Φορητός πάγκος εργασίας Arduino Μέρος 2Β: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό αποτελεί συνέχεια και αλλαγή κατεύθυνσης από τα δύο προηγούμενα διδάγματα. Έφτιαξα το κύριο σφάγιο του κουτιού και αυτό λειτούργησε εντάξει, πρόσθεσα το psu και αυτό λειτούργησε εντάξει, αλλά στη συνέχεια προσπάθησα να βάλω τα κυκλώματα που είχα ενσωματώσει στο υπόλοιπο κουτί και δεν ταιριάζουν. Στην πραγματικότητα, αν τα έκανα ταιριαστά, τότε δεν υπήρχε χώρος για να συμπεριλάβω ένα έργο. Ο συμβιβασμός που έχω κάνει είναι να μεταφέρω όλους τους διακόπτες και τα τροφοδοτικά στο κύριο κουτί έξω από το καπάκι, δίνοντας περισσότερο χώρο για την καλωδίωση.

Το σύνολο κλείνει σε ένα κουτί που μπορεί εύκολα να μετακινηθεί από μέρος σε μέρος ή να τοποθετηθεί για αποθήκευση. Δεν φαίνεται εδώ, αλλά το μπροστινό μέρος του καπακιού περιέχει μια άλλη ξεχωριστή πλακέτα στην οποία είναι προσαρτημένες οι σανίδες και μπορούν να στερεωθούν με velcro. Θα οργανώσω φωτογραφίες το συντομότερο δυνατό.

Προμήθειες

Μόνο για αυτό το αναθεωρημένο στάδιο

Κόντρα πλακέ 9mm

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

Αρσενική κεφαλίδα 40 ακίδων

4 x φωτισμένοι διακόπτες rocker

1 x DPDT κεντρικός διακόπτης rocker (μπορεί να είναι απλώς DPDT)

USB Hub 4-way με εναλλασσόμενα τροφοδοτικά. Ένα κοινό μοντέλο εμφανίζεται στις εικόνες

Υποδοχή στήριξης πίνακα τύπου USB USB

2 x μετατροπείς χαλάρωσης/αύξησης τάσης προς τα κάτω, προσαρμοσμένοι στα 5V

1 x μετατροπέας ανύψωσης/αύξησης τάσης άνω/κάτω, προσαρμοσμένος στα 12V

1 x μετατροπέας άνω/κάτω τάσης διπλής σιδηροτροχιάς, ρυθμισμένος στα 12V

Διάφορα bits πίνακα μήτρας, έχω χρησιμοποιήσει αποκοπές και απορρίψεις αντί για νέο τέλειο πίνακα

Πολλά καλώδια πολλαπλών σημάτων, με τιμή 3Α ή περισσότερο.

Συνδετήρες φτυάρι

Αρνητική γεννήτρια τάσης

555 χρονόμετρο IC

Αντιστάσεις 4k8 και 33K 1/4watt

Πυκνωτές πολυεστέρα 22n, 10n

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές 33u και 220u (30V συν βαθμολογία)

2 διόδους 1N4001, αλλά όλες οι μικρές διόδους ανορθωτή θα το κάνουν.

Βήμα 1: Τροφοδοτικό κεντρικού κουτιού

Το κύριο τροφοδοτικό είναι ενσωματωμένο στο κάτω μισό του κιβωτίου και αποτελείται από εμπορικές μονάδες μεταγωγής εκτός ραφιών, που συνδέονται μαζί με ένα σύνολο διακοπτών και τροφοδοτούν τα ηλεκτρικά στο καπάκι του κιβωτίου μέσω καλωδίου κορδέλας 40 πείρων και συνδέσεων Το Η τροφοδοσία παρέχεται είτε από μια είσοδο ρεύματος και ένα psu εναλλαγής 12V dc, είτε μέσω μιας πρίζας XLR που προορίζεται να λάβει ενέργεια από μια τροφοδοσία μπαταρίας 12V, εάν χρησιμοποιείται σε RV αλλά μπορεί να είναι μπαταρία που μεταφέρεται στο ίδιο το κουτί. Η ισχύς από οποιοδήποτε από αυτά επιλέγεται μέσω τριών κατευθύνσεων, τροφοδοσίας, μπαταρίας ή κεντρικής θέσης.

Η τροφοδοσία ενεργοποιείται από έναν φωτιζόμενο διακόπτη για να υποδείξει την ενεργοποίηση. Η κύρια ενεργοποίηση παρέχει ισχύ στους άλλους διακόπτες και σε τροφοδοσία 12V που παρέχει ισχύ στα ηλεκτρονικά του καπακιού. Αυτό τροφοδοτεί επίσης μια απλή γεννήτρια αρνητικής τάσης για τα αναλογικά στοιχεία στην οθόνη.

Μια μονάδα 5V Buck-boost παρέχεται από έναν φωτιζόμενο διακόπτη και παρέχει 5V για χρήση από κατασκευασμένα κυκλώματα στο καπάκι και δρομολογείται μέσω του καλωδίου κορδέλας.

Μια μονάδα ενίσχυσης +/- 12V παρέχεται από έναν φωτιζόμενο διακόπτη και παρέχει και τροφοδοτικά +12V και -12V για χρήση από αναλογικά κυκλώματα και δρομολογείται μέσω του καλωδίου κορδέλας.

Μια τέταρτη μονάδα Buck-boost τροφοδοτείται από τον τελικό διακόπτη για να παρέχει ισχύ στο διανομέα USB. Ο διανομέας USB 2.0 είναι ένα στοιχείο χαμηλού κόστους το οποίο παρέχει τέσσερις πρίζες μεταγωγής ισχύος καθώς και τη λογική να λειτουργεί ως διανομέας. Περισσότερα για αυτό αργότερα.

Βήμα 2: Νέα πάνελ βάσης και καπακιού

Για να χωρέσει η νέα διάταξη τροφοδοσίας, πρέπει να κοπούν νέα πάνελ, η διάταξη αυτών είναι σε pdf, καθώς και μια επέκταση στο πλάι του καπακιού για να δώσει περισσότερο χώρο στα καλώδια πίσω.

Το τροφοδοτικό στο πρωτότυπο ήταν μέσω βυσμάτων και πρίζων μπανάνας, αλλά με αυτό να έχει πολλαπλά τροφοδοτικά, η σύνδεση μεταξύ καπακιού και βάσης γίνεται μέσω καλωδίου κορδέλας 40 κατευθύνσεων. Η πρίζα είναι συγκολλημένη σε ένα κομμάτι πίνακα μήτρας που σπρώχνεται μέσα από την τρύπα που έχει δημιουργηθεί γι 'αυτήν και βιδώνεται στη θέση του. Οι πρίζες είναι κλειδωμένες οπότε όταν τις τοποθετείτε στις σανίδες πρέπει να ευθυγραμμιστούν για να διασφαλιστεί ότι το καλώδιο κορδέλας που χρησιμοποιείται ταιριάζει καλά μεταξύ τους και δεν αντιστρέφεται. Έχω χρησιμοποιήσει ένα καλώδιο κορδέλας 20 εκατοστών, το οποίο στις μετρήσεις που χρησιμοποιείται απλά διπλώνει όμορφα καθώς το καπάκι είναι κλειστό.

Για την κατασκευή των κυκλωμάτων PSU, συναρμολογήθηκαν στον πίνακα και βιδώθηκαν στη θέση τους, είτε με αποστάτες είτε με συνδετήρες pcb. Και τα δύο εκτυπώθηκαν σε έναν εκτυπωτή 3D σε αυτήν την περίπτωση, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο, μόνο ότι οι σανίδες είναι ασφαλισμένες. Έχω προσθέσει τα αρχεία.stl σε περίπτωση που κάποιος θέλει να τα φτιάξει γρήγορα.

Όλες οι καλωδιώσεις στον πίνακα ήταν συγκολλημένες, εκτός από τις συνδέσεις με τις κύριες συνδέσεις τροφοδοτικού βάσης για να αφαιρέσετε και να αντικαταστήσετε εύκολα το καπάκι.

Βήμα 3: Γεννήτρια αρνητικής τάσης

Τα κυκλώματα του μετρητή αντίστασης και του μετρητή βολτ χρησιμοποιούν ενισχυτές buffer που χρειάζονται τόσο θετική όσο και αρνητική τροφοδοσία. Η θετική παροχή λαμβάνεται από έναν μετατροπέα buck/up/down που παρέχει σταθερά +12V ανεξάρτητα από την εξωτερική πηγή. Αυτό τροφοδοτεί τα κυκλώματα καπακιού και τη γεννήτρια αρνητικής τάσης. Αρχικά αυτό συμπεριλήφθηκε στον ίδιο πίνακα μήτρας με τα άλλα ηλεκτρονικά, αλλά έχει αποκοπεί για να τοποθετηθεί στη βάση. Το κύκλωμα για αυτό φαίνεται και είναι ένα κοινό κύκλωμα χρονοδιακόπτη 555 για το σκοπό αυτό. Παρέχει μόνο αρκετό ρεύμα για τη λειτουργία των ενισχυτών buffer και δεν χρειάζεται για τίποτα άλλο.

Βήμα 4: Διανομέας USB

Η αρχική τροφοδοσία USB ήταν ένα ζευγάρι πρίζες στο καπάκι που τροφοδοτούνταν από ξεχωριστή τροφοδοσία 5V και παρείχαν μόνο ρεύμα. Επειδή ήθελα να είναι όσο το δυνατόν πιο φορητό, αποφάσισα να βάλω ένα διανομέα USB στην κατασκευή, σταθερό στη βάση και με τροποποιημένο τροφοδοτικό που τροφοδοτείται από μετατροπέα 5V buck. Αυτός ο διανομέας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με τον υπολογιστή προγραμματισμού ως διανομέα USB που απλοποιεί τις συνδέσεις.

Η βάση του διανομέα USB απενεργοποιήθηκε και οι συνδέσεις που εμφανίστηκαν συγκολλήθηκαν στην πλακέτα. Το καλώδιο αντικαταστάθηκε από μια πρίζα USB τύπου Β με μόνο συνδέσεις σήματος και 0V συγκολλημένες στην πλακέτα κυκλώματος διανομέα USB. Σε αυτή την τροποποίηση δεν κόπηκαν ίχνη, απλώς η παροχή 5V ενισχύεται με παχύτερο καλώδιο στους διακόπτες τροφοδοσίας USB στο διανομέα και ένα επιπλέον καλώδιο που μεταφέρει την ισχύ απευθείας στις ακίδες των πριζών, παρακάμπτοντας τα ίχνη της πλακέτας κυκλώματος.

Αυτό σημαίνει ότι η παροχή περιορίζεται τώρα στα 3Α αντί των συνηθισμένων 500mA, αλλά θα τροφοδοτήσει ένα Raspberry Pi.

Για να ταιριάζει στο επάνω μέρος του πάνελ PSU, η βάση του διανομέα βιδώθηκε με μια τρύπα που τοποθετήθηκε για να περάσουν τα καλώδια και η πλήμνη επανασυναρμολογηθεί στην κορυφή.

Ο ολοκληρωμένος πίνακας PSU εμφανίζεται στην εικόνα.

Βήμα 5: Πίνακες καπακιών και προβολή ηλεκτρονικών

Τα ηλεκτρονικά και ο κώδικας Arduino καλύπτονται στο τελευταίο μέρος, αλλά για κατασκευαστικούς σκοπούς παρουσιάζονται εν μέρει εδώ για να δείξουν πού θα πάνε τα πράγματα. Θα μπορούσαν να κατασκευαστούν εντελώς ξεχωριστά και να μην χρησιμοποιηθούν ποτέ σε ένα πλαίσιο έργου όπως αυτό.

Η τροφοδοσία για τον πίνακα οθόνης συνδέεται μέσω της υποδοχής κεφαλίδας 40 κατευθύνσεων, η οποία έχει ευθυγραμμιστεί με την πρίζα στη βάση για να διασφαλιστεί ότι το καλώδιο της κορδέλας διπλώνει τακτοποιημένα.

Κάτω υπάρχει ένα κόκκινο κουμπί επαναφοράς για το Arduino, είναι μια εύκολη προσθήκη και καθώς το σύνολο αναμένεται να είναι ένα τρέχον έργο μπορεί να απαιτείται κατά καιρούς.

Στο κέντρο βρίσκονται τα τροφοδοτικά, από πάνω είναι +12V, -12V, +5V και 0V

Κάτω από την οθόνη υπάρχουν οι διάφορες είσοδοι στα κυκλώματα, ψηφιακή είσοδος, είσοδος τάσης, ρεύμα, σειριακοί και ακροδέκτες I2C

Πάνω από την οθόνη υπάρχουν οι σύνδεσμοι ελατηρίου για τη μέτρηση της αντίστασης.

Η οθόνη έχει μια απλή στεφάνη γύρω της, αυτή τη στιγμή λευκή, αλλά θα αλλάξει αν έχω το πλαστικό για να φτιάξω ένα.

Επίσης στις εικόνες φαίνονται δύο ξύλινες γόβες και ένα τεμάχιο που τοποθετείται στο καπάκι. Ολόκληρο το πάνελ έπρεπε να μετακινηθεί προς τα εμπρός για να χωρέσει την καλωδίωση πίσω. Οι οδηγίες κοπής για αυτά είναι στα συνημμένα PDF.

Βήμα 6: Αρχεία Stl για βάσεις και στεφάνες

Ακολουθούν τα αρχεία stl για όποιον θέλει να φτιάξει ή να έχει φτιάξει τα διάφορα stand-off, τις βάσεις PCB και το πλαίσιο.