Portable Arduino Workbench Part 2: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Ja havia fet un parell d’aquestes caixes descrites a la primera part, i si només cal una caixa per transportar coses i mantenir un projecte junts, funcionaran bé. Volia ser capaç de mantenir tot el projecte autònom i moure’l allà on volia, treballar-hi sempre que fos i poder tancar-lo i seguir endavant.

Després de construir aquesta part, vaig trobar que l'espai per incloure tota l'electrònica que volia introduir no s'adaptava a aquest disseny, de manera que vaig crear una part2B que us recomano que llegiu, a més, si feu alguna cosa similar. La primera versió i la segona versió es mostren a la part superior. La gran diferència a tenir en compte són els panells de la PSU i els panells de visualització que tenen la mateixa mida però que es tallen de manera diferent.

Subministraments

Diversos talls de fusta contraxapada de 9 mm del projecte anterior, majoritàriament de 20 cm d'ample.

1 x XLR presa de corrent per a xassís masculí, de 10-16A dc

1 x presa de corrent IEC amb interruptor il·luminat i fusible

1 alimentació en mode de commutació de 12V

1 commutador central DPDT

1 commutador SPST amb LED

1 x presa de plàtan vermella amb una potència mínima de 10A

1 x presa de plàtan negre amb una potència mínima de 10A

Conductors codificats per colors curts amb connectors de pala, vegeu el text

Pas 1: cablejat bàsic de la PSU

El cablejat bàsic és proporcionar un commutador nominal de 12V a un parell de preses de plàtan a la secció base de la caixa.

Hi ha dues entrades a la caixa. Una presa IEC estàndard, fusionada i amb un interruptor il·luminat proporciona una connexió de xarxa local. He utilitzat la meva pròpia alimentació de xarxa independent durant molts anys i no tenir un interruptor il·luminat ha estat una irritació freqüent, així que agraeixo afegir-ne un ara. L’altra entrada és una presa macho XLR de 3 pines, de 16A, que s’utilitzarà amb cable per connectar-la a un sistema de bateria de 12V. Serà a la meva cabina, adaptada per a l'energia solar, o bé al meu camper quan estigui fora.

L’entrada d’alimentació alimenta una font d’alimentació en mode commutat de 12 V per a la tensió de xarxa local i proporciona fins a 8,5 A, especialment dimensionada per adaptar-se a la caixa. Hi havia disponibles unitats d'alimentació més grans per no gaire més diners, però totes dues no cabrien i tampoc no són necessàries en un entorn de banc de treball petit.

Tant la bateria com la PSU estan connectades a un carril negatiu comú i individualment a dos pols d’un commutador de commutació amb una posició central apagada de manera que es pot seleccionar l’alimentació de qualsevol font o aïllar-la completament. Es van triar interruptors basculants per a aquest rotllo per no interferir amb el cablejat del projecte quan es va tancar la tapa de la caixa.

El subministrament positiu del commutador de commutació es dirigeix a la sortida mitjançant un interruptor d’aïllament il·luminat, de nou per proporcionar indicació que l’alimentació està encesa. L’ús d’interruptors encesos em facilita la visió del que passa.

Finalment, la sortida del component PSU es produeix a través de dos endolls de plàtan de 4 mm, que subministren nominalment 12V. El propòsit d’això és subministrar 12v directament als projectes muntats a la tapa o a les PSU addicionals i electrònics de la tapa, que es descriuen a la part següent.

Pas 2: Col·locar entrades

Les mesures de les retallades d’entrada es mostren al diagrama. El sòcol XLR és bastant estàndard, però els sòcols IEC poden variar, de manera que, tot i que són una guia, comproveu les mesures del sòcol real que teniu.

L'entrada XLR es va tallar amb una serra de 21 mm, executant-la suaument per no esquinçar la fusta quan sortia per l'altre costat. El sòcol XLR que he utilitzat tenia tres orelles de localització que requerien una petita quantitat de raspallat de la fusta per tallar tres osques, que es mostren a la imatge, però la que feu servir pot ser que no.

El forat rectangular del sòcol IEC es va marcar primer a la caixa, després es van perforar quatre forats de 10 mm a prop de les cantonades interiors de la forma, sense creuar les línies, per donar accés a una fulla de trencaclosques, que s’utilitzava per tallar el rectangle final. Per les imatges que es veuen, no era perfecte en aquesta última tasca, però la brida del sòcol cobreix petits errors com aquest.

Finalment, tots dos endolls es van instal·lar en els seus retalls, petits forats pilot perforats per a cargols als forats de localització i els endolls fixats al seu lloc amb cargols.

Pas 3: ubicació de la PSU i entrada de boxa

La font d'alimentació principal es situarà com es mostra a la imatge i es col·locarà una caixa al seu voltant per garantir la seguretat i evitar que els components solts interfereixin en el seu funcionament.

Es mostra el disseny de contraxapat de la caixa, una tapa i una peça lateral, juntament amb tres tires de fusta petites per ajudar a fixar la tapa i el costat al seu lloc.

Una tira de fusta està enganxada al lateral de la caixa de manera que la seva vora superior es troba a 82 mm per sobre de la base de tota la seva longitud.

Una tira de fusta està enganxada a la base de manera que la seva vora sigui 140 mm a través de la base.

Per a aquestes dues tires és una idea útil dibuixar una línia a través de la caixa amb un llapis afilat utilitzant la vora de la caixa i la tapa de la caixa com a guies.

Finalment, enganxeu l’última tira a la vora llarga de la peça de vora. S’utilitzarà per cargolar la tapa després.

Si no teniu pinces, caldrà col·locar les tires d'una en una i col·locar la caixa al seu costat mentre es col·loqui la cola.

He pensat a instal·lar un ventilador a la caixa d'alimentació i ho faré si la calor demostra que és un problema.

Pas 4: PSU i tall de panell

La tapa de la PSU es va retallar segons la imatge, es van afegir els endolls i els interruptors de plàtan per mesurar la mida. Els altres panells de la imatge serveixen per fer que la consola formi part de la caixa de la tapa, de manera que si no aneu més enllà no caldrà. Els dos petits rectangles de fusta es van utilitzar per reforçar la caixa de l'alimentació quan estava enganxada al seu lloc, segons la imatge de la paret lateral interna de l'alimentador.

La intenció és posar la consola a la tapa, impulsada per un Arduino Mega. Com que aquest projecte estarà en un estat de flux durant els propers mesos, he tallat un forat al costat de la tapa de la caixa per permetre la programació de l'Arduino sense haver de desinstal·lar-lo. Les dues peces de fusta triangulars suporten el panell de la consola en un angle de 45 graus, i una d’elles està retallada per adaptar-se a la placa Arduino que s’adapta a la caixa.

La part frontal de la consola fa 230 mm per 127 mm i es talla a les vores a 45 graus per adaptar-se perfectament a la caixa. Ho vaig fer a la serra de cinta, però es podia utilitzar una esmoladora o avió amb mesures freqüents de l'angle en tallar …

Pas 5: Pintura i muntatge del PSU

La fusta contraxapada de tall nu ja generava moltes estelles i originalment tenia la intenció d'envernissar la caixa, però el que tenia era pintura verda i per això és així.

Totes les peces es van muntar al compartiment de la PSU i es van connectar segons el diagrama. En aquesta primera versió he utilitzat clips, però es poden fer connexions més fiables soldant-los. La font d'alimentació de 12V es va cargolar a l'interior de la caixa amb cargols de 8 mm de llargada.

La font d'alimentació de xarxa té connexions aïllades, però idealment hauria de tenir una coberta aïllada completa, cosa que faré quan pugui trobar una font per a aquesta mida de sòcol.

Pas 6: Retalla la consola

Això només és necessari si es va més enllà amb la caixa.

El tauler de la consola es va retallar per adaptar-se als diferents controls segons la imatge etiquetada. Les fotografies mostren la primera consola on les preses d’alimentació estaven oposades a la base i a la tapa. Això té un problema en funció dels endolls utilitzats que impedeix el tancament de la tapa. Els nous dibuixos de disseny de la consola intercanvien els endolls de la consola amb un dels interruptors de manera que, quan es tanca la tapa, no entrin en conflicte.

Els dos endolls banana són l’alimentació de les connexions de la font d'alimentació de la base.

Els interruptors estan il·luminats on / off per a preses de 12V, 5V i USB, encara no instal·lades. Al costat d’ells hi ha els passadors i endolls. Cada font d'alimentació té una fila de preses dupont sobre una doble fila de pins en una presa de capçalera. Probablement és molt més del necessari, però va ser fàcil de proporcionar i no ocupa gaire espai. Com es solden es mostra a la imatge de la vista posterior.

La idea darrere d’utilitzar els endolls de capçalera del PCB al rol era facilitar l’ús d’un endoll IDE i diversos cables per fer una connexió fàcil als endolls amb cables volants, de manera que no havia de ser capaç de veure bé els endolls i els cables poden estar codificats per colors.

Al costat de les preses d’alimentació hi ha la pantalla principal, TFT de 3,5 polzades, que serà impulsada per l’Arduino, per mostrar tensions, corrents, resistència i estat dels pins digitals. També inclourà un monitor sèrie i connexió I2C.

A sota hi ha les connexions d’entrada, de nou una fila de sòcols dupont per sobre d’una doble fila de pins. Els primers vuit són pins d'entrada digitals, els quatre següents són mesures bàsiques de voltatge, els sis següents són connexions de mesura de corrent / tensió i, finalment, connexions d'entrada sèrie i I2C. Un dels objectius de les consoles és poder donar suport a l'expansió mitjançant circuits externs connectats a I2C.

Les altres imatges mostren la caixa amb el tauler de consola pintat al seu lloc, una placa Arduino col·locada a la tapa amb connexions externes i un disseny de prova dels mòduls PSU Buck / Boost.

Els endolls de 3,3 V encara no s’han inclòs al disseny, però esperaré a veure quant es necessiten per a un ús habitual.

Pas 7: Mesures finals de maqueta i resistència

Les imatges mostren la maqueta final de la part de la caixa de la consola abans del cablejat i inclouen les preses USB i les connexions del mesurador de resistència.

L'objectiu del mesurador de resistència en aquest cas és proporcionar una comprovació ràpida del valor d'una resistència que no puc veure. Les connexions es realitzen mitjançant dos molls petits tallats i doblegats per permetre que s’adhereixin a la part frontal de la consola, mitjançant un cargol i una etiqueta de soldadura, per facilitar-ne l’accés. Per comprovar un component, només s’ha de mantenir a través de les dues molles i es mostrarà el valor.

Tots els circuits i el conjunt de la consola, així com el codi Arduino, es troben a la tercera part, però això conclou la PSU i la construcció de fusta del projecte. La darrera imatge encara no funciona, però és cap a on es dirigeix.