تستخدم هذه المكعبات الورقية سهلة الصنع لشرح أساسيات الدوائر الكهربائية، حيث يمكنك من خلالها التعرف على الدوائر المفتوحة والمغلقة، والقطبية، والطاقة، والمكونات الإلكترونية، ويمكنك تحميل ملف PDF المرفق وطباعة القوالب الجاهزة اللازمة لصنع هذه المكعبات.
وإذا أعجبك مشروعنا اليوم وتريد رؤية المزيد من إبداعاتنا اليومية، تابعنا على إنستجرام، فيسبوك، وتيك توك.
ولتحميل ملف قوالب مكعبات الدوائر الورقية اضغط هنـــا مباشرة.
المكونات:
الأدوات:
مكعبات الدوائر الإلكترونية الورقية هي ببساطة عبارة عن دوائر إلكترونية ورقية ولكن بشكل مكعبات.
هذه المكعبات تمثل نظاماً نموذجياً يتيح لك بناء دوائر كهربائية بسرعة وسهولة باستخدام مكونات متنوعة بدلاً من إنشاء الدوائر التقليدية على الورق المسطح.
والآن حتى تصنع مكعبات الدوائر الإلكترونية الورقية الخاصة بك، فإنك سوف تحتاج إلى ماكينة قص الشريط اللاصق، بطاريات CR2032، بعض مصابيح LED، كما ستحتاج أيضًا إلى طباعة ملف الـ PDF المرفق باستخدام ورق مقوى سميك، وتجميع المكعبات باستخدام الشريط اللاصق.
أخيرًا، سوف تحتاج إلى بعض المغناطيسات والحلقات المعدنية لوضعها داخل المكعبات لإنشاء التوصيلات الكهربائية، (سنتناول ذلك بالتفصيل في الخطوة التالية).
ملاحظة: المغناطيس في وجود الأطفال يعتبر خطر جداً، حيث تُعد مغناطيسات النيوديميوم قوية جدًا، لذلك قمنا باستخدام مغناطيسات سيراميكية في هذا المشروع بحيث توفر قوة جذب كافية ولكن بدون مخاطر.
تفاصيل المغناطيسات:
لقد اشترينا مجموعة مغناطيسات سيراميكية قطرها 18 ملم (0.709 إنش) من خلال أحد المتاجر الإلكترونية أونلاين، ويمكنك اختيار مغناطيسات بأقطار أصغر، أما الأحجام الأكبر قد لا تناسب المكعبات.
وإذا كنت ترغب في استخدام مغناطيسات النيوديميوم، فتأكد أن تكون صغيرة الحجم وضعيفة بما يكفي لأداء الوظيفة المطلوبة، فنحن قد جربنا مغناطيسات قطرها 10 ملم وسمك 1.5 ملم وكانت قوية بما يكفي للعمل كما كانت آمنة نسبيًا (بشرط استخدامها مع حلقات معدنية صغيرة الحجم).
ملاحظات حول الحلقات المعدنية:
لقد استخدمنا حلقات مصنوعة من الزنك لأنها تنجذب للمغناطيس، حيث أن معظم الحلقات المصنوعة من الاستانلس ستيل غير مغناطيسية، لذلك فهي لن تعمل معنا، فإذا كنت غير متأكد من ذلك فخذ مغناطيسًا معك إلى متجر الأجهزة لاختبار الحلقات قبل الشراء.
إذا كنت تفضل الشراء عبر الإنترنت، فابحث عن مثل هذه المغناطيسات الموضحة في الصورة فهي مناسبة للمشروع.
نوصي باستخدام مغناطيسات السيراميك لهذا المشروع إلا إذا كنت تمتلك بالفعل مغناطيسات نيوديميوم صغيرة وضعيفة بما يكفي.
وإذا لم يكن لديك بالفعل مغناطيسات نيوديميوم صغيرة وضعيفة بما يكفي لأن تكون آمنة، فنحن نوصي باستخدام مغناطيسات السيراميك فهي مناسبة لهذا المشروع.
في كل زوج من المكعبات الورقية يوجد مغناطيس محاذي تماماً لحلقة معدنية، وحلقة معدنية محاذية لمغناطيس.
وقد اخترنا استخدام نظام "مغناطيس مقابل حلقة معدنية" لأنك إذا حاولت محاذاة مغناطيسين معًا فإنك سوف ستحتاج إلى ضبط قطبيتهما بدقة وإلا سيتنافران ولن يتم اصطفافهما بشكل صحيح.
ولاحظنا أيضًا أن بعض المغناطيسات لا تسمح للحلقة المعدنية بالتمركز بشكل كامل، بل قد تتنافر معها قليلًا مما يجعلها تنحرف عن المركزن لذلك قد تحتاج إلى تجربة عدة تركيبات حتى تجد الدمج الأمثل من المغناطيسات والحلقات المعدنية.
إذا اخترت المغناطيسات والحلقات المعدنية المناسبة، فإن ذلك سيوفر قوة جذب كافية لإنشاء اتصال كهربائي جيد بين طبقات الورق والشريط اللاصق، مما يضمن لك توصيلًا كهربائيًا مثاليًا.
والخبر السار هو أنه بمجرد تجميع المكعبات فإن المغناطيسات والحلقات المعدنية ستصبح مغلقة داخلها، مما يقلل من احتمالية حدوث أي مشاكل متعلقة بالمغناطيسات.
لنبدأ في صنع المكعب، أولاً ستحتاج إلى طباعة ملف قالب PDF المرفق، ويفضل طباعته على وجهي الورقة باستخدام ورق مقوى سميك.
إذا لم تتمكن من الطباعة على الوجهين يمكنك استخدام القالب كمرجع أو دليل لتحديد أماكن لصق المغناطيسات والحلقات المعدنية.
وبمجرد أن تنتهي من طباعة القوالب قم بقص المكعب المسطح ثم قم بثنيه على طول الخطوط المنقطة، والخطوط المنقطة هي الموجودة على "الوجه الخارجي" للمكعب، والتي تشير إلى أماكن الطي أثناء تجميع المكعب.
ملاحظة:
بعد قص المكعب الخاص بك وطي الحواف المنقطة، قم بقلب المكعب لكي ترى الجانب الداخلي.
استخدم شريطًا لاصقًا لتثبيت مغناطيسين وحلقتين معدنيتين، مع توزيعها بالتناوب كما هو موضح بالصور، ولا حاجة لأن تقوم بلصقها بالغراء، فإن الشريط اللاصق كافي.
تحذير: تجنب تعريض المغناطيسات للحرارة لأنها قد تفقد مغناطيسيتها أو قوة جذبها.
لقد اعتمدنا على شريط الرسامين الأزرق (Painter's tape)، ولكن يمكننا أيضًا الاستعانة بالشريط اللاصق العادي (Masking tape) فهو مناسب أيضًا، فإن القوة المغناطيسية لا تؤثر على الشريط أثناء الاستخدام، لذلك يكفي فقط تثبيت العناصر في مكانها الصحيح.
بعد تثبيت المغناطيسات والحلقات المعدنية في الداخل، ابدأ بثني المكعب.
استخدم الشريط اللاصق لتثبيت أجزاء المكعب معًا، وأنا أنصحك بوضع قطعة صغيرة من الشريط الشفاف عند كل نقط التقاء الحواف.
للمكعبات العادية:
لاحظ أن مكعبات المفاتيح والمكونات الكبيرة تحتاج إلى تشغيل الشريط بطريقة مختلفة قليلاً.
لمكعبات المفاتيح (Switch):
تحتاج إلى ترك فجوة في الشريط على أحد الجوانب، وسيقوم المفتاح بتوصيل هذه الفجوة وإكمال الدائرة الكهربائية.
لمكعبات المكونات الكبيرة:
قد تحتاج إلى تركيب الشريط على جانب المكعب لإفساح المجال للمكون الإضافي.
(قمنا بهذا مع محرك التيار المستمر الصغير وشفرة المروحة الخاصة بنا).
نصيحة: القالب المطبوع سيكون دليلك للإرشادات الصحيحة لتركيب الشريط في كل حالة.
تُظهر القوالب المرفقة طريقة ومواضع إضافة المكونات، ببساطة لكل مكون مثل البطارية أو الصمام الثنائي الضوئي (LED) أو المحرك طرف موجب وطرف سالب، حيث يتم توصيل كل جانب منها بشريط موصل مختلف
الآن ماذا لو قمت بالتوصيل بشكل عكسي؟ لا تقلق، كل ما عليك هو تدوير المكعب 180 درجة، فإن هذه الميزة الرائعة حيث تتيح لك عكس القطبية بسهولة بمجرد تدوير المكعب، وهي فرصة رائعة لفهم كيفية عمل القطبية في الدوائر الكهربائية.
ملاحظات مهمة حول القطبية:
نصيحة تعليمية: جرب عمداً توصيل بعض المكونات بشكل عكسي لترى بنفسك كيف يتغير السلوك، فإن هذه الطريقة هي أفضل طريقة للتعلم.
بمجرد تحضير مكعب البطارية ومكعب LED، يمكنك تجربة صنع دائرة كهربائية.
وتذكر هذه النقاط المهمة:
عندما تصبح لديك دائرة مكعبات (بطارية وLED)، قد ترغب بإضافة مفتاح للتحكم في التشغيل دون فصل المكعبات، وأنا أقترح لك مفتاح رافعة الورق ومفتاح ضغط زرّي.
فإن هذه الإضافات تسمح لك بإبقاء المكعبات متصلة معاً، التحكم في تشغيل/إطفاء الدائرة بسهولة، تجربة أنواع مختلفة من مفاتيح التحكم.
يمكنك إضافة أي مكون يعمل بجهد 3 فولت تقريباً، وإليك بعض النصائح:
ونحن صنعنا مكعباً بمحرك اهتزازي نستخدمه في مجموعة "دوائر الأوريجامي"، كما أنشأنا مكعباً آخر بمحرك تيار مستمر صغير مع شفرات مروحة بلاستيكية، جرساً ميكانيكياً صغيراً يصدر صوتًا عند جهد 3 فولت فقط، ومكعبات ممتعة أخرى مثل مفتاح الميل وLED أحمر متقطع.
لقد استمتعنا كثيراً ببناء هذه المكعبات الدائرية ولدينا المزيد من الخطط المستقبلية، بما في ذلك طرق لتوسيعها لتشمل مكونات DIY أخرى.
آخر نموذج صنعناه هو "موزع الطاقة"، وعلى الرغم من أنه قد يكون أكثر تعقيداً نوعًا ما، إلا أنه ما زال بإمكانك تجميعه بسهولة نسبية، فتابعوا المزيد من مكعبات الدوائر الورقية مع كل إصدار جديد.
تسجيل الدخول مطلوب
يجب عليك تسجيل الدخول لإضافة تعليق.
تسجيل الدخول