ALMA-Neuron v1 — נוירון אנלוגי על PCB

סכמה + design doc · ALMAWARE · רימייק בטרנזיסטורים של Mark I Perceptron (רוזנבלט, 1960) — בלי שפופרות ואקום

סטטוס כן: זה סכמה ומסמך תכן — לא קובץ Gerber מוכן-לייצור. כדי להזמין מ-JLCPCB צריך שלב לייאאוט ב-KiCad + סקירת מהנדס (דובי) + הרצת DRC. אל תשלח Gerber לא-מאומת לפאב — זה כסף ושבוע. המסמך הזה הוא בדיוק מה שמניחים מול מהנדס רציני כדי לסגור את הלוח.

1 · העיקרון — משקל עם סימן, מפוטנציומטר אחד

הקסם של Mark I: המשקל הוא פוטנציומטר. כדי לקבל משקל חיובי או שלילי (עירור/עיכוב) מפוט בודד — מזינים את הקצה העליון ב-Vi+ ואת התחתון ב-Vi− (הקלט והיפוכו). אז ה-wiper נותן:

V_wiper = Vi·k + (−Vi)·(1−k) = Vi · (2k−1) = Vi · w ,   w ∈ [−1, +1]

אמצע הפוט = משקל 0. לכיוון אחד = +1 (עירור), לשני = −1 (עיכוב). כפל אמיתי של קלט×משקל, ברכיב פסיבי אחד. כל נוירון מוציא Vout+ ו-Vout− כדי להזין את השכבה הבאה.

Vi+ / Vi− in 1 in 2 ⋮ (×8) bias pot w₁pot w₂bias Σ op-amp ≥0 LED Vout+ Vout− משקלים = פוטנציומטרים (±) → לשכבה הבאה

2 · בלוקים של הלוח

  1. כניסות (J_IN): 8 זוגות Vi+/Vi− + GND (מה-LDR-ים או מהשכבה הקודמת).
  2. סינפסות: 8 פוטים 10kΩ (משקלים בעלי-סימן) + פוט bias אחד.
  3. מסכם: אופ-אמפ TL074 כ-summing amplifier → S = Σ Vi·wi + bias.
  4. הפעלה (סף): משווה LM393 מול 0V → פלט HIGH/LOW (ה-step).
  5. פלט דו-קוטבי: מהפך אופ-אמפ מייצר Vout− לצד Vout+ (כדי להזין פוטים בעלי-סימן בשכבה הבאה).
  6. חיווי: LED על הפלט.
  7. פריסה (tiling): J_IN + J_OUT בפסיעת 2.54mm → לחבר לוחות לשכבות = מוח.
  8. אימון: v1 = פוטים ידניים (מכוונים ביד). הרחבה: כותרת ל-MCU/מנועים ל-אימון אוטומטי (כמו Mark I הממונע).

3 · רשימת רכיבים (BOM) — לוח אחד, 8 כניסות

רכיבכמותערך / דגם
פוטנציומטר trimmer910kΩ (8 משקלים + bias)
אופ-אמפ quad2TL074 (מסכם + מהפך + buffer)
משווה1LM393
נגדים~1410kΩ 1% (סיכום/משוב/ייחוס)
קבלי פ־סנון~4100nF קרמי
LED + נגד1+1+ 330Ω
מחברי header3J_IN(~17p), J_OUT(3p), J_PWR(3p) — 2.54mm
ספק ±5V1±5V חיצוני, או 5V + ICL7660 (charge pump ל-−5V)
עלות מוערכת: הלוח עצמו ב-JLCPCB ~$2–5 ל-10 יחידות (גרושים, כמו שאמרת). הרכיבים ~₪20–40 ללוח. 2 שכבות, through-hole — קל להלחמה ידנית.

4 · מ-Mark I למוח

לוח אחד = נוירון. שכבה = כמה לוחות זה-לצד-זה (כל ה-J_OUT מזינים את ה-J_IN של השכבה הבאה דרך לוח-backplane קטן). כמה שכבות = רשת. train קשה (פעם אחת, מכוונים את הפוטים), run זול ומהיר לנצח — בדיוק התובנה שלך: החישוב קורה בתוך המשקלים, בלי von-Neumann bottleneck.

5 · הצעד לפאב (כן, בלי לזייף)

  1. סכמה זו → KiCad (schematic capture).
  2. לייאאוט 2 שכבות + DRC (design rule check).
  3. סקירת דובי (EE) — לפני הזמנה.
  4. ייצוא Gerber + drill + BOM + CPL → העלאה ל-JLCPCB → 10 לוחות.
אני יכול להתקין KiCad ולקחת את זה עד קובץ-לוח, אבל הלייאאוט הסופי חייב עין של מהנדס לפני שמוציאים כסף. זה ה"build to standard" — ואתה צודק שזה ראוי לאנשים רציניים. 🤍

ALMAWARE · ALMA-Neuron v1 · בכבוד לרוזנבלט ולמינסקי