Portable Arduino Workbench Part 2B: 6 passos

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

Això és alhora una continuació i un canvi de direcció respecte dels dos anteriors instructables. Vaig construir la carcassa principal de la caixa i va funcionar bé, vaig afegir la psu i va funcionar bé, però després vaig intentar posar els circuits que havia construït a la resta de la caixa i no encaixaven. De fet, si els vaig fer encaixar, no hi hauria espai per incloure cap projecte. El compromís que he fet és moure tots els interruptors i fonts d'alimentació a la caixa principal de la tapa, donant més espai al cablejat.

El conjunt es tanca en una caixa que es pot moure fàcilment d'un lloc a un altre o guardar-la per emmagatzemar-la. No es mostra aquí, però la part frontal de la tapa conté una altra placa separada a la qual s’adjunten taulers de suport i es poden fixar amb velcro. Organitzaré imatges d’aquest possible.

Subministraments

Només per a aquesta etapa revisada

Fusta contraxapada de 9 mm

14 x 20cm, 13 x 23cm, 2 x 23cm

Capçalera masculina de 40 pines

4 interruptors basculants il·luminats

1 commutador basculant central DPDT (només pot ser DPDT)

Hub USB de 4 vies amb subministraments commutats. A les imatges es mostra un model comú

Presa de connexió USB tipus B.

2 x convertidors de baixada de tensió buck / boost, ajustats a 5V

1 x convertidor d'ampliació / baixada de tensió buck / boost, ajustat a 12V

1 x convertidor de pujada / baixada de doble carril buck / boost, ajustat a 12V

Diversos bits de tauler de matriu, he utilitzat talls i rebutjos en lloc de tauler perfecte nou

Molts fils multistrand, de 3A o més.

Connectors de pala

Generador de voltatge negatiu

IC temporitzador 555

Resistències 4k8 i 33K 1 / 4watt

Condensadors de polièster 22n, 10n

Condensadors electrolítics de 33u i 220u (30V més avaluació)

2 díodes 1N4001, però tots els díodes rectificadors petits ho faran.

Pas 1: alimentador principal

La font d'alimentació principal està integrada a la meitat inferior de la caixa i està formada per unitats de commutació comercials fora de la plataforma, connectades amb un conjunt d'interruptors i que subministren energia a l'electrònica de la tapa de la caixa mitjançant un cable de cinta de 40 pines i connectors.. L’alimentació la proporciona una entrada de xarxa i una alimentació de commutació de 12 V CC, o bé mitjançant una presa XLR destinada a rebre energia d’un subministrament de bateria de 12 V, si s’utilitza en un RV però pot ser una bateria transportada a la mateixa caixa. L'alimentació d'algun d'aquests elements es selecciona mitjançant un interruptor de tres vies, la xarxa elèctrica, la bateria o la posició central apagada.

L’alimentació es commuta mitjançant un interruptor basculant il·luminat per indicar l’encesa. L’alimentació principal subministra alimentació als altres commutadors i a un subministrament de 12 V que proporciona energia a l’electrònica de la tapa. Això també alimenta un simple generador de voltatge negatiu per als components analògics de la pantalla.

Un mòdul de sobrecàrrega de 5 V és subministrat per un interruptor basculant il·luminat i proporciona 5 V per a l’ús dels circuits construïts a la tapa i s’envia mitjançant el cable de cinta.

Un mòdul de reforç de +/- 12V és subministrat per un interruptor basculant il·luminat i proporciona subministraments de + 12V i -12V per a ús de circuits analògics i s’envia mitjançant el cable de cinta.

Un quart mòdul Buck-boost s’alimenta des del commutador final per proporcionar energia al concentrador USB. El concentrador USB 2.0 és un element de baix cost que proporciona quatre preses de corrent, així com la lògica per funcionar com a concentrador. Més informació sobre això més endavant.

Pas 2: nous panells base i tapa

Per adaptar-se al nou disseny de la font d'alimentació, calia tallar nous panells, la disposició dels fitxers es troba als pdf, així com una extensió al costat de la tapa per donar més espai als cables que hi ha darrere.

La font d'alimentació de l'original es feia mitjançant endolls i endolls de plàtan, però amb aquesta que té diverses fonts d'alimentació, la connexió entre tapa i base es fa mitjançant un cable de cinta de 40 vies. El sòcol es solda a un tros de tauler matricial que s’empeny a través del forat que s’hi fa i es cargola al seu lloc. Els endolls estan clavats de manera que, quan s’adapten a les taules, cal alinear-los per garantir que el cable de cinta que s’utilitza s’adapti perfectament entre ells i no s’inverti. He utilitzat un cable de cinta de 20 cm que a les mides utilitzades es doblega molt bé a mesura que es tanca la tapa.

Per construir els circuits de l'alimentació, es van muntar al tauler i es van cargolar al seu lloc, ja sigui amb separadors o clips de PCB. Tots dos es van imprimir en una impressora 3D en aquest cas, però això no és necessari, només si les taules estan fixades. He afegit els fitxers.stl per si algú els vol fer ràpidament.

Es va soldar tot el cablejat del tauler, excepte les connexions a les connexions de la font principal d'alimentació per permetre que la tapa es pugui retirar i substituir fàcilment.

Pas 3: generador de voltatge negatiu

Els circuits de mesurador de resistència i voltímetre utilitzen amplificadors de memòria intermèdia que necessiten tant subministraments positius com negatius. El subministrament positiu s’obté d’un convertidor de pujada / baixada que subministra un + 12V constant independentment de la font externa. Això alimenta els circuits de la tapa i el generador de tensió negativa. Originalment, s'incloïa a la mateixa placa matricial que la resta d'electrònics, però s'ha tallat per col·locar-la a la base. Es mostra el circuit per a això i és un circuit de temporitzador 555 comú per a aquest propòsit. Només subministra prou corrent per executar els amplificadors de memòria intermèdia i no és necessari per a res més.

Pas 4: concentrador USB

El subministrament USB original era un parell de preses a la tapa alimentades per un subministrament separat de 5 V i que només proporcionaven energia. Com que volia que fos el més portàtil possible, vaig decidir posar un concentrador USB a la construcció, fixat a la base i amb una font d’alimentació modificada alimentada des d’un convertidor de 5V. Aquest concentrador també es pot utilitzar amb l'ordinador de programació com a concentrador USB que simplifica les connexions.

La base del concentrador USB es va desestimar i les connexions que es mostren es van soldar a la placa. El cable va ser substituït per un endoll USB tipus B amb només el senyal i les connexions de 0 V soldades a la placa de circuits del concentrador USB. En aquesta modificació no es van tallar rastres, només s’alimenta el subministrament de 5 V mitjançant un cable més gruixut als commutadors d’alimentació USB del concentrador i un cable addicional que porta l’alimentació directament als pins dels endolls, passant per alt les traces de la placa de circuit.

Això significa que ara el subministrament es limita a 3A en lloc dels 500 mA habituals, però alimentarà un Raspberry Pi.

Per ajustar-se a la part superior del panell de l'alimentació, es va cargolar la base del cub amb un forat col·locat perquè passessin els cables i es tornés a muntar el cub a la part superior.

El quadre del PSU complet es mostra a la imatge.

Pas 5: Panells de tapa i vista de l'electrònica

L’electrònica i el codi Arduino es cobreixen a la darrera part, però a títol constructiu es mostra en part aquí per mostrar cap a on aniran les coses. Es podrien construir completament per separat i mai no s’utilitzaran en cap caixa de projecte com aquesta.

L'alimentació del tauler de visualització es connecta mitjançant la presa de capçal de 40 vies que s'ha alineat amb la presa de la base per garantir que el cable de la cinta es plega perfectament.

A sota hi ha un botó de restabliment vermell per a l’Arduino, que és fàcil d’afegir i, de tant en tant, s’espera que el projecte sigui un projecte en curs.

Al centre hi ha les fonts d’alimentació, des de la part superior que són + 12V, -12V, + 5V i 0V

A sota de la pantalla hi ha les diverses entrades als circuits, entrada digital, entrada de tensió, corrent, sèrie i pins I2C

A sobre de la pantalla hi ha els connectors de moll per a la mesura de la resistència.

La pantalla té un simple bisell al voltant, actualment blanca, però canviarà si tinc el plàstic per fer-ne una.

A les imatges també es mostren dues calces de fusta i una peça espaiadora posada a la tapa. Es va haver d’avançar tot el panell cap endavant per acomodar el cablejat que hi havia darrere. Les instruccions per tallar-les es troben als PDF adjunts.

Pas 6: fitxers STL per a suports i bisells

A continuació, es mostren els fitxers STL per a qualsevol persona que vulgui fabricar o hagi fabricat els diferents separadors, muntatges de PCB i el bisell.