Bancada de trabalho portátil Arduino - parte 2: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Eu já tinha feito algumas dessas caixas descritas na parte 1, e se uma caixa para carregar coisas e manter um projeto em conjunto é tudo o que é necessário, então elas funcionarão bem. Eu queria ser capaz de manter todo o projeto autocontido e movê-lo para onde eu quisesse, trabalhar nele quando quiser e ser capaz de simplesmente fechá-lo e seguir em frente.

Depois de construir esta parte, descobri que o espaço para incluir todos os eletrônicos que eu queria colocar simplesmente não se encaixava neste projeto, então criei uma part2B que recomendo que você leia e também esta se estiver fazendo algo semelhante. A primeira versão e a segunda versão são mostradas acima. A grande diferença a ter em consideração são os painéis PSU e os painéis de visualização, que são do mesmo tamanho, mas com cortes diferentes.

Suprimentos

Vários restos de compensado de 9 mm do projeto anterior, principalmente com 20 cm de largura.

1 x soquete de chassi macho XLR, classificado para 10-16A CC

1 x tomada de alimentação IEC com interruptor iluminado e fusível

1 x fonte de alimentação comutada de 12V

1 x interruptor central DPDT desligado

1 x interruptor SPST com LED

1 x tomada banana vermelha com classificação de pelo menos 10A

1 x soquete de banana preta avaliado em pelo menos 10A

Condutores curtos codificados por cores com conectores em espada, consulte o texto

Etapa 1: Fiação PSU básica

A fiação básica deve fornecer 12 V nominal comutado em um par de soquetes banana na seção de base da caixa.

Existem duas entradas na caixa. Um soquete IEC padrão, com fusível e um interruptor iluminado fornece uma conexão de rede local. Eu usei minha própria fonte de alimentação separada por muitos anos e não ter um interruptor iluminado tem sido uma irritação frequente, então agradeço adicionar um agora. A outra entrada é um soquete XLR macho de 3 pinos, classificado para 16A, e que será usado com cabo para conectá-lo a um sistema de bateria de 12V. Isso ficará na minha cabine, adaptada para energia solar, ou no meu trailer, quando estiver fora.

A entrada da rede alimenta uma configuração de fonte de alimentação comutada de 12 V para a tensão da rede local e fornece até 8,5 A, e é especialmente dimensionada para caber na caixa. Fontes de alimentação maiores estavam disponíveis por não muito mais dinheiro, mas ambos não cabiam e também não são necessários em apenas um pequeno ambiente de bancada.

A bateria e a PSU são conectadas a um trilho negativo comum e individualmente a dois pólos de uma chave de comutação com uma posição central desligada para que a energia possa ser selecionada de qualquer fonte ou isolada completamente. Os interruptores basculantes foram escolhidos para este rolo de modo a não interferir com a fiação do projeto quando a tampa da caixa foi fechada.

A alimentação positiva da chave de comutação é roteada para a saída por meio de uma chave de isolamento iluminada, novamente para fornecer indicação de que a alimentação está ligada. Usar interruptores acesos torna mais fácil para mim ver o que está acontecendo.

Finalmente, a saída do componente PSU é produzida por meio de dois soquetes banana de 4 mm, fornecendo nominalmente 12V. O objetivo deles é fornecer 12v diretamente para os projetos montados na tampa ou para as PSUs e eletrônicos adicionais da tampa, descritos na próxima parte.

Etapa 2: encaixe as entradas

As medidas para os cortes de entrada são mostradas no diagrama. O soquete XLR é bastante padrão, mas os soquetes IEC podem variar, portanto, embora sejam um guia, verifique as medidas do soquete real que você tem.

A entrada XLR foi cortada com uma serra copo de 21 mm, movendo-a suavemente para não rasgar a madeira quando ela saísse do outro lado. O soquete XLR que usei tinha três alças de localização que exigiam um pouco de raspagem da madeira para cortar três entalhes, mostrado na imagem, mas o que você usa não pode.

O orifício retangular para o soquete IEC foi marcado primeiro na caixa, depois quatro orifícios de 10 mm perfurados próximos aos cantos internos da forma, sem cruzar as linhas, para dar acesso a uma lâmina do quebra-cabeça, usada para cortar o retângulo final. Pelas fotos você pode ver que eu não era perfeito na tarefa final, mas o flange no soquete cobre pequenos erros como esse.

Finalmente, ambos os soquetes foram encaixados em seus recortes, pequenos orifícios piloto feitos para parafusos nos orifícios de localização e os soquetes fixados no lugar com parafusos.

Etapa 3: localização e encaixe da PSU

A fonte de alimentação estará localizada conforme mostrado na foto, e uma caixa colocada ao redor dela para segurança e para evitar que componentes soltos interfiram em seu funcionamento.

É mostrado o layout de compensado da caixa, uma tampa e uma peça lateral, juntamente com três pequenas tiras de madeira para ajudar a fixar a tampa e a lateral no lugar.

Uma tira de madeira é colada na lateral da caixa de modo que sua borda superior fique 82 mm acima da base em todo o seu comprimento.

Uma tira de madeira é colada à base de forma que sua borda tenha 140 mm de largura.

Para ambas as tiras, é uma ideia útil desenhar uma linha ao longo da caixa com um lápis afiado usando a borda da caixa e a tampa da caixa como guias.

Finalmente, cole a última tira na borda longa da peça da borda. Isso será usado para aparafusar a tampa depois.

Se você não tiver grampos, as tiras deverão ser encaixadas uma de cada vez e a caixa colocada de lado enquanto a cola endurece.

Pensei em instalar um ventilador na caixa da PSU e farei isso se o calor for um problema.

Etapa 4: PSU e corte do painel

A tampa da PSU foi cortada conforme a imagem, os soquetes banana e interruptores adicionados posteriormente para testar o tamanho. Os outros painéis na imagem são para fazer o console parte da caixa na tampa para que, caso você não vá mais longe, não seja necessário. Os dois pequenos retângulos de madeira foram usados para apoiar a caixa da PSU quando ela foi colada, conforme a foto da parede lateral interna da PSU.

A intenção é colocar o console na tampa, acionado por um Arduino Mega. Como este projeto estará em um estado de fluxo por meses, eu fiz um furo na lateral da tampa da caixa para permitir que o Arduino seja programado sem ter que desinstalá-lo. As duas peças triangulares de madeira sustentam o painel do console em um ângulo de 45 graus e uma delas é cortada para acomodar a placa Arduino encaixada no gabinete.

A frente do console tem 230 mm por 127 mm e é cortada nas bordas em 45 graus para caber perfeitamente na caixa. Eu fiz isso na minha serra de fita, mas uma lixadeira ou plaina elétrica pode ser usada com medições frequentes do ângulo ao cortar.

Etapa 5: Pintura e Montagem da PSU

O compensado de corte descoberto já estava gerando muitos estilhaços e eu tinha inicialmente a intenção de envernizar a caixa, mas o que eu tinha era tinta verde e por isso é do jeito que está.

Todas as peças foram montadas no compartimento da PSU e conectadas conforme o diagrama. Nesta primeira versão usei clipes, mas conexões mais confiáveis podem ser feitas soldando-os. A fonte de alimentação de 12 V foi aparafusada no interior da caixa com parafusos de 8 mm de comprimento.

A fonte de alimentação da fonte de alimentação tem conexões isoladas, mas idealmente deve ter uma tampa totalmente isolada instalada, o que farei quando puder encontrar uma fonte para este tamanho de soquete.

Etapa 6: Corte do console

Isso só é necessário se for continuar com a caixa.

O painel do console foi cortado para acomodar os vários controles de acordo com a imagem rotulada. As fotos mostram o primeiro console onde as tomadas de energia estavam opostas na base e na tampa. Isso tem um problema dependendo dos plugues usados que impedem o fechamento da tampa. Os novos desenhos de layout do console trocam os soquetes do console por um dos interruptores para que, quando a tampa for fechada, eles não entrem em conflito.

Os dois soquetes banana são a alimentação nas conexões da PSU na base.

Os interruptores acendem liga / desliga para tomadas de 12V, 5V e USB, ainda não instaladas. Ao lado deles estão os pinos e soquetes de energia. Cada fonte de alimentação tem uma fileira de soquetes duplos acima de uma fileira dupla de pinos em um soquete principal. Provavelmente é muito mais do que o necessário, mas foi fácil de fornecer e não ocupa muito espaço. Como eles são soldados é mostrado na imagem de vista traseira.

A ideia por trás de usar os soquetes do conector PCB na função era facilitar o uso de um plugue IDE e vários fios para fazer uma conexão fácil aos soquetes com fios soltos para que eu não precisasse ver bem os soquetes e os cabos podem ser codificados por cores.

Ao lado dos soquetes de alimentação está o display principal, 3,5 TFT, que será acionado pelo Arduino, para exibir tensões, correntes, resistência e status do pino digital. Também incluirá um monitor serial e conexão I2C.

Abaixo estão as conexões de entrada, novamente uma fileira de soquetes duplos acima de uma fileira dupla de pinos. Os primeiros oito são pinos de entrada digital, os próximos quatro são medições básicas de tensão, os próximos seis são conexões de medição de corrente / tensão e, finalmente, entrada serial e conexões I2C. Um dos objetivos do console é ser capaz de suportar a expansão usando circuitos externos conectados I2C.

As outras fotos mostram a caixa com o painel de console pintado no lugar, uma placa Arduino instalada na tampa com conexões externas e um layout de teste dos módulos de PSU buck / boost.

Os soquetes de 3,3 V ainda não foram incluídos no projeto, mas vou esperar para ver o quanto eles são necessários no uso regular.

Etapa 7: mock-up final e medições de resistência

As fotos mostram o mock-up final da parte do console da caixa antes da fiação e incluem os soquetes USB e as conexões do medidor de resistência.

O objetivo do medidor de resistência, neste caso, é fornecer uma verificação rápida do valor de um resistor que não consigo ver. As ligações são feitas através de duas pequenas molas que foram cortadas e dobradas para permitir a sua fixação à parte frontal da consola, através de parafuso e etiqueta de solda, para fácil acesso. Para verificar um componente, ele só precisa ser segurado nas duas molas e o valor será exibido.

Todos os circuitos e montagem do console, assim como o código do Arduino, estão na terceira parte, mas isso conclui o PSU e a construção em madeira do projeto. A última imagem ainda não está funcionando, mas é para onde isso vai.