Codificador binario impreso en 3D: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Un codificador convierte la información de un formato o código a otro. El dispositivo presentado en este Instructable solo convertirá los números decimales del 0 al 9 en sus equivalentes binarios. Sin embargo, los conceptos presentados aquí se pueden utilizar para crear codificadores para cualquier número razonable de elementos y códigos (digamos 20 o menos). Aparte de unos pocos microinterruptores y tornillos de fácil obtención, todas las piezas de esta máquina, en su mayoría mecánica, se pueden imprimir en 3D.

¿Por qué estoy haciendo esto?

Recientemente me encontré con un libro publicado en 1968 titulado "Cómo construir una computadora digital que funcione" por Edward Alcosser, James P. Phillips y Allen M. Wolk. Los creyentes en la filosofía de "aprender haciendo", muestran cómo construir una computadora de este tipo utilizando "componentes simples y económicos que generalmente se encuentran en la casa o en una tienda de repuestos eléctricos del vecindario". Esto a menudo se llama el libro de la "computadora con sujetapapeles", ya que utilizan sujetapapeles para crear varios interruptores en todo el diseño.

Así que voy a hacer una "Computadora digital funcional" basada en el libro que llamo WDC-1. El libro está dividido en secciones basadas en los componentes principales de la computadora como Unidad Aritmética Lógica, Memoria Central, Unidad de Control, y lo adivinó Codificador Decimal a Binario que voy a abordar primero.

Arriba hay un diagrama del libro que muestra la construcción del codificador. Utilizaron un carrete de hilo vacío, lo envolvieron con alambre sin aislamiento y luego cubrieron el alambre con papel que tenía recortes para los códigos binarios. Se usaron cuatro sujetapapeles como contactos para leer los códigos (les dije que habría sujetapapeles). Fue un diseño ingenioso usando solo los artículos para el hogar prometidos.

Actualización del diseño

Si bien mi diseño no usa clips, creo que encarna tanto el concepto como el espíritu del original. No voy a buscar una réplica "pura" aquí. Al final del día, alguien debería poder "ejecutar" programas del libro en la nueva máquina. Comenzando con el codificador decimal a binario.

Suministros

Además de las piezas impresas, necesitará lo siguiente (visto arriba):

• 4 microinterruptores de palanca de rodillo de metal con bisagra momentánea Cylewet: Amazon
• 4 tornillos M3 x 3 mm

Paso 1: imprima las piezas

Imprima las piezas en su orientación predeterminada. A menos que se indique lo contrario, utilice los siguientes ajustes de impresión:

Resolución de impresión:.30 mm

Relleno: 20%

Perímetros: 2

Soportes: No

Filamento: utilicé AMZ3D PLA

Para crear un codificador de decimal a binario, deberá imprimir las siguientes partes:

• 1 codificador base
• 1 perilla de codificador
• 15 Clavija del codificador: establezca la resolución en 0,10 mm, agregue un borde pequeño y reduzca la velocidad de la primera capa a 5 mm / seg.
• 1 interruptor codificador superior
• 1 codificador superior
• 1 rueda codificadora

Paso 2: ensamble las piezas

Armar el codificador decimal a binario es bastante fácil:

1. Deslice los cuatro microinterruptores de palanca entre los muros de contención de la base del codificador como se muestra en la primera imagen de arriba.
2. Encaje la parte superior del interruptor del codificador para bloquear los interruptores en su lugar.
3. Conecte la parte superior de la rueda del codificador a la rueda del codificador, asegurándose de que las pestañas de bloqueo estén en su lugar.
4. Agregue las clavijas del codificador a la rueda del codificador usando la tabla anterior.
5. Deslice la rueda del codificador en el eje de la base del codificador. Tenga cuidado de no doblar las palancas del interruptor. Puede que tenga que retenerlos mientras coloca la rueda del codificador.
6. Coloque la parte superior del codificador en la base y fíjela con los cuatro pernos M3 x 3 mm.
7. Deslice la perilla del codificador en su lugar alineando los ejes y los orificios.

Eso es todo. Su codificador decimal a binario está listo para usar.

Paso 3: Prueba del codificador digital a binario

La primera imagen de arriba muestra el panel del codificador decimal a binario del libro. Como aún no estoy listo para abordar eso, hice el panel de prueba que ves en la segunda imagen. Monté el codificador binario con cuatro pernos M3 x 8 mm y agregué cuatro LED de 3 mm en algunos enchufes de montaje en panel de cosecha propia.

El cableado es bastante sencillo. Adjunto el:

1. Cuatro cátodos LED (cables cortos) a tierra.
2. Terminal común de cada uno de los interruptores a + 5V.
3. Terminal normalmente abierto de cada uno de los interruptores al ánodo del LED correspondiente.

Bueno, puedes ver el resultado de las dos últimas imágenes. Éxito. El codificador binario en realidad tiene una "sensación" bastante agradable. Solo sabe cuando la perilla está bloqueada en un número. Frio.

Paso 4: Pensamientos finales

No espero que mucha gente necesite un codificador digital a binario mecánico en el corto plazo, pero sí creo que las técnicas demostradas aquí se pueden generalizar para otras tareas de codificación. Con el proyecto WDC-1, por ejemplo, además de los dos codificadores binarios necesarios, haré un codificador para mapear las instrucciones de la máquina (ADD, SUB, SHIFT, etc.) en las siete señales de control que mi unidad de lógica aritmética necesita para realizar esas tareas.

Si te gusta esto, es posible que desees consultar algunos de mis otros Instructables. El conmutador rotatorio impreso en su mayoría en 3D puede ser de algún interés.