Blocos de circuito magnético: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Nada é melhor para aprender ou projetar eletrônicos do que construir circuitos reais. O breadboard é uma opção popular, mas geralmente resulta em um espaguete incompreensível que não tem nenhuma semelhança com o esquema original e é difícil de depurar.

Me inspirei em outro instrutível para fazer um conjunto de blocos magnéticos que podem ser combinados em circuitos eletrônicos. O resultado é incrível: os circuitos básicos são configurados em segundos e se parecem com o esquema! As conexões entre os blocos são muito confiáveis, pois as tiras de cobre de dois blocos diferentes são empurradas uma contra a outra pelos ímãs sob a fita.

Os blocos são feitos de papelão reciclado com pequenos ímãs nas bordas. A fita de cobre cobre os ímãs e se conecta aos componentes. Colocando dois pequenos ímãs em cada borda, os blocos sempre se atraem. Nenhuma ferramenta especializada é necessária e o custo é de cerca de 10 centavos por bloco.

Etapa 1: Material

100, 200 ou 300 ímãs cilíndricos de neodímio de 5 mm de diâmetro e 1 mm de espessura (5x1 mm). Estes estão disponíveis online por cerca de 1,5 centavos a unidade (por exemplo, aqui)

Fita de cobre de 10 mm de largura, um rolo de 10 m será mais do que suficiente (por exemplo, aqui)

Cartão forte: a versão de 3 camadas de 6 mm é boa. 50x50cm é mais do que suficiente

Componentes para prototipagem: um porta-bateria 4xAAA, LEDs, resistores, capacitores, transistores, um alto-falante, um LDR, botões, um potenciômetro etc. No próximo passo é uma lista detalhada para um conjunto mínimo.

Ferramentas: um cortador de caixa e um ferro de solda. Marcadores permanentes vermelhos e azuis. As pinças são úteis para dobrar pinos.

Etapa 2: Ajuste mínimo usando 100 ímãs

Aqui está uma sugestão para os componentes fazerem 23 blocos com 100 ímãs:

4 conectores retos

4 peças angulares

2 junções em T

1 caixa de bateria

2 LEDs (verde e vermelho)

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

1 potenciômetro (10kOhm)

1 LDR (resistor dependente de luz)

1 transistor npn (por exemplo, 2n3904)

1 capacitor de eletrólito de 100muF

1 botão

1 touch-pad

No final deste instrutível, há 11 circuitos fáceis mostrados que você pode fazer com este conjunto mínimo.

Etapa 3: marque os pólos dos ímãs

Os ímãs cilíndricos de neodímio não possuem marcação dos pólos norte e sul, mas manter o controle da polaridade relativa será essencial para que os blocos dos circuitos sempre se atraiam.

A maneira mais fácil de descobrir é reverter para a definição: o norte é o pólo que aponta para o norte quando o ímã é deixado livre para girar: aperte um fio fino até a metade da pilha de ímãs e levante-o: como a agulha de um bússola, ela se alinhará com o campo magnético terrestre. Verifique a consistência em alguns locais diferentes e, em seguida, pinte o pólo norte de vermelho e o lado sul de azul.

Cole todos os ímãs com o pólo norte para cima em uma folha de ferro (por exemplo, caixa de biscoitos). Pinte todos os lados de vermelho com um marcador permanente. Deixe secar bem por 10 minutos, vire-os e pinte o pólo sul de azul. Agora todos os ímãs são marcados de acordo com a convenção comum (vermelho = pólo norte, azul = pólo sul)

Etapa 4: corte o papelão

Com um lápis, desenhe uma grade de aproximadamente 100 quadrados de 2,5 x 2,5 cm. Adicione também uma 'tira' de 5,2 cm: os blocos de unidade dupla precisam ser 2 mm mais largos do que dois blocos de unidade única para contabilizar os dois ímãs de 1 mm cada que separam os dois blocos. Três 'unidades' tornam-se 7,9 cm. Corte os blocos em quadrados de 2,5 x 2,5, mas também faça alguns retângulos de 2,5 x 5,2 cm para conectores longos e 5,2 x 7,9 cm para componentes grandes, como o porta-bateria de um alto-falante.

Etapa 5: prenda os ímãs com fita de cobre

Corte alguma fita de cobre do comprimento correto para cada bloco:

Bloco conector: 4 ímãs, fita de 5 cm Bloco conector longo: 4 ímãs, fita de 8 cm Bloco angular: 4 ímãs, 2 pedaços de fita de 3 cm Junção em T: 6 ímãs, 1 pedaço de fita de 3 cm, 1 pedaço de fita de 5 cm Cross-over: 8 ímãs, 2 pedaços de fita de 1,5 cm, 1 pedaço de fita de 5 cm Componente de 2 terminais: 4 ímãs, 2 pedaços de fita de 2 cm Componente de 3 terminais: 6 ímãs, 3 pedaços de fita de 2 cm

Agrupe os ímãs em pares, onde cada par tem um lado azul para cima e um lado vermelho para cima. Eles irão atrair ligeiramente nesta configuração. Retire o papel da fita de cobre e cole-o nos imãs deixando ~ 5mm livres no lado que vai para o fundo. Cole a fita em um quadrado de papelão de forma que os ímãs fiquem na lateral do bloco. Cuidado com a orientação: no lado superior, o azul deve ficar à esquerda e o vermelho à direita. No lado direito, o azul deve estar para cima, e o vermelho para baixo, e assim por diante para o resto do quadrado: isso garantirá que sempre que dois blocos entrarem em contato, um pólo norte de um bloco enfrente o pólo sul do outro bloco e eles sempre atraem, mesmo quando os blocos são girados.

Para os componentes de 3 terminais, a fita de cobre pode se sobrepor, e eles precisam ser aparados: corte-os delicadamente com o estilete e com uma pinça afiada pode-se retirar o excesso de fita. O excesso de fita para outros blocos também é removido desta forma.

Etapa 6: Solde os blocos angulares e as junções em T

Dois pedaços de fita de cobre colados um no outro podem parecer uma ótima conexão, mas lembre-se de que há uma camada de cola entre eles e geralmente não se conectam eletricamente! Para fazer uma conexão permanente robusta, solde uma gota de estanho que conecte os pedaços de fita dos blocos de ângulo e a junção em T.

Etapa 7: montar os componentes

Com uma agulha, faça pequenos orifícios onde as pontas dos componentes irão. Corte as pontas no comprimento certo. Deixe o componente sobressair 1 ou 2 cm, assim será mais fácil colocar e recolocar os blocos. Cole o componente nos orifícios e solde os terminais. Para resistores e capacitores, escreva o valor no bloco. Indique com símbolos e cores outras propriedades dos componentes ou da conexão, como a polaridade do elco e LED.

Etapa 8: experimente alguns circuitos simples

Nas fotos, há 11 ideias de circuitos para o conjunto mínimo M100, experimente!

Etapa 9: circuitos avançados

Usando um número maior de blocos, circuitos mais avançados podem ser construídos. Os vídeos mostram:

• Um multivibrador de 2 transistores (luz de flash duplo)
• Um multivibrador biestável de 2 transistores (flip-flop ou memória eletrônica de 1 bit)
• Um oscilador RC

Etapa 10: Joule Thief

Um circuito interessante: uma única bateria de 1,5 V acende 3 LEDs em série! O componente especial aqui é o transformador de enrolamento automático: 80 cm de fio esmaltado de 0,2 mm dobrado duas vezes e enrolado 20x através de um anel de ferrite (diâmetro externo de 10 mm, 5 mm de altura). Observe os pontos no bloco do transformador: indica que os enrolamentos esquerdos funcionam na direção oposta dos enrolamentos direitos. O ladrão de Joule é um impulsionador de voltagem auto-oscilante e pode espremer os últimos Joules de uma bateria que normalmente é considerada morta: trabalhará até ~ 0,5V. Existem muitos instructables dedicados a este circuito, por ex. de electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, etc.