Двоичный кодировщик, в основном напечатанный на 3D-принтере: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Кодировщик преобразует информацию из одного формата или кода в другой. Устройство, представленное в этой инструкции, преобразует только десятичные числа от 0 до 9 в их двоичные эквиваленты. Однако представленные здесь концепции можно использовать для создания кодировщиков для любого разумного количества элементов и кодов (скажем, 20 или меньше). За исключением нескольких легко доступных микропереключателей и винтов, все детали этой в основном механической машины можно напечатать на 3D-принтере.

Почему я это делаю?

Недавно я наткнулся на книгу Эдварда Алкоссера, Джеймса П. Филлипса и Аллена М. Волка, опубликованную в 1968 году, под названием «Как построить рабочий цифровой компьютер». Сторонники философии «учиться на практике», они показывают, как построить такой компьютер, используя «простые недорогие компоненты, которые обычно можно найти дома или в соседнем магазине электрических запчастей». Это часто называют книгой «компьютер со скрепками», поскольку они используют скрепки для создания различных переключателей по всему дизайну.

Итак, я собираюсь сделать «Рабочий цифровой компьютер» на основе книги, которую я называю WDC-1. Книга разделена на разделы, основанные на основных компонентах компьютера, таких как модуль арифметической логики, основная память, модуль управления, и, как вы уже догадались, от десятичного до двоичного кодировщика, которым я собираюсь заняться в первую очередь.

Выше представлена схема из книги, показывающая устройство кодировщика. Они использовали пустую катушку с нитками, обернули ее неизолированной проволокой, а затем покрыли проволоку бумагой с вырезами для двоичных кодов. Четыре скрепки использовались в качестве контактов для считывания кодов (я сказал вам, что скрепки будут). Это был гениальный дизайн, в котором использовались только обещанные предметы домашнего обихода.

Обновление дизайна

Хотя в моем дизайне не используются скрепки, я считаю, что он воплощает как концепцию, так и дух оригинала. Я не собираюсь здесь "чистую" реплику. В конце концов, кто-то должен иметь возможность «запускать» программы из книги на новой машине. Начиная с десятичного и заканчивая двоичным кодировщиком.

Запасы

Помимо распечатанных деталей вам понадобится следующее (см. Выше):

• 4 микропереключателя Cylewet Momentary Hinge с металлическим роликовым рычагом - Amazon
• 4 болта M3 x 3 мм

Шаг 1. Распечатайте детали

Распечатайте детали в их ориентации по умолчанию. Если не указано иное, используйте следующие параметры печати:

Разрешение печати: 0,30 мм

Заполнение: 20%

Периметры: 2

Поддерживает: Нет

Нить накала: я использовал AMZ3D PLA

Чтобы создать десятичный в двоичный кодировщик, вам нужно будет распечатать следующие части:

• 1 база кодировщика
• 1 ручка кодировщика
• 15 Колышек энкодера - установите разрешение 0,10 мм, добавьте небольшой край и уменьшите скорость первого слоя до 5 мм / сек.
• 1 переключатель энкодера сверху
• 1 верхняя часть энкодера
• 1 колесо энкодера

Шаг 2: соберите детали

Соединить десятичный кодировщик в двоичный довольно просто:

1. Вставьте четыре рычажных микропереключателя между подпорными стенками основания кодировщика, как показано на первом рисунке выше.
2. Защелкните верхнюю часть переключателя энкодера, чтобы зафиксировать переключатели на месте.
3. Присоедините верхнюю часть колеса кодировщика к колесу кодировщика, убедившись, что фиксирующие выступы находятся на своих местах.
4. Добавьте штифты кодировщика к колесу кодировщика, используя таблицу выше.
5. Наденьте колесо энкодера на вал основания энкодера. Будьте осторожны, чтобы не погнуть рычаги переключателя. Возможно, вам придется удерживать их, когда вы прикрепляете колесо кодировщика.
6. Установите верхнюю часть энкодера на основание и закрепите четырьмя болтами M3 x 3 мм.
7. Сдвиньте ручку энкодера на место, совместив валы и отверстия.

Вот и все. Ваш Десятично-двоичный кодировщик готов к использованию.

Шаг 3: Тестирование преобразователя цифрового сигнала в двоичный

Первое изображение выше показывает панель кодировщика от десятичного к двоичному из книги. Поскольку я еще не совсем готов взяться за это, я сделал тестовую панель, которую вы видите на втором рисунке. Я установил двоичный кодировщик с помощью четырех болтов M3 x 8 мм и добавил четыре 3-мм светодиода в некоторые домашние гнезда для монтажа на панели.

Электропроводка довольно проста. Я прикрепил:

1. Четыре светодиодных катода (короткие провода) на массу.
2. Общий вывод от каждого переключателя на + 5В.
3. Обычно открытый терминал от каждого переключателя до анода соответствующего светодиода.

Вы можете увидеть результат на двух последних фотографиях. Успех. Двоичный кодировщик на самом деле довольно приятен на ощупь. Вы просто знаете, когда ручка зафиксирована на цифре. Прохладный.

Шаг 4: Заключительные мысли

Я не ожидаю, что многим людям в ближайшее время понадобится механический преобразователь цифрового в двоичный кодировщик, но я действительно думаю, что продемонстрированные здесь методы могут быть обобщены для других задач кодирования. Например, в проекте WDC-1, в дополнение к двум необходимым двоичным кодировщикам, я буду делать кодировщик для сопоставления машинных инструкций (ADD, SUB, SHIFT и т. Д.) С семью сигналами управления, которые мой арифметико-логический модуль должен обрабатывать. выполнять эти задачи.

Если вам это нравится, вы можете проверить некоторые из моих других инструкций. Может быть интересен поворотный переключатель, напечатанный в основном на 3D-принтере.