Гнучка реле або комп'ютер на електромагнітних реле. Зареєструватися 1 - АЛУ

Я розповість вам про те, як можна створити комп'ютер (або, тільки частина його) на електромагнітних реле своїми руками.





Як це сталося?
Коли я прочитав про електромагнітний реле комп'ютер, створений Гаррі Портер, ентузіастом Університету Портланда. Ось картина його поруч з цим комп'ютером:



З Я хочу створити щось схоже. Я шукав інші проекти і знайшов багато.

Інші сучасні комп'ютери на електромагнітних реле
Деякі з них були більш-менш повторені проекти Гаррі, деякі з них тільки показали, що це можливо створити такий комп'ютер. Наприклад, DUO 14 Premium, показано на малюнку нижче, може запустити програму, що містить до 8 простих команд.



Проекти
Так я хотів зробити комп'ютер, який виглядав як HPRC. Я бажав її розрахувати хоча б щось реальне на ньому, а також зробити всі його елементи візуально – можна буде слідувати роботі ALU, реєстри, інструкції тощо.

Я вирішив розпочати виробництво з ALU. Для того, щоб визначити вимоги до неї, я розробив набір інструкцій в цілому, а також оцінив, які шини і сигнали будуть потрібні. ALU має паралельний дизайн (всі біти комп’ютерні одночасно) і розрахований на 8-бітні обчислення.

Я відразу ж вирішив, що я повинен зробити модуль відступу. У багатьох інших комп'ютерах цей модуль не реалізований, оскільки його робота може бути виконана за допомогою denial і доповнень. Таким чином, ALU буде виконувати наступні операції: додаток, відступ (з і без передачі), логічною і, OR NOT, EXCLUSIVE OR, а також зрушення вправо (при передачі або в коло). Я взяв діаграми для додавання і логічних операцій від HPRC.

Ще одна рідкісна особливість полягає в тому, що результат обчислення здавлюється в тіньовий реєстр. Для того, щоб той самий загальний реєстр призначення може бути використаний як вхід, так і як вихід.

Оскільки ALU все ще має працювати без інших комп'ютерних компонентів, так щоб розбити його на релейні котушки підключені джмлери, які забезпечують живлення до них. Результати розрахунку можна спостерігати за допомогою світлодіодів, підключених до виводів схем. Незалежно від клацання результату, постійно працюють обчислювальні блоки, тому за допомогою показників можна одночасно спостерігати результати всіх операцій.



реле
Напруга живлення 24В була обрана замість 12В, як в більшості інших сучасних електромагнітних реле комп'ютерів, щоб зробити дроти тоншими. Згодом виявилося, що це рішення має недолік - світлодіоди з вбудованим резистором, призначені для напруги 24 В не буває, тому резистори повинні бути придбані і пропалюються окремо.

З одного з основних властивостей комп'ютера слід пам'ятати, я вибрав реле з прозорими корпусами і вбудованими світлодіодами. Крім того, що вони виглядають красивими, це дозволяє не встановлювати непотрібні світлодіоди для позначення сигналів введення.

Після початку побудови комп'ютера, я читаю один з блогів, зрозумів, що я не маю захисних діодів, які запобігають появі дугових розрядів і вибивають показники при відкритті реле. Так я купив 100 1N4448 діодів і пропадив їх паралельно до кожної котушки.

Матеріали
Оскільки комп'ютер повинен бути візуальним, чому не бути красивим? Гаррі використовували магані для корпусу. З відповідних матеріалів я знайшов меброну дерево, у вигляді планок однакової товщини.

Всі компоненти встановлюються на 6-міліметровому аркуші Plexiglas. Естафети клеїті, і все інше встановлюється в спеціально просвердлених отвори, або викручується. Тарілки з написами прокочуються з латуні. Найскладніше було знайти латуні болти потрібного розміру для кріплення пластин. Я не можу замовити їх в будь-якій точці Росії, але тоді я майже випадково знайшов їх в хобі магазин в Гельсінкі.

Робота
Я почав з того, що я купив блок живлення, три десятки реле, дроти, а також перемикачі для управління входами та внутрішніми сигналами, створеними ALU. Реле містять 4 двопозиційні перемикачі. У деяких випадках всі 4 перемикачі не використовуються, але практично неможливо зберегти гроші за допомогою реле з меншими контактами.


Ці реле вартість мене близько 200 рублів, тому я почав шукати дешеві варіанти, так як весь модуль ALU, відповідно до попередніх оцінок, потрібно близько 100 штук. Одна партія 100 штук Я зуміла замовити за оптовою ціною трохи більше 100 рублів за реле. Але постачальник релей не збираюся бути там в будь-який час, тому я продовжував шукати.

Виявилося, що ви можете замовити реле безпосередньо з Китаю значно дешевшим. Я замовив ще одну партію на 100 шт. за 1 шт. (в долару варто близько 30 рублів в час). Згодом виявилося, що деякі реле, отримані з Китаю, були навмисно дефектні. Наприклад, наступна картина показує, що дроти всередині реле перемішуються в місцях. На щастя, щоб виправити цю помилку, вона була досить схожа на з'єднання зовнішніх з'єднань до цієї реле.


Крім того, було досить кілька релей з окислених контактів. У деяких випадках це доведено критично, і реле потрібно відкинути. Але іноді ще можна кинути вводи і виходи в інші контакти - надмірність реле з 4 перемикачами відіграли роль.

При виготовленні справи необхідно освоїти просту роботу з обробки деревини, але паяльство приймало найбільш час - для багатьох реле, дроти повинні бути припашені до всіх 14 терміналів.

Оформити
У статті не було дуже довгого і трохи поверхневого. Більше інформації можна знайти на сайті проекту. Якщо громада зацікавлена, я можу писати більше про характеристики та принципи як ALU, так і на комп'ютері.

Це рік і половина, оскільки я вирішив побудувати свій власний комп'ютер. Під час цього часу я розробив архітектуру та інструкцію в загальному плані, і створив перший модуль комп'ютера, арифметичний логічний пристрій. Формально, звичайно, напівпровідники використовуються в ALU - в світлодіодах для показання і в захисних діодах. Але вся логіка побудована на електромеханічних реле. Цей блок не вистачає зовнішніх з'єднань, але я змусить їх після того, як є інші блоки, до яких буде підключено ALU. Далі я планую робити блок реєстру.

р.

Статистика
ALU складається з 88 реле, розвантаження сигналів забезпечується 43 вимикачі, виходи відображаються з 70 світлодіодами. Розмір блоку становить 74х56х14 сантиметрів.

Проведено реле з різними несправностями. Важко точно розрахувати, так як деякі залишились в трохи змінній схемі.

Вартість
  • Реле - 6120
  • Світлодіоди - 2660
  • Штани - 1510
  • Живлення - 2520
  • Дріт та інші деталі - 1220
  • Таблетки з написами (матеріали, гравіювання та кріплення) – 3340
  • Матеріали для справи - 4300
  • Разом: 21670
Це 2 рази дешевше, ніж Гаррі. Не входить паяльник і флюс, наждачний папір, дефектні і пошкоджені частини, а також вартість інструментів, які я мав в процесі виготовлення корпусу.

Що можна зробити краще
Після завершення першого модуля мого комп'ютера я зрозумів, що деякі речі можна зробити краще.
  1. Можливо, кількість реле, що використовуються в ALU, може бути зменшена, поєднуючи модулі додавання та відступу. Я думаю, що б зберегти 8 реле.
  2. При роботі на наступному модулі необхідно ретельно просвердлити отвори. Цього разу деякі з них виявилися невеликими (і один з великими) тріщинами.
  3. Практика показує, що в нашому місті не дуже легко зробити якісне лазерне гравіювання на латуні. Звісно, наступного разу, щоб зробити написи, доведеться спробувати за допомогою фотолітографії.
  4. Ви можете використовувати дублікати, так як реле не доведено занадто надійні.

Посилання
Сайт: www.crete-photo.ru
Інші комп'ютери:
  • Русский EnglishРусскийУкраїнськаPolskiItalianoEspañol汉语Bahasa Indonesiaहिन्दीPortuguês日本語DeutschFrançaisภาษาไทยελληνικά اللغة العربية
  • Реле Комп'ютер Два: www.electronixandmore.com/projects/relaycomputertwo/index.html
  • Реле RC-3: www.computerculture.org/projects/rc3/
  • Реле Процесор Симона Едмунд Берклі: www.cs.ubc.ca/~hilpert/e/simon/index.html
  • TIM: www.northdownfarm.co.uk/rory/tim/tim-8.htm
  • DUO 14 Premium: www.ostracodfiles.com/ostracod/relay.html
  • Реле комп'ютера "тренер": relaysbc.sourceforge.net/
  • i2 8-Bit Реле Комп'ютер: isquared.weebly.com
  • Русский EnglishРусскийУкраїнськаPolskiItalianoEspañol汉语Bahasa Indonesiaहिन्दीPortuguês日本語DeutschFrançaisภาษาไทยελληνικά اللغة العربية
  • Сайт: www.schlaefendorf.de/relaisrechner/dokumentation/index.html


Джерело: habrahabr.ru/post/220865/