áp tự quấn: 80cm dây tráng men 0,2mm được uốn đôi và quấn 20x qua một vòng ferit (đường kính ngoài 10mm, cao 5mm). Lưu ý các dấu chấm trên khối máy biến áp: nó chỉ ra rằng các cuộn dây bên trái chạy ngược chiều với các cuộn dây bên phải. Kẻ trộm Joule là một bộ tăng điện áp tự dao động và nó có thể vắt vài Joule cuối cùng ra khỏi pin thường được coi là đã chết: nó sẽ hoạt động xuống ~ 0,5V. Có rất nhiều hướng dẫn dành riêng cho mạch này, ví dụ: từ ElectronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, v.v.