Przenośny stół warsztatowy Arduino, część 2B: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Jest to zarówno kontynuacja, jak i zmiana kierunku w stosunku do poprzednich dwóch instrukcji. Zbudowałem główny korpus pudła i to działało dobrze, dodałem zasilacz i działało dobrze, ale potem próbowałem umieścić obwody, które zbudowałem w pozostałej części pudła i nie pasowały. Właściwie, gdybym je dopasował, to nie było miejsca na projekt. Kompromis, jaki zrobiłem, polega na przeniesieniu wszystkich przełączników i zasilaczy do głównego pudełka z pokrywy, dając więcej miejsca na okablowanie.

Całość zamyka się w pudełku, które można łatwo przenosić z miejsca na miejsce lub odstawić do przechowywania. Nie pokazano tutaj, ale przód pokrywy zawiera kolejną oddzielną płytkę, do której przymocowane są płytki stykowe i można je przymocować za pomocą rzepów. Jak najszybciej uporządkuję zdjęcia tego.

Kieszonkowe dzieci

Tylko dla tego zmienionego etapu

Sklejka 9mm

14x20cm, 13x23cm, 2x23cm

40-pinowy męski nagłówek

4 x podświetlane przełączniki kołyskowe

1 x środkowy przełącznik kołyskowy DPDT (może być po prostu DPDT)

4-kierunkowy koncentrator USB z przełączanymi zasilaczami. Wspólny model pokazano na zdjęciach

Gniazdo do montażu na panelu USB typu B

2 x konwertery obniżające napięcie buck/boost, dostosowane do 5V

1 x konwerter napięcia buck/boost w górę/w dół, dostosowany do 12V

1 x konwerter napięcia buck/boost dual rail up/down, dostosowany do 12V

Różne bity do płyt matrycowych, użyłem ścinków i odrzutów zamiast nowej idealnej płyty

Wiele drutów wielożyłowych o wartości znamionowej 3A lub więcej.

Złącza widełkowe

Generator napięcia ujemnego

555 układ scalony timera

Rezystory 4k8 i 33K 1/4 wata

Kondensatory poliestrowe 22n, 10n

Kondensatory elektrolityczne 33u i 220u (30 V plus)

2 x diody 1N4001, ale wystarczy każda mała dioda prostownikowa.

Krok 1: Zasilacz do skrzynki głównej

Główny zasilacz jest wbudowany w dolną połowę skrzynki i składa się z komercyjnych jednostek przełączających z półki, połączonych razem z zestawem przełączników i dostarczających zasilanie do elektroniki w pokrywie skrzynki za pomocą 40-pinowego kabla taśmowego i złączy. Zasilanie jest dostarczane albo z gniazda sieciowego i zasilacza przełączającego 12 V prądu stałego, albo z gniazda XLR przeznaczonego do odbierania zasilania z akumulatora 12 V, jeśli jest używany w RV, ale może być akumulatorem przewożonym w samym pudełku. Zasilanie z każdego z nich jest wybierane za pomocą przełącznika trójdrożnego, sieci, baterii lub pozycji centralnej.

Zasilanie jest włączane podświetlanym przełącznikiem kołyskowym, wskazującym włączenie zasilania. Główne zasilanie dostarcza zasilanie do innych przełączników oraz do 12 V zasilacza buck-boost, który zasila elektronikę pokrywy. To również zasila prosty generator napięcia ujemnego dla komponentów analogowych na wyświetlaczu.

Moduł buck-boost 5 V jest zasilany przez podświetlany przełącznik kołyskowy i zapewnia napięcie 5 V do wykorzystania przez obwody skonstruowane w pokrywie i jest prowadzone przez kabel taśmowy.

Moduł buck-boost +/- 12 V jest zasilany przez podświetlany przełącznik kołyskowy i zapewnia zarówno zasilanie +12 V, jak i -12 V do użytku w obwodach analogowych i jest prowadzony przez kabel taśmowy.

Czwarty moduł buck-boost jest zasilany z ostatniego przełącznika, aby zapewnić zasilanie koncentratorowi USB. Koncentrator USB 2.0 to niedrogi produkt, który zapewnia cztery gniazda z przełączaniem zasilania, a także logikę do pracy jako koncentrator. Więcej o tym później.

Krok 2: Nowe panele podstawy i pokrywy

Aby dopasować nowy układ zasilacza, trzeba było wyciąć nowe panele, ich układ jest w pdfach, a także przedłużenie z boku pokrywy, aby uzyskać więcej miejsca na przewody z tyłu.

Zasilanie w oryginale odbywało się za pomocą wtyków i gniazd bananowych, ale w tym przypadku jest kilka zasilaczy, połączenie między pokrywą a podstawą odbywa się za pomocą 40-żyłowego kabla taśmowego. Gniazdo jest przylutowane do kawałka płytki matrycowej, którą przeciska się przez wykonany do tego otwór i przykręca. Gniazda są wyposażone w klucze, więc podczas montażu na płytkach muszą być ustawione w linii, aby zapewnić, że używany kabel taśmowy jest dokładnie dopasowany między nimi i nie jest odwrócony. Użyłem kabla taśmowego o długości 20 cm, który przy wymiarach użytych po prostu ładnie się zwija, gdy pokrywa jest zamknięta.

Aby zbudować obwody zasilacza, zostały one zmontowane na panelu i przykręcone za pomocą przekładek lub klipsów do płytek drukowanych. Oba zostały wydrukowane w tym przypadku na drukarce 3D, ale to nie jest konieczne, wystarczy, że deski są zabezpieczone. Dodałem pliki.stl na wypadek, gdyby ktoś chciał je szybko zrobić.

Całe okablowanie na panelu zostało przylutowane, z wyjątkiem połączeń z głównym zasilaczem podstawy, aby umożliwić łatwe zdjęcie i wymianę pokrywy.

Krok 3: Generator napięcia ujemnego

Obwody miernika rezystancji i woltomierza wykorzystują wzmacniacze buforowe, które wymagają zarówno dodatniego, jak i ujemnego zasilania. Dodatnie zasilanie jest uzyskiwane z konwertera góra/dół buck, który dostarcza stałe napięcie +12V niezależnie od źródła zewnętrznego. To zasila obwody pokrywy i generator napięcia ujemnego. Pierwotnie znajdował się on na tej samej płytce matrycy, co inna elektronika, ale został odcięty, aby umieścić go w podstawie. Pokazano obwód do tego celu i jest to wspólny obwód czasowy 555 do tego celu. Dostarcza tylko tyle prądu, aby uruchomić wzmacniacze buforowe i nie jest potrzebny do niczego innego.

Krok 4: Koncentrator USB

Oryginalny zasilacz USB to para gniazd w pokrywie zasilana z osobnego zasilacza 5V i dostarczająca tylko zasilanie. Ponieważ chciałem, aby był jak najbardziej przenośny, zdecydowałem się umieścić w zestawie hub USB, zamocowany w podstawie, ze zmodyfikowanym zasilaczem zasilanym z przetwornicy 5V buck. Ten koncentrator może być również używany z komputerem programującym jako koncentrator USB upraszczający połączenia.

Podstawa koncentratora USB została wyceniona, a pokazane połączenia przylutowane do płyty. Wyprowadzenie zostało zastąpione gniazdem USB typu B z tylko połączeniami sygnałowymi i 0V przylutowanymi do płytki drukowanej koncentratora USB. W tej modyfikacji nie wycięto żadnych śladów, tylko zasilanie 5V jest wzmocnione grubszym przewodem do wyłączników zasilania USB w koncentratorze i dodatkowym przewodem doprowadzającym zasilanie bezpośrednio do pinów na gniazdach, omijając ślady na płytce drukowanej.

Oznacza to, że zasilanie jest teraz ograniczone do 3A zamiast zwykłego 500mA, ale będzie zasilać Raspberry Pi.

Aby dopasować się do górnej części panelu zasilacza, przykręcono podstawę koncentratora z otworem na przewody, a koncentrator ponownie zmontowano na górze.

Kompletny panel zasilacza widoczny na zdjęciu.

Krok 5: Panele pokrywy i widok elektroniki

Elektronika i kod Arduino są omówione w ostatniej części, ale dla celów konstrukcyjnych jest tu częściowo pokazany, aby pokazać, gdzie się potoczą. Mogłyby być skonstruowane całkowicie oddzielnie i nigdy nie były używane w takim pudełku projektowym.

Zasilanie panelu wyświetlacza jest podłączone przez 40-stykowe gniazdo nagłówkowe, które zostało wyrównane z gniazdem w podstawie, aby zapewnić porządne złożenie kabla taśmowego.

Poniżej znajduje się czerwony przycisk resetowania Arduino, jest to łatwy dodatek i ponieważ całość ma być trwającym projektem, może być wymagany od czasu do czasu.

W centrum znajdują się zasilacze, od góry czyli +12V, -12V, +5V i 0V

Poniżej wyświetlacza znajdują się różne wejścia do obwodów, wejście cyfrowe, wejście napięciowe, prądowe, szeregowe i piny I2C

Nad wyświetlaczem znajdują się złącza sprężynowe do pomiaru rezystancji.

Wyświetlacz ma wokół niego prostą ramkę, obecnie białą, ale zostanie wymieniona, jeśli będę miał plastik do zrobienia.

Na zdjęciach pokazane są również dwie drewniane podkładki oraz element dystansowy nakładany na wieko. Cały panel musiał zostać przesunięty do przodu, aby pomieścić okablowanie z tyłu. Instrukcje cięcia dla nich znajdują się w załączonych plikach PDF.

Krok 6: Pliki STL dla uchwytów i ramek

Oto pliki stl dla każdego, kto chce wykonać lub wykonał różne wsporniki, mocowania PCB i ramkę.