Blocs de circuits magnétiques : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Rien de mieux pour apprendre ou concevoir de l'électronique que de construire de vrais circuits. La maquette est une option populaire, mais elle donne souvent lieu à un spaghetti incompréhensible qui n'a aucune ressemblance avec le schéma d'origine et est difficile à déboguer.

Je me suis inspiré d'un autre instructable pour créer un ensemble de blocs magnétiques qui peuvent être combinés en circuits électroniques. Le résultat est génial: les circuits de base sont mis en place en quelques secondes et ils ressemblent exactement au schéma ! Les liaisons entre les blocs sont très fiables puisque les bandes de cuivre de deux blocs différents sont poussées l'une contre l'autre par les aimants sous la bande.

Les blocs sont fabriqués à partir de carton recyclé avec de petits aimants sur les bords. Du ruban de cuivre recouvre les aimants et se connecte aux composants. En mettant deux petits aimants sur chaque bordure, les blocs s'attirent toujours. Aucun outil spécialisé n'est nécessaire et le coût est d'environ 10 cents par bloc.

Étape 1: Matériel

100, 200 ou 300 aimants cylindriques en néodyme de 5 mm de diamètre, 1 mm d'épaisseur (5x1 mm). Ceux-ci sont facilement disponibles en ligne pour environ 1,5 centimes la pièce (par exemple ici)

Ruban de cuivre de 10 mm de large, un rouleau de 10 m sera plus que suffisant (par exemple ici)

Carton solide: la version 6 mm 3 couches est bonne. 50x50cm est plus que suffisant

Composants pour le prototypage: un support de piles 4xAAA, des LED, des résistances, des condensateurs, des transistors, un haut-parleur, un LDR, des boutons, un potentiomètre, etc. L'étape suivante est une liste détaillée pour un ensemble minimal.

Outils: un cutter et un fer à souder. Marqueurs permanents rouges et bleus. Les pincettes sont pratiques pour plier les épingles.

Étape 2: Ensemble minimal utilisant 100 aimants

Voici une suggestion pour les composants pour faire 23 blocs avec 100 aimants:

4 connecteurs droits

4 pièces d'angle

2 jonctions en T

1 boîtier de batterie

2 LED (vert et rouge)

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

1 potentiomètre (10kOhm)

1 LDR (résistance dépendante de la lumière)

1 transistor npn (par exemple 2n3904)

1 condensateur électrolyte de 100muF

1 bouton

1 pavé tactile

À la fin de cette instructable, il y a 11 circuits faciles montrés que vous pouvez faire avec cet ensemble minimal.

Étape 3: Marquez les pôles des aimants

Les aimants cylindriques en néodyme n'ont pas de marquage des pôles nord et sud, mais le suivi de la polarité relative sera essentiel pour que les blocs de circuits s'attirent toujours.

Le moyen le plus simple de le savoir est de revenir à la définition: le nord est le pôle qui pointe vers le nord lorsque l'aimant est laissé libre de tourner: serrez un fil fin à mi-chemin de la pile d'aimants et soulevez-le: comme l'aiguille d'un boussole, elle s'alignera avec le champ magnétique terrestre. Vérifiez la cohérence à quelques endroits différents, puis colorez le pôle nord en rouge, le côté sud en bleu.

Collez tous les aimants avec le pôle nord vers le haut sur une feuille de fer (par exemple, une boîte à biscuits). Colorez tous les côtés en rouge avec un marqueur permanent. Laissez bien sécher pendant 10 minutes, retournez-les et colorez le pôle sud en bleu. Maintenant tous les aimants sont marqués selon la convention commune (rouge=pôle nord, bleu=pôle sud)

Étape 4: Coupez le carton

Avec un crayon, dessinez une grille d'environ 100 carrés de 2,5x2,5 cm. Ajoutez également une "bande" de 5,2 cm: les blocs doubles doivent être 2 mm plus larges que deux blocs simples pour tenir compte des deux aimants de 1 mm chacun qui séparent deux blocs. Trois « unités » deviennent 7,9 cm. Découpez les blocs en carrés de 2,5x2,5, mais faites également des rectangles de 2,5x5,2 cm pour les connecteurs longs et de 5,2x7,9 cm pour les gros composants comme le support de batterie d'un haut-parleur.

Étape 5: Fixez les aimants avec du ruban de cuivre

Coupez du ruban de cuivre de la bonne longueur pour chaque bloc:

Bloc connecteur: 4 aimants, ruban 5 cm Bloc connecteur long: 4 aimants, ruban 8 cm Bloc d'angle: 4 aimants, 2 morceaux de ruban 3 cm Jonction en T: 6 aimants, 1 morceau de ruban 3 cm, 1 morceau de ruban 5 cm Croisement: 8 aimants, 2 morceaux de ruban de 1,5 cm, 1 morceau de ruban de 5 cm Composant à 2 bornes: 4 aimants, 2 morceaux de ruban de 2 cm Composant à 3 bornes: 6 aimants, 3 morceaux de ruban de 2 cm

Regroupez les aimants par paires, chaque paire ayant un côté bleu vers le haut et un côté rouge vers le haut. Ils attireront légèrement dans cette configuration. Retirez le papier du ruban de cuivre et collez-le sur les aimants en laissant ~5 mm libre sur le côté qui ira en bas. Collez le ruban sur le carré en carton de manière à ce que les aimants soient sur le côté du bloc. Attention à l'orientation: en haut, le bleu doit être à gauche et le rouge à droite. Sur le côté droit, le bleu doit être vers le haut et le rouge vers le bas, et ainsi de suite pour le reste du carré: cela garantira que chaque fois que deux blocs entrent en contact, un pôle nord d'un bloc fait face au pôle sud de l'autre bloc et ils attirent toujours, même lorsque les blocs sont tournés.

Pour les composants à 3 bornes, le ruban de cuivre peut se chevaucher, et il faut les couper: coupez-les délicatement avec le cutter et avec une pince coupante l'excédent de ruban peut être enlevé. L'excès de bande pour les autres blocs est également supprimé de cette façon.

Étape 6: Soudez les blocs d'angle et les jonctions en T

Deux morceaux de ruban de cuivre collés l'un sur l'autre peuvent sembler une excellente connexion, mais n'oubliez pas qu'il y a une couche de colle entre les deux et qu'ils ne se connectent généralement pas électriquement ! Pour établir une connexion permanente robuste, soudez une goutte d'étain qui se connecte aux deux morceaux de ruban adhésif des blocs d'angle et à la jonction en T.

Étape 7: montez les composants

Avec une aiguille, percez de petits trous où iront les fils des composants. Coupez les fils à la bonne longueur. Laissez dépasser le composant de 1 ou 2 cm, ainsi il sera plus facile de placer et de remplacer les blocs. Collez le composant dans les trous et soudez les fils. Pour les résistances et les condensateurs, écrivez la valeur sur le bloc. Indiquez avec des symboles et des couleurs d'autres propriétés des composants ou de la connexion, telles que la polarité de l'elco et de la LED.

Étape 8: Essayez quelques circuits simples

Dans les images, il y a 11 idées de circuits pour l'ensemble minimal M100, essayez-les !

Étape 9: circuits avancés

En utilisant un plus grand nombre de blocs, des circuits plus avancés peuvent être construits. Les vidéos montrent:

• Un multivibrateur à 2 transistors (double flash lumineux)
• Un multivibrateur bistable à 2 transistors (flip-flop ou mémoire électronique 1 bit)
• Un oscillateur RC

Étape 10: Voleur de Joule

Un circuit intéressant: une seule pile 1.5V allume 3 LED en série ! Le composant spécial ici est le transformateur à remontage automatique: 80 cm de fil émaillé de 0,2 mm plié en deux et enroulé 20x à travers un anneau en ferrite (10 mm de diamètre extérieur, 5 mm de hauteur). Notez les points sur le bloc du transformateur: cela indique que les enroulements gauches tournent dans le sens opposé des enroulements droits. Le voleur de Joule est un amplificateur de tension auto-oscillant et il peut extraire les derniers Joules d'une batterie qui est normalement considérée comme morte: il fonctionnera jusqu'à ~0,5V. Il y a beaucoup d'instructables dédiés à ce circuit, par ex. de electronicGURU, 1up, ASCAS, Jason B, etc.