Портативный верстак Arduino, часть 2: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я уже сделал пару таких коробок, описанных в части 1, и если коробка для переноски вещей и хранения проекта - это все, что требуется, тогда они будут работать нормально. Я хотел иметь возможность сохранить весь проект самодостаточным и перемещать его туда, где я хочу, работать над ним в любое время и иметь возможность просто закрыть его и двигаться дальше.

После того, как я построил эту деталь, я обнаружил, что пространство для включения всей электроники, которую я хотел вставить, просто не вписывается в этот дизайн, поэтому я создал part2B, который я рекомендую вам прочитать, а также это, если вы делаете что-то подобное. Первая версия и вторая версия показаны выше. Большое различие, которое следует учитывать, - это панели блока питания и панели дисплея, которые имеют одинаковый размер, но по-разному вырезаны.

Запасы

Различные обрезки фанеры 9 мм из предыдущего проекта, в основном шириной 20 см.

1 x XLR-штекерное гнездо шасси, рассчитанное на 10-16A постоянного тока

1 розетка IEC с подсветкой переключателя и предохранителя

1 х 12 В импульсный источник питания

1 центральный выключатель DPDT

1 х переключатель SPST со светодиодом

1 розетка Red Banana с номиналом не менее 10 А

1 розетка типа «банан» черного цвета с номиналом не менее 10 А

Короткие провода с цветной кодировкой и плоскими разъемами, см. Текст

Шаг 1: базовая проводка блока питания

Базовая проводка предназначена для обеспечения номинального коммутируемого напряжения 12 В на паре банановых розеток в базовой части коробки.

На коробке два входа. Стандартная розетка IEC с предохранителем и переключателем с подсветкой обеспечивает подключение к локальной сети. Я использовал свой собственный отдельный сетевой блок питания в течение многих лет, и отсутствие переключателя с подсветкой было частым раздражением, поэтому я благодарен за добавление одного сейчас. Другой вход - это 3-контактная вилка XLR, рассчитанная на 16 А, которая будет использоваться с кабелем для подключения к системе батарей на 12 В. Это будет либо в моей каюте, адаптированной для работы от солнечной энергии, либо в моем доме на колесах, когда я уезжаю.

Входная розетка питает импульсный блок питания 12 В для местного сетевого напряжения и обеспечивает ток до 8,5 А, и имеет размер, подходящий для установки в коробку. Блоки питания большего размера были доступны не намного дороже, но оба они не подошли бы и не нужны только на небольшом рабочем месте.

И батарея, и блок питания подключаются к общей отрицательной шине и по отдельности к двум полюсам переключателя с центральным выключенным положением, так что питание можно выбирать от любого источника или полностью изолировать. Кулисные переключатели были выбраны для этого рулона, чтобы не мешать проводке проекта при закрытии крышки коробки.

Положительное питание от переключающего переключателя направляется на выход через выключатель с подсветкой, опять же для индикации наличия питания. Использование освещенных переключателей позволяет мне легко видеть, что происходит.

Наконец, выходной сигнал от компонента блока питания выводится через два банановых 4-миллиметровых гнезда, номинально обеспечивая 12 В. Их цель состоит в том, чтобы подавать 12 В непосредственно на проекты, собранные в крышке, или на дополнительные понижающие блоки питания и электронику в крышке, как описано в следующей части.

Шаг 2: Установка входных отверстий

Размеры входных отверстий показаны на схеме. Разъем XLR является довольно стандартным, но разъемы IEC могут отличаться, поэтому, пока они являются ориентировочными, проверьте размеры фактического разъема, который у вас есть.

Вход XLR был вырезан кольцевой пилой диаметром 21 мм, осторожно управляя ею, чтобы не порвать дерево при выходе с другой стороны. У разъема XLR, который я использовал, было три выступа, которые требовали небольшого количества скрежета по дереву, чтобы вырезать три надреза, показанных на рисунке, но тот, который вы используете, может не быть.

Прямоугольное отверстие для розетки IEC было сначала отмечено на коробке, затем четыре 10-миллиметровых отверстия просверлены рядом с внутренними углами формы, не пересекая линии, чтобы получить доступ к лезвию лобзика, используемому для вырезания последнего прямоугольника. На фотографиях вы можете видеть, что я не был совершенен в этой последней задаче, но фланец на розетке скрывает такие мелкие ошибки.

Наконец, оба гнезда были вставлены в их вырезы, просверлены небольшие пилотные отверстия для винтов в установочных отверстиях и гнезда закреплены на месте винтами.

Шаг 3: Расположение блока питания и упаковка

Блок питания от сети будет расположен, как показано на рисунке, а вокруг него будет помещена коробка для безопасности и предотвращения того, чтобы незакрепленные компоненты не мешали его работе.

Показан фанерный макет коробки: крышка и боковая часть, а также три небольших деревянных полоски, которые помогают зафиксировать крышку и боковину на месте.

Одна полоска дерева приклеивается к боковой стороне коробки так, чтобы ее верхний край находился на 82 мм над основанием по всей его длине.

Одна полоска дерева приклеивается к основанию так, чтобы ее край составлял 140 мм в поперечнике.

Для обеих этих полосок полезно провести линию через коробку острым карандашом, используя край коробки и крышку коробки в качестве направляющих.

Наконец, приклейте последнюю полосу к длинному краю кромочной детали. Это будет использовано для прикручивания крышки впоследствии.

Если у вас нет зажимов, полоски придется устанавливать по одной, а коробку класть набок, пока клей схватится.

Я подумал о том, чтобы установить вентилятор в блок блока питания, и сделаю это, если возникнет проблема с нагревом.

Шаг 4: резка блока питания и панели

Крышка БП была вырезана, как показано на рисунке, розетки и выключатели-бананы добавлены к тестовым размерам. Другие панели на картинке предназначены для того, чтобы сделать консоль частью коробки в крышке, поэтому, если вы не пойдете дальше, они вам не понадобятся. Два небольших деревянных прямоугольника использовались для крепления блока блока питания, когда он был приклеен на место, как показано на рисунке внутренней боковой стенки блока питания.

Намерение состоит в том, чтобы поместить консоль в крышку, управляемую Arduino Mega. Поскольку этот проект будет постоянно изменяться в течение нескольких месяцев, я вырезал отверстие сбоку в крышке коробки, чтобы можно было программировать Arduino без необходимости его деинсталляции. Два треугольных куска дерева поддерживают консольную панель под углом 45 градусов, и один из них вырезан для размещения платы Arduino, прилегающей к корпусу.

Передняя часть консоли имеет размеры 230 мм на 127 мм и срезана по краям под углом 45 градусов, чтобы аккуратно вписаться в коробку. Я проделал это на своей ленточной пиле, но можно было использовать шлифовальный станок или рубанок с частым измерением угла при резке.

Шаг 5: Покраска и сборка БП

На голой фанере уже образовывалось много осколков, и я изначально намеревался покрыть коробку лаком, но у меня была зеленая краска, и именно поэтому так оно и есть.

Все детали были собраны в отсеке БП и подключены согласно схеме. В этой первой версии я использовал зажимы, но более надежные соединения можно было бы сделать путем их пайки. Блок питания на 12 В был прикручен к внутренней части коробки винтами длиной 8 мм.

Сетевой блок питания имеет изолированные соединения, но в идеале должен иметь полностью изолированную крышку, что я сделаю, когда найду источник для розетки такого размера.

Шаг 6: вырез консоли

Это необходимо только для дальнейшего использования коробки.

Панель консоли вырезана для размещения различных элементов управления, как показано на рисунке. На фотографиях показана первая консоль, в которой розетки были напротив друг друга на основании и крышке. Это проблема в зависимости от используемых заглушек, которые останавливают закрытие крышки. На новых чертежах компоновки консоли гнезда консоли меняются местами с одним из переключателей, поэтому при закрытии крышки они не конфликтуют.

Два банановых разъема служат для подключения питания к блоку питания в основании.

Переключатели подсвечиваются вкл / выкл для розеток 12 В, 5 В и USB, которые еще не установлены. Рядом с ними находятся контакты питания и розетки. Каждый блок питания имеет ряд розеток Dupont над двойным рядом контактов в разъеме заголовка. Это, вероятно, намного больше, чем необходимо, но было легко предоставить и не занимало много места. Как они спаяны, показано на картинке заднего вида.

Идея, лежащая в основе использования разъемов заголовка печатной платы в этой роли, заключалась в том, чтобы упростить использование разъема IDE и нескольких проводов для простого подключения к разъемам с помощью подвесных выводов, чтобы мне не нужно было хорошо видеть разъемы и провода могут иметь цветовую маркировку.

Рядом с разъемами питания находится главный дисплей, 3,5-дюймовый TFT, который будет управляться Arduino для отображения напряжений, токов, сопротивления и состояния цифровых выводов. Он также будет включать последовательный монитор и соединение I2C.

Ниже находятся входные соединения, снова ряд розеток Dupont над двойным рядом контактов. Первые восемь - это выводы цифрового входа, следующие четыре - это базовые измерения напряжения, следующие шесть - это соединения для измерения тока / напряжения и, наконец, последовательный вход и соединения I2C. Одна из целей консоли - иметь возможность поддерживать расширение с использованием внешних цепей, подключенных по протоколу I2C.

На других фотографиях показана коробка с окрашенной консольной панелью на месте, плата Arduino на месте в крышке с внешними соединениями и пробная компоновка модулей понижающего / повышающего блока питания.

Розетки на 3,3 В еще не включены в конструкцию, но я подожду, чтобы увидеть, сколько их нужно при регулярном использовании.

Шаг 7: Окончательный макет и измерения сопротивления

На фотографиях показан окончательный макет консольной части коробки перед подключением, а также разъемы USB и подключения измерителя сопротивления.

Назначение измерителя сопротивления в этом случае - обеспечить быструю проверку номинала резистора, который я не могу увидеть. Соединения выполняются с помощью двух маленьких пружин, которые были обрезаны и изогнуты, чтобы их можно было прикрепить к передней части консоли с помощью болта и припоя для облегчения доступа. Чтобы проверить компонент, его нужно только удерживать за две пружины, и значение будет отображаться.

Все схемы и сборка для консоли, а также код Arduino находятся в третьей части, но на этом БП и деревянная конструкция проекта завершаются. Последняя картинка еще не работает, но это то, к чему мы стремимся.