Banco da lavoro portatile Arduino Parte 2: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Avevo già realizzato un paio di queste scatole descritte nella parte 1, e se una scatola per portare le cose in giro e tenere insieme un progetto è tutto ciò che serve, allora funzioneranno bene. Volevo essere in grado di mantenere l'intero progetto autonomo e spostarlo dove volevo, lavorarci ogni volta, ed essere in grado di chiuderlo e andare avanti.

Dopo aver costruito questa parte, ho scoperto che lo spazio per includere tutta l'elettronica che volevo inserire non si adattava a questo progetto, quindi ho creato una parte 2B che ti consiglio di leggere oltre a questa se fai qualcosa di simile. La prima versione e la seconda versione sono mostrate sopra. La grande differenza da tenere in considerazione sono i pannelli dell'alimentatore e i pannelli del display che hanno le stesse dimensioni ma hanno un taglio diverso.

Forniture

Vari ritagli di compensato da 9 mm del progetto precedente, per lo più larghi 20 cm.

1 x presa per chassis XLR maschio, valutata per 10-16A dc

1 x presa di rete IEC con interruttore illuminato e fusibile

1 x alimentatore a commutazione da 12 V

1 x interruttore di spegnimento centrale DPDT

1 x interruttore SPST con LED

1 x presa a banana rossa con valore nominale di almeno 10A

1 x presa a banana nera con valore nominale di almeno 10 A

Cavi con codice colore corto con connettori a forcella, vedere il testo

Passaggio 1: cablaggio di base dell'alimentatore

Il cablaggio di base consiste nel fornire una tensione nominale di 12 V commutata su una coppia di prese a banana nella sezione di base della scatola.

Ci sono due ingressi sulla scatola. Una presa standard IEC, dotata di fusibile e con interruttore luminoso, fornisce un collegamento alla rete locale. Ho usato il mio alimentatore di rete separato per molti anni e non avere un interruttore illuminato è stata una frequente irritazione, quindi apprezzo aggiungerne uno ora. L'altro ingresso è una presa maschio XLR a 3 pin, valutata per 16A, e che verrà utilizzata con il cavo per collegarla a un sistema di batterie da 12V. Questo sarà nella mia cabina, adattata per l'energia solare, o nel mio camper quando sono via.

L'ingresso di rete alimenta un alimentatore in modalità commutata da 12 V configurato per la tensione di rete locale e fornisce fino a 8,5 A, e particolarmente dimensionato per adattarsi alla scatola. Gli alimentatori più grandi erano disponibili per non molto più denaro, ma entrambi non si adattavano e inoltre non erano necessari in un piccolo ambiente di lavoro.

Sia la batteria che l'alimentatore sono collegati a un binario negativo comune e individualmente a due poli di un interruttore di commutazione con una posizione centrale disattivata in modo che l'alimentazione possa essere selezionata da entrambe le sorgenti o isolata completamente. Gli interruttori a bilanciere sono stati scelti per questo rullo in modo da non interferire con il cablaggio del progetto quando il coperchio della scatola è stato chiuso.

L'alimentazione positiva dall'interruttore di commutazione viene instradata all'uscita tramite un interruttore di isolamento illuminato, sempre per fornire l'indicazione che l'alimentazione è attiva. L'uso di interruttori accesi mi rende facile vedere cosa sta succedendo.

Infine, l'uscita dal componente PSU viene emessa tramite due prese a banana da 4 mm, fornendo nominalmente 12V. Lo scopo di questi è fornire 12v direttamente ai progetti assemblati nel coperchio o agli alimentatori stepdown aggiuntivi e all'elettronica nel coperchio, descritti nella parte successiva.

Passaggio 2: montaggio degli ingressi

Le misure per le aperture di ingresso sono mostrate nel diagramma. La presa XLR è abbastanza standard ma le prese IEC possono variare, quindi sebbene queste siano una guida, controlla le misure della presa effettiva che hai.

L'ingresso XLR è stato tagliato con una sega a tazza da 21 mm, facendolo scorrere delicatamente per non strappare il legno mentre usciva dall'altra parte. La presa XLR che ho usato aveva tre alette di posizione che richiedevano una piccola quantità di raspatura del legno per tagliare tre tacche, mostrate nell'immagine, ma quella che usi potrebbe non essere così.

Sulla scatola è stato prima tracciato il foro rettangolare per la presa IEC, poi quattro fori da 10 mm in prossimità degli angoli interni della sagoma, senza incrociare le linee, per dare accesso a una lama di seghetto alternativo, utilizzata per ritagliare il rettangolo finale. Dalle immagini puoi vedere che non ero perfetto in quel compito finale, ma la flangia sulla presa copre piccoli errori del genere.

Infine, entrambe le prese sono state inserite nei loro ritagli, piccoli fori pilota praticati per le viti nei fori di posizionamento e le prese fissate in posizione con viti.

Passaggio 3: posizione dell'alimentatore e boxing in

L'alimentatore di rete sarà posizionato come mostrato nell'immagine, e una scatola posizionata attorno ad esso per sicurezza e per evitare che componenti sciolti interferiscano con il suo funzionamento.

Viene mostrata la disposizione in compensato per la scatola, un coperchio e un fianco, insieme a tre piccole strisce di legno per aiutare a fissare il coperchio e il lato in posizione.

Una striscia di legno è incollata al lato della scatola in modo che il suo bordo superiore sia 82 mm sopra la base per tutta la sua lunghezza.

Una striscia di legno è incollata alla base in modo che il suo bordo sia di 140 mm attraverso la base.

Per entrambe queste strisce è utile tracciare una linea attraverso la scatola con una matita appuntita usando il bordo della scatola e il coperchio della scatola come guide.

Infine, incolla l'ultima striscia sul lato lungo del bordo. Questo servirà per avvitare il coperchio in seguito.

Se non si dispone di morsetti, le strisce dovranno essere montate una alla volta e la scatola appoggiata su un lato mentre la colla fa presa.

Ho preso in considerazione l'idea di montare una ventola sulla scatola dell'alimentatore e lo farò se il calore si rivela un problema.

Passaggio 4: taglio dell'alimentatore e del pannello

Il coperchio dell'alimentatore è stato tagliato come nell'immagine, le prese a banana e gli interruttori sono stati aggiunti in seguito alle dimensioni del test. Gli altri pannelli nella foto servono per rendere la console parte della scatola nel coperchio, quindi se non vai oltre non sarà necessario. I due piccoli rettangoli di legno sono stati utilizzati per rinforzare la scatola dell'alimentatore quando è stata incollata in posizione, come nell'immagine della parete laterale interna dell'alimentatore.

L'intenzione è quella di mettere la console nel coperchio, pilotata da un Arduino Mega. Poiché questo progetto sarà in uno stato di flusso per mesi a venire, ho praticato un foro sul lato del coperchio della scatola per consentire la programmazione di Arduino senza doverlo disinstallare. I due pezzi triangolari di legno supportano il pannello della console con un angolo di 45 gradi e uno di essi è tagliato per ospitare la scheda Arduino che si adatta al case.

La parte anteriore della console è di 230 mm per 127 mm ed è tagliata ai bordi a 45 gradi per adattarsi perfettamente alla scatola. L'ho fatto con la mia sega a nastro, ma è possibile utilizzare una levigatrice elettrica o una pialla con misurazioni frequenti dell'angolo durante il taglio.

Passaggio 5: verniciatura e montaggio dell'alimentatore

Il compensato tagliato a nudo stava già generando molte schegge e inizialmente avevo intenzione di verniciare la scatola, ma quello che avevo era vernice verde e questo è il motivo per cui è così.

Tutte le parti sono state assemblate nel vano alimentatore e collegate come da schema. In questa prima versione ho utilizzato delle clip, ma saldandole si potrebbero realizzare connessioni più affidabili. L'alimentatore a 12V è stato avvitato all'interno della scatola con viti lunghe 8mm.

L'alimentatore di rete ha connessioni isolate, ma idealmente dovrebbe avere una copertura completamente isolata, cosa che farò quando riuscirò a trovare una fonte per questa dimensione di presa.

Passaggio 6: taglio della console

Questo è necessario solo se vai oltre con la scatola.

Il pannello della console è stato ritagliato per ospitare i vari controlli come da immagine etichettata. Le fotografie mostrano la prima console in cui le prese di corrente erano una di fronte all'altra su base e coperchio. Questo ha un problema a seconda dei tappi utilizzati che bloccano la chiusura del coperchio. I nuovi disegni del layout della console scambiano le prese della console con uno degli interruttori in modo che quando il coperchio è chiuso, non siano in conflitto.

Le due prese a banana sono le connessioni di alimentazione dall'alimentatore nella base.

Gli interruttori sono illuminati on/off per prese 12V, 5V e USB, non ancora montati. Accanto a loro ci sono i pin e le prese di alimentazione. Ogni alimentatore ha una fila di prese dupont sopra una doppia fila di pin in una presa di testata. Questo è probabilmente molto più del necessario, ma è stato facile da fornire e non occupa molto spazio. Il modo in cui sono saldati è mostrato nell'immagine della vista posteriore.

L'idea alla base dell'utilizzo delle prese dell'intestazione PCB nel ruolo era quella di facilitare l'uso di una spina IDE e più fili per effettuare un facile collegamento alle prese con cavi volanti, quindi non dovevo essere in grado di vedere bene le prese e i cavi potrebbero essere codificati a colori.

Accanto alle prese di alimentazione c'è il display principale, TFT da 3,5 pollici, che sarà pilotato da Arduino, per visualizzare tensioni, correnti, resistenza e stato dei pin digitali. Includerà anche un monitor seriale e una connessione I2C.

Al di sotto di questo ci sono le connessioni di ingresso, di nuovo una fila di zoccoli dupont sopra una doppia fila di pin. I primi otto sono pin di ingresso digitale, i successivi quattro sono misurazioni di tensione di base, i successivi sei sono connessioni di misurazione di corrente/tensione e infine ingresso seriale e connessioni I2C. Uno degli obiettivi delle console è quello di essere in grado di supportare l'espansione utilizzando circuiti esterni collegati in I2C.

Le altre immagini mostrano la scatola con il pannello della console verniciato in posizione, una scheda Arduino in posizione nel coperchio con connessioni esterne e un layout di prova dei moduli PSU buck/boost.

Le prese da 3,3 V non sono ancora state incluse nel design, ma aspetterò di vedere quanto sono necessarie nell'uso regolare.

Passaggio 7: mock-up finale e misurazioni della resistenza

Le immagini mostrano il modello finale della parte console della scatola prima del cablaggio e includono le prese USB e le connessioni del misuratore di resistenza.

Lo scopo del misuratore di resistenza in questo caso è quello di fornire un rapido controllo sul valore di un resistore che non riesco a vedere. I collegamenti sono realizzati utilizzando due piccole molle che sono state tagliate e piegate per consentire il loro fissaggio alla parte anteriore della console, utilizzando un bullone e un'etichetta a saldare, per un facile accesso. Per controllare un componente, è sufficiente tenerlo tra le due molle e verrà visualizzato il valore.

Tutti i circuiti e l'assieme per la console, così come il codice Arduino, sono nella terza parte, ma questo conclude l'alimentatore e la costruzione in legno del progetto. L'ultima immagine non funziona ancora, ma è dove è diretta.