HOME

RELAYVAC (velký)

vývojový kit pro reléovou logiku



Za to, že jsem si postavil tuhle legrácku, může Dex a jeho (staré) Hexadecimální doupě. Dex tam totiž jednoho dne publikoval hrátky se zařízením MINIVAC 601, které se mu podařilo splašit. Zaujalo mě to natolik, že jsem si něco podobného musel postavit taky....



Nutný úvod - MINIVAC 601

Co je ten MINIVAC 601? Je to "elektronická" výuková pomůcka prodávaná v USA od roku 1961, která sloužila k výuce základů logických obvodů a počítačů. Je to v podstatě něco, jako byl tuzemský (o 20 let mladší) Logitronik, na kterém řada z nás začínala. Na MINIVACu je zajímavé to, že jako základní "elektronické" prvky jsou zde relé. Může se zdát, že v době, kdy tranzistory už byly víceméně běžné (v USA) a od vynálezu integrovaného obvodu uplynuly již tři roky, tak že zkrátka v té době už bylo na relátka trochu pozdě. Jenže to svůj důvod nejspíše mělo. Integráče byly zatím v plenkách a první kalkulátor s IO měl vzniknout až v roce 1966 a tranzistory? Ty byly jistě mnohem dražší a hlavně choulostivější, než relé. Elektronky se ke stavbě logických obvodů z principu moc nehodily (a k výuce už vůbec ne) a je s nima stejně hrozná práce. Takže proto relé. Je spolehlivé, odolné (blbuvzdorné), levné a dají se s ním sestavit snad všechny základní prvky digitálních logických obvodů a počítačů. Konekonců první elektronické počítače byly reléové, byť od jejich vzniku již v době vydání MINIVACu pár desetiletí uběhlo... Zajímavé je, že o těch zmiňovaných 20 let později už byl integráč MH7400 v Logitroniku mnohem levnější, než relé. A vlastně to platí dodnes.


original MINIVAC 601
originál MINIVAC 601
original MINIVAC 601
manuál k MINIVAC 601



Nostalcomp "velký" RelayVac

Myšlenka na vyzkoušení základních logických a počítačových obvodů s relé mě díky Dexovi natolik uchvátila, že jsem se rozhodl postavit si RelayVac. Není to replika MINIVACu 601. O to vůbec nešlo. Můj RelayVac je Minivacem pouze inspirován. Tento, níže popisovaný, tzv. velký RelayVac sice vznikl jako první, ale jeho popis přináším až po stavbě a publikování menšího (a lehčího) brášky - RelayVacu Lite. Jelikož se většina použitých součástek, zapojení a principů shoduje (včetně pomyslného rozdělení na moduly a bloky), nebudu zde již zabíhat do podrobností. Většina součástek je zapojena shodně, jako u již publikovaného a detailně popsaného RelayVacu Lite. Popíšu jen odlišnosti.


Nostalcomp RelayVac
Stavba začíná...
Nostalcomp RelayVac
První pokusy


Indikační prvky jsou naprosto shodné, jako u Lite verze. Tedy červeně svítící čiré jumbo LED s můstkovými usměrňovači. Zapojení 12V DPDT relé a jejich indikačních LED je taktéž shodné s Lite verzí. I typ relé je obdobný. Relátka jsou na pomocných uni destičkách 5x7 cm, vždy po dvou. Spínací prvky jsou opět shodné s Lite, akorát u páčkových přepínačů jsou využity oba páry kontaktů samostatně, čili se jedná o opravdové DPDT přepínače. U Lite verze jsou páčky zapojeny jako SPDT.

Další součástky jsou v podstatě stejné, jako u menšího RelayVacu Lite. Výkonové odpory, elektrolytické kondenzátory, křemíkové diody. Navíc je zde ještě otočný přepínač, který jsem ale zatím nevyužil. Prostě jsem ho měl, tak jsem ho tam osadil. Je to klasický pakeťák s tuším 20 polohami furtotoč, ale využívám jen 16. Jediné využití mě napadlo v jednoduchém zapojení, kdy motorový kodér sleduje polohu tohoto přepínače. Zapojení je myslím jasné...


Nostalcomp RelayVac
Nostalcomp RelayVac
Nostalcomp RelayVac
Spodek čelní desky


Významným rozdílem velkého RelayVacu od Lite verze je přítomnost telefonní číselnice. Telefonní číselnici jsem tam od samého počátku chtěl mít. Koneckonců tyto číselnice byly pro spolupráci s relátky přímo od samého počátku určeny. Měl jsem kliku, že jsem narazil na číselnici, která neměla kontakty uvnitř již propojené a navíc měla i spínací kontakt pulsu (klasická telefonní číslenice má jen rozpínací). Takže jsem NC a NO kontakty pulsu i nátahu zapojil jako přepínací a oba separátně vyvedl na panel. Díky tomu se dá s číselnicí pracovat naprosto univerzálně. Zájemce odkazuji na svůj již vydaný popis telefonní číslenice.


Nostalcomp RelayVac
Vnitřek bedny a zdroj
Nostalcomp RelayVac
Vnitřek bedny a zdroj


Velký Relayvac je v podstatě celý postaven na čelní plastové desce. Pouze zdroj je na separátní kuprexitové desce. Celé je to vestavěno do bedny s rozměry 61,5 a 40 cm, jejíž rám je z laminované dřevotřísky a dno opět z plastové desky. Hloubka bedny 11 cm je dána hloubkou motorového kodéru. Aby byl RelayVac snadno přenosný, je vybaven sklopným úchytem, tzv. "bednamadlem". Při hmotnosti plně nastojené sestavy cca 8,9 kg se opravdu hodí:-) Všechny použité šroubky jsou M4.


Nostalcomp RelayVac
Hotový Nostalcomp RelayVac
Nostalcomp RelayVac
Hotový Nostalcomp RelayVac


Velký Relayvac na rozdíl od Lite verze má vlastní síťový zdroj 12V/cca 2A. Je to jen příslušně dimenzovaný síťový transformátor (typ už si nepamatuju a rozebírat to nebudu), můstkový usměrňovač a nějaký elytkond. A pochopitelně nechybí kontrolní LED (světýlka já rád:-))


Nostalcomp RelayVac
Hotový Nostalcomp RelayVac
Nostalcomp RelayVac
Hotový Nostalcomp RelayVac


K realizaci různých pokusných zapojení reléové logiky slouží kablíky různých délek opatřené konektory faston 6,3 mm stejně, jako je tomu u Lite verze. A stejným způsobem, jaký byl u Lite verze též popsán, lze do zapojení přidávat další součástky.

Zadrátované zapojení z fotek je 3-bitový binární čítač s nulováním (6 relé) taktovaný telefonní číselnicí. Výstup čítače adresuje 8-kanálový multiplexer (4 relé) a ten zase svým výstupem ovládá motorový kodér. Po vytočení čísla číselnicí se kodér roztočí a zastaví se na čísle shodujícím se s tím vytočeným. Po vynulování čítače se kodér vrátí zpět na nulu. Právě kvůli tomuto zapojení jsem musel postavit ještě přídavný modul s dvojicí relé a právě kvůli tomuto zapojení jsem nakonec postavil i RelayVac Lite. To zapojení se mi totiž již několik let nechce bourat. Ten koncert relátek při zpětném běhu číselnoce se jen tak neoposlouchá:-)



Motorový kodér / přepínač

Motorový kodér je úžasná věc, která mě na MINIVACu zaujala snad nejvíce, a kterou jsem stůj co stůj musel mít i v RelayVacu. O co jde? Je to vlastně otočný 16-polohový přepínač se společným středem. Jeho výhodou je to, že se jím dá otáčet jak ručně, tak vestavěným elektromotorem. Můžeme ho tedy použít buď jako klasický ruční otočný přepínač, nebo jej můžeme ovládat automaticky pomocí jiných kontaktů. Jeho využití může být jednak jako vstup, tak i jako výstup (v podstatě takový displej).


Zapojení motoru kodéru MINIVAcu
Zapojení motoru kodéru MINIVAcu
Zapojení motoru kodéru RelayVacu
Zapojení motoru kodéru RelayVacu


Původní zapojení motoru v Minivacu s mařícími odpory se mi nelíbilo. Použil jsem raději dvě relé v klasickém reverzačním zapojení. Výhodou je možnost chodu oběma směry, účinné brzdění motoru (zkratem) a také menší energetická náročnost. Ovšem aby se to točilo oběma směry, musíte mít stejnosměrný (DC) motor:-) Dlouho jsem přemýšlel, co tam dát a jak to spojit s hřídelí přepínače, aby se jí dalo otáčet i ručně. Původní idea byla použít nějaký zpřevodovaný motorek (třeba vykuchané modelářské servo) a třecím převodem roztáčet ten plastový disk s magnetem v kodéru. Proto tam taky tak mohutný disk je. Přítlačná síla by musela být tak akorát, aby "spojka" neprokluzovala při motorickém otáčení, ale aby proklouzla při ručním otáčení. V horším případě jsem uvažoval o nějaké páčce, kterou by se dal motor odklopit a přepínač by šel ručně zcela volně. Jenže pak se mi dostal do ruky motor z mikrovlnky...


Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač
Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač


Motor z mikrovlnky má sice perfektní zpřevodování (cca 3 ot/min) i velikost, ale nedá se exaktně řídit směr otáčení. Záleží v jaké poloze sinusovky připojujeme jeho napájení a kde se zastavil posledně. Zkrátka to na první pohled vypadá, že se vždy rozběhne "kam chce" on a ne vy. Zatím mi to tolik nevadilo, ale časem "by SE to mělo" předělat na jiný (DC) motor... Také ta rychlost je docela malá a chtělo by to alespoň dvojnásobek (6 ot/min). Ale jinak je to motor opravdu perfektní. A jelikož je shodou náhod průměr výstupní hřídelky motoru shodný s hřídelkou kodéru, vyšla i prokluzující spojka velmi jednoduchá. Spojka motoru s hřídelí kodéru je prostě z malé hadičky. Voličem lze pohodlně otáčet ručně, stejně jako u MINIVACu 601. Reverzační způsob řízení motoru dvojicí relé jsem ponechal. Akorát je to tomu motoru z mikrovlnky stejně putna:-)


Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač
Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač


Z důvodu dlouhodobé spolehlivosti nejsou kontakty kodéru "kontaktní" s přejíždějícím běžcem, ale jsou použité klasické jazýčkové ve skle. Jazýčky jsou připájeny na kuprexitové desce s proškrábanými spoji. Na plastovém kotouči uvnitř kodéru je přilepen magnet, který nad jazýčky obíhá a tím je spíná. Nechtěl jsem to řešit nějakým otočným běžcem, který by se pohyboval například po kuprexitové základně s kontaktními plochami. Je to nespolehlivé a ošoupe se to. Jazýčky jsou hodně citlivé a aby nedocházelo k současnému sepnutí dvou sousedních kontaktů, musí být dost daleko od sebe. Tím jsou pak dány rozměry celého kodéru, který vyšel poměrně velký. Ale já se o nějakou miniaturizaci celkově vůbec nesnažil. Tohle prostě musí být velké!


Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač
Nostalcomp RelayVac
Motorový kodér / přepínač


A k čemu je tedy motorový kodér dobrý? Tak buď jako klasický otočný přepínač, ať už ovládaný ručně, či třeba motoricky tlačítky. Pokud ho necháme běžet trvale a vhodně propojíme výstupní kontakty, získáme zdroj impulsů. Takovou náhradu za astabilní klopný obvod (AKO). Podle toho kolik použijeme paralelně spojených kontaktů, můžeme stanovovat frekvenci výstupních pulsů. Pokud použijeme kontakty k ovládání různých obvodů, získáme něco jako sekvenční řadič (obdoba programátoru ze staré aut. pračky). Ale v těchto případech by asi fakticky chtělo umět řídit směr otáčení:-)) Ovšem nejzajímavější je použití jako ukazatele (zobrazovače) čísla - displej. Ve spolupráci s reléovým (de)multiplexerem můžeme velmi snadno vytvořit efektní převodník binárního kódu na hexadecimální. Případně BCD na decimální. A zde není směr otáčení vůbec důležitý.



Přídavný modul (expansion board) se 2 relé

Jelikož 8 relé na výše zmíněné zapojení binárního čítače a multiplexeru nestačilo, vznikl ještě tento přídavný modul s dvojicí DPDT relé. Modul se zaklesne do hliníkového vinglu pro tento účel přišroubovaného na boku RelayVacu. Vše je snad jasné z fotek.


Nostalcomp RelayVac
Přídavný modul se 2 relé
Nostalcomp RelayVac
Přídavný modul se 2 relé


Nostalcomp RelayVac
Přídavný modul se 2 relé
Nostalcomp RelayVac
Přídavný modul se 2 relé



Technické parametry RelayVacu:

Počet univerzálně použitelných relé: 8 (10 s příd. modulem) DPDT
Počet univerzálně použitelných indikátorů: 8
Počet páčkových přepínačů: 4 DPDT
Počet tlačítkových přepínačů: 4 SPDT
Počet univerzálně použitelných odporů: 2
Počet univerzálně použitelných kondenzátorů: 2
Počet univerzálně použitelných diod: 4
Telefonní číselnice: 1
Otočný přepínač: 1 x 16 poloh
Motorový kodér: 1 x 16 poloh
Napájecí zdroj: vestavěný 12V / 2A
Rozměry RelayVacu: 61,5 x 40 x 11,5 cm
Rozměry příd. modulu: 10,5 x 17 x 4 cm
Hmotnost kompletně nastrojené sestavy: 8,9 kg:-)


Publikováno: 4/2020    



« RET          ↑ TOP ↑          HOME


Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2021