Tragbare Arduino-Workbench Teil 2: 7 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Ich hatte bereits ein paar dieser Boxen, die in Teil 1 beschrieben wurden, hergestellt, und wenn eine Box zum Transportieren von Dingen und zum Zusammenhalten eines Projekts alles ist, was erforderlich ist, werden sie gut funktionieren. Ich wollte in der Lage sein, das gesamte Projekt in sich geschlossen zu halten und es dorthin zu verschieben, wo ich wollte, jederzeit daran zu arbeiten und es einfach schließen und weitermachen zu können.

Nachdem ich dieses Teil gebaut hatte, stellte ich fest, dass der Platz für die gesamte Elektronik, die ich einbauen wollte, einfach nicht in dieses Design passte. Die erste Version und die zweite Version sind oben gezeigt. Der große Unterschied, den es zu berücksichtigen gilt, sind die PSU-Panels und Display-Panels, die die gleiche Größe haben, aber unterschiedlich geschnitten sind.

Lieferungen

Diverse Reste aus 9mm Sperrholz aus dem Vorprojekt, meist 20cm breit.

1 x XLR-Chassis-Stecker, ausgelegt für 10-16A DC

1 x Kaltgerätesteckdose mit beleuchtetem Schalter und Sicherung

1 x 12V Schaltnetzteil

1 x DPDT Center-Off-Schalter

1 x SPST-Schalter mit LED

1 x rote Bananenbuchse mit mindestens 10 A

1 x schwarze Bananenbuchse mit mindestens 10 A

Kurze farbcodierte Kabel mit Flachsteckern, siehe Text

Schritt 1: Grundlegende Netzteilverkabelung

Die Grundverkabelung besteht darin, an einem Paar Bananenbuchsen im Sockelbereich der Box eine geschaltete Nennspannung von 12 V bereitzustellen.

An der Box befinden sich zwei Einlässe. Eine handelsübliche IEC-Steckdose, abgesichert und mit beleuchtetem Schalter, sorgt für den lokalen Netzanschluss. Ich benutze seit vielen Jahren mein eigenes separates Netzteil und es war eine häufige Irritation, keinen beleuchteten Schalter zu haben, daher schätze ich es, jetzt einen hinzuzufügen. Der andere Eingang ist ein XLR 3-Pin-Stecker mit einer Nennleistung von 16 A, der mit einem Kabel an ein 12-V-Batteriesystem angeschlossen wird. Dies wird entweder in meiner Kabine, die für Solarenergie geeignet ist, oder in meinem Wohnmobil sein, wenn ich weg bin.

Der Netzeingang speist ein 12-V-Schaltnetzteil für die lokale Netzspannung und liefert bis zu 8,5 A und ist speziell für die Box geeignet. Größere Netzteile gab es für nicht viel mehr Geld, aber beide würden nicht passen und sind auch nicht in einer kleinen Workbench-Umgebung erforderlich.

Sowohl die Batterie als auch das Netzteil sind an eine gemeinsame negative Schiene und einzeln an zwei Pole eines Umschalters mit Mittel-Aus-Stellung angeschlossen, sodass die Stromversorgung entweder von einer Quelle ausgewählt oder vollständig isoliert werden kann. Für diese Rolle wurden Wippschalter gewählt, um die Projektverkabelung bei geschlossenem Kastendeckel nicht zu stören.

Die positive Versorgung vom Umschalter wird über einen beleuchteten Trennschalter zum Ausgang geleitet, um wieder anzuzeigen, dass die Stromversorgung eingeschaltet ist. Mit beleuchteten Schaltern kann ich leicht sehen, was passiert.

Schließlich wird der Ausgang der Netzteilkomponente über zwei 4-mm-Bananenbuchsen ausgegeben, die nominell 12 V liefern. Der Zweck dieser besteht darin, entweder 12 V direkt an die im Deckel montierten Projekte oder an die zusätzlichen Stepdown-Netzteile und die Elektronik im Deckel bereitzustellen, die im nächsten Teil beschrieben werden.

Schritt 2: Einlässe montieren

Die Maße für die Einlassausschnitte sind im Diagramm dargestellt. Die XLR-Buchse ist ziemlich Standard, aber IEC-Buchsen können variieren. Obwohl dies ein Leitfaden ist, überprüfen Sie die Maße der tatsächlichen Buchse, die Sie haben.

Der XLR-Einlass wurde mit einer 21-mm-Lochsäge geschnitten und vorsichtig geführt, um das Holz nicht zu zerreißen, wenn es auf der anderen Seite herauskam. Die von mir verwendete XLR-Buchse hatte drei Befestigungslaschen, die ein wenig Raspeln des Holzes erforderten, um drei Kerben zu schneiden, die im Bild gezeigt sind, aber die, die Sie verwenden, möglicherweise nicht.

Das rechteckige Loch für die IEC-Buchse wurde zuerst auf der Box markiert, dann vier 10 mm Löcher in der Nähe der Innenecken der Form gebohrt, ohne die Linien zu kreuzen, um Zugang zu einem Stichsägeblatt zu erhalten, mit dem das endgültige Rechteck ausgeschnitten wurde. Auf den Bildern können Sie sehen, dass ich bei dieser letzten Aufgabe nicht perfekt war, aber der Flansch an der Buchse verbirgt solche kleinen Fehler.

Abschließend wurden beide Buchsen in ihre Ausschnitte eingepasst, kleine Vorbohrungen für Schrauben in die Aufnahmelöcher gebohrt und die Buchsen mit Schrauben fixiert.

Schritt 3: Position des Netzteils und Boxen

Das Netzteil wird wie in der Abbildung gezeigt platziert und aus Sicherheitsgründen mit einer Box umgeben, um zu verhindern, dass lose Komponenten den Betrieb stören.

Das Sperrholz-Layout für die Box wird gezeigt, ein Deckel und ein Seitenteil, zusammen mit drei kleinen Holzstreifen, um den Deckel und die Seite zu fixieren.

Ein Holzstreifen wird seitlich an die Box geklebt, so dass sich ihre Oberkante über die gesamte Länge 82 mm über dem Boden befindet.

Ein Holzstreifen wird so auf den Sockel geklebt, dass seine Kante 140 mm über dem Sockel liegt.

Bei beiden Streifen ist es sinnvoll, mit einem spitzen Bleistift eine Linie über die Schachtel zu ziehen, wobei der Schachtelrand und der Schachteldeckel als Führung dienen.

Zum Schluss den letzten Streifen an die lange Kante des Randstückes kleben. Damit wird der Deckel anschließend verschraubt.

Wenn Sie keine Klemmen haben, müssen die Streifen einzeln angebracht und die Schachtel auf die Seite gelegt werden, während der Kleber aushärtet.

Ich habe überlegt, einen Lüfter in die Netzteilbox einzubauen und werde dies tun, wenn sich herausstellt, dass die Hitze ein Problem darstellt.

Schritt 4: Netzteil und Plattenzuschnitt

Der Deckel des Netzteils wurde wie abgebildet ausgeschnitten, die Bananenbuchsen und Schalter nachträglich auf Testgröße ergänzt. Die anderen Paneele im Bild dienen dazu, die Konsole zum Teil der Box im Deckel zu machen, sodass Sie sie nicht benötigen, wenn Sie nicht weiter gehen. Die beiden kleinen Rechtecke aus Holz wurden verwendet, um die Netzteilbox beim Verkleben zu versteifen, wie auf dem Bild der inneren Seitenwand des Netzteils.

Die Absicht ist, die Konsole in den Deckel zu stecken, angetrieben von einem Arduino Mega. Da dieses Projekt in den kommenden Monaten im Fluss sein wird, habe ich ein Loch in die Seite des Kastendeckels geschnitten, damit das Arduino programmiert werden kann, ohne es deinstallieren zu müssen. Die beiden dreieckigen Holzstücke stützen die Konsolenplatte in einem 45-Grad-Winkel, und einer von ihnen ist ausgeschnitten, um die Arduino-Platine aufzunehmen, die gegen das Gehäuse passt.

Die Front der Konsole ist 230 mm x 127 mm groß und an den Kanten auf 45 Grad geschnitten, um sauber in die Box zu passen. Ich habe dies mit meiner Bandsäge gemacht, aber ein Motorschleifer oder ein Hobel könnte mit häufigen Messungen des Winkels beim Schneiden verwendet werden.

Schritt 5: Lackierung und Netzteilmontage

Das blank geschnittene Sperrholz erzeugte bereits viele Splitter und ich hatte ursprünglich vor, die Schachtel zu lackieren, aber was ich hatte, war grüne Farbe und deshalb ist es so.

Alle Teile wurden im Netzteilfach zusammengebaut und gemäß dem Diagramm verbunden. In dieser ersten Version habe ich Clips verwendet, aber durch Löten können zuverlässigere Verbindungen hergestellt werden. Das 12V Netzteil wurde mit 8mm langen Schrauben an der Innenseite der Box verschraubt.

Das Netzteil hat isolierte Anschlüsse, sollte aber idealerweise eine vollständig isolierte Abdeckung haben, was ich tun werde, wenn ich eine Quelle für diese Steckdosengröße finde.

Schritt 6: Konsolenausschnitt

Dies ist nur notwendig, wenn Sie mit der Box weiter gehen.

Das Konsolenpanel wurde ausgeschnitten, um die verschiedenen Bedienelemente gemäß dem beschrifteten Bild aufzunehmen. Die Fotos zeigen die erste Konsole, bei der sich die Steckdosen an Boden und Deckel gegenüberliegen. Dies hat je nach den verwendeten Stopfen ein Problem, das das Schließen des Deckels verhindert. Die neuen Konsolen-Layout-Zeichnungen tauschen die Konsolensteckdosen mit einem der Schalter aus, damit beim Schließen des Deckels keine Konflikte auftreten.

Die beiden Bananenbuchsen sind die Stromanschlüsse vom Netzteil im Sockel.

Die Schalter sind beleuchtet an/aus für 12V, 5V und USB-Steckdosen, noch nicht montiert. Daneben befinden sich die Power-Pins und -Buchsen. Jedes Netzteil hat eine Reihe von Dupont-Buchsen über einer Doppelreihe von Pins in einer Header-Buchse. Dies ist wahrscheinlich weit mehr als nötig, war aber einfach bereitzustellen und nimmt nicht viel Platz ein. Wie sie gelötet werden, ist im Rückansichtsbild zu sehen.

Die Idee hinter der Verwendung der PCB-Header-Buchsen in der Rolle bestand darin, die Verwendung eines IDE-Steckers und mehrerer Drähte zu erleichtern, um eine einfache Verbindung zu den Buchsen mit freien Kabeln herzustellen, damit ich die Buchsen nicht gut sehen konnte und die Leitungen könnten farbcodiert sein.

Neben den Steckdosen befindet sich das Hauptdisplay, ein 3,5-Zoll-TFT, das vom Arduino angesteuert wird, um Spannungen, Ströme, Widerstände und den digitalen Pin-Status anzuzeigen. Es wird auch einen seriellen Monitor und einen I2C-Anschluss enthalten.

Darunter befinden sich die Eingangsanschlüsse, wieder eine Reihe von Dupont-Buchsen über einer Doppelreihe von Pins. Die ersten acht sind digitale Eingangspins, die nächsten vier sind grundlegende Spannungsmessungen, die nächsten sechs sind Strom-/Spannungsmessanschlüsse und schließlich serielle Eingangs- und I2C-Anschlüsse. Eines der Konsolenziele besteht darin, die Erweiterung mithilfe von I2C-verbundenen externen Schaltkreisen unterstützen zu können.

Die anderen Bilder zeigen die Box mit lackiertem Konsolenpanel, ein Arduino-Board im Deckel mit externen Anschlüssen und ein Probelayout der Buck/Boost-Netzteilmodule.

3,3-V-Steckdosen sind noch nicht im Design enthalten, aber ich werde abwarten, wie viel sie im normalen Gebrauch benötigt werden.

Schritt 7: Endgültige Mock-up- und Widerstandsmessungen

Die Bilder zeigen das endgültige Mock-up des Konsolenteils der Box vor der Verkabelung und enthalten die USB-Buchsen und die Anschlüsse des Widerstandsmessers.

Der Zweck des Widerstandsmessers besteht in diesem Fall darin, den Wert eines Widerstands, den ich nicht sehen kann, schnell zu überprüfen. Die Verbindungen werden mit zwei kleinen Federn hergestellt, die abgeschnitten und gebogen wurden, um sie mit einer Schraube und einem Lötfahne an der Konsolenfront befestigen zu können, um einen einfachen Zugang zu ermöglichen. Um ein Bauteil zu prüfen, muss es nur über die beiden Federn gehalten werden und der Wert wird angezeigt.

Alle Schaltungen und Baugruppen für die Konsole sowie der Arduino-Code befinden sich im dritten Teil, aber damit sind das Netzteil und die Holzkonstruktion des Projekts abgeschlossen. Das letzte Bild funktioniert noch nicht, aber es geht hier hin.