Banco de trabajo portátil Arduino Parte 2: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Ya había hecho un par de estas cajas descritas en la parte 1, y si una caja para llevar cosas y mantener un proyecto junto es todo lo que se requiere, entonces funcionarán bien. Quería ser capaz de mantener todo el proyecto autocontenido y moverlo donde quisiera, trabajar en él cuando fuera y poder cerrarlo y seguir adelante.

Después de que construí esta parte, descubrí que el espacio para incluir todos los componentes electrónicos que quería colocar simplemente no encajaba en este diseño, así que creé una part2B que te recomiendo que leas también si haces algo similar. La primera versión y la segunda versión se muestran arriba. La gran diferencia a tener en cuenta son los paneles de la fuente de alimentación y los paneles de visualización que son del mismo tamaño pero cortados de manera diferente.

Suministros

Varios recortes de madera contrachapada de 9 mm del proyecto anterior, en su mayoría de 20 cm de ancho.

1 x conector de chasis XLR macho, clasificado para 10-16A dc

1 x toma de red IEC con interruptor iluminado y fusible

1 fuente de alimentación conmutada de 12 V

1 x interruptor de apagado central DPDT

1 x interruptor SPST con LED

1 x conector banana rojo clasificado para al menos 10A

1 x conector banana negro clasificado para al menos 10A

Cables cortos codificados por colores con conectores de pala, ver texto

Paso 1: cableado básico de la fuente de alimentación

El cableado básico es proporcionar un voltaje nominal de 12V en un par de enchufes tipo banana en la sección de la base de la caja.

Hay dos entradas en la caja. Una toma IEC estándar, con fusible y con un interruptor iluminado proporciona una conexión a la red local. He usado mi propia fuente de alimentación de red separada durante muchos años y no tener un interruptor iluminado ha sido una irritación frecuente, por lo que agradezco agregar uno ahora. La otra entrada es un enchufe macho XLR de 3 pines, clasificado para 16 A, y que se utilizará con un cable para conectarlo a un sistema de batería de 12V. Estará en mi cabina, adaptada para energía solar, o en mi RV cuando esté fuera.

La entrada de red alimenta una configuración de fuente de alimentación de modo conmutado de 12 V para el voltaje de la red local y proporciona hasta 8,5 A, y tiene un tamaño especial para caber en la caja. Las fuentes de alimentación más grandes estaban disponibles por no mucho más dinero, pero ambas no encajarían y tampoco son necesarias en un entorno de banco de trabajo pequeño.

Tanto la batería como la fuente de alimentación están conectadas a un riel negativo común e individualmente a dos polos de un interruptor de cambio con una posición central apagada para que la energía se pueda seleccionar de cualquier fuente o aislar completamente. Se eligieron interruptores basculantes para este rollo a fin de no interferir con el cableado del proyecto cuando se cerró la tapa de la caja.

El suministro positivo del interruptor de cambio se enruta a la salida a través de un interruptor de aislamiento iluminado, nuevamente para proporcionar una indicación de que la energía está encendida. El uso de interruptores encendidos me facilita ver lo que está sucediendo.

Finalmente, la salida del componente de la fuente de alimentación se emite a través de dos enchufes tipo banana de 4 mm, que suministran nominalmente 12V. El propósito de estos es proporcionar 12v directamente a los proyectos ensamblados en la tapa o a las fuentes de alimentación y componentes electrónicos reductores adicionales en la tapa, que se describen en la siguiente parte.

Paso 2: Montaje de entradas

Las medidas de los cortes de entrada se muestran en el diagrama. El enchufe XLR es bastante estándar, pero los enchufes IEC pueden variar, por lo que, si bien son una guía, verifique las medidas del enchufe real que tiene.

La entrada XLR se cortó con una sierra de corona de 21 mm, haciéndola funcionar suavemente para no rasgar la madera al salir por el otro lado. El enchufe XLR que usé tenía tres orejetas de ubicación que requirieron una pequeña cantidad de raspado en la madera para cortar tres muescas, como se muestra en la imagen, pero es posible que la que use no.

Primero se marcó en la caja el orificio rectangular para el enchufe IEC, luego se perforaron cuatro orificios de 10 mm cerca de las esquinas interiores de la forma, sin cruzar las líneas, para dar acceso a una hoja de sierra de calar, utilizada para cortar el rectángulo final. En las imágenes se puede ver que no fui perfecto en esa tarea final, pero la pestaña del enchufe cubre pequeños errores como ese.

Finalmente, se colocaron ambos casquillos en sus escotaduras, se perforaron pequeños orificios piloto para tornillos en los orificios de posicionamiento y los casquillos se fijaron en su lugar con tornillos.

Paso 3: Ubicación de la fuente de alimentación y empaquetado

La fuente de alimentación de red se ubicará como se muestra en la imagen, y se colocará una caja a su alrededor por seguridad y para evitar que componentes sueltos interfieran con su funcionamiento.

Se muestra el diseño de madera contrachapada de la caja, una tapa y una pieza lateral, junto con tres pequeñas tiras de madera para ayudar a fijar la tapa y el costado en su lugar.

Una tira de madera se pega al costado de la caja de modo que su borde superior esté 82 mm por encima de la base en toda su longitud.

Una tira de madera se pega a la base de modo que su borde sea de 140 mm a lo largo de la base.

Para ambas tiras, es una idea útil trazar una línea a través de la caja con un lápiz afilado usando el borde de la caja y la tapa de la caja como guías.

Finalmente, pegue la última tira al borde largo de la pieza de borde. Esto se utilizará para atornillar la tapa después.

Si no tiene abrazaderas, las tiras deberán colocarse una a la vez y la caja debe colocarse de lado mientras el pegamento se fija.

He considerado instalar un ventilador en la caja de la fuente de alimentación y lo haré si el calor resulta ser un problema.

Paso 4: corte de panel y fuente de alimentación

La tapa de la fuente de alimentación se cortó como se muestra en la imagen, los enchufes banana y los interruptores se agregaron después para probar el tamaño. Los otros paneles en la imagen son para hacer que la consola sea parte de la caja en la tapa, por lo que si no va más lejos, no será necesario. Los dos pequeños rectángulos de madera se utilizaron para sujetar la caja de la fuente de alimentación cuando estaba pegada en su lugar, según la imagen de la pared lateral interna de la fuente de alimentación.

La intención es poner la consola en la tapa, impulsada por un Arduino Mega. Como este proyecto estará en un estado de cambio durante los próximos meses, corté un agujero en el costado de la tapa de la caja para permitir que el Arduino se programe sin tener que desinstalarlo. Las dos piezas triangulares de madera sostienen el panel de la consola en un ángulo de 45 grados, y una de ellas está cortada para acomodar la placa Arduino que se ajusta a la carcasa.

El frente de la consola es de 230 mm por 127 mm y está cortado en los bordes a 45 grados para encajar perfectamente en la caja. Hice esto en mi sierra de cinta, pero se podría usar una lijadora eléctrica o un cepillo con mediciones frecuentes del ángulo al cortar.

Paso 5: Pintura y montaje de la fuente de alimentación

La madera contrachapada cortada al descubierto ya estaba generando muchas astillas y originalmente tenía la intención de barnizar la caja, pero lo que tenía era pintura verde y esa es la razón por la que es así.

Todas las piezas se ensamblaron en el compartimento de la fuente de alimentación y se conectaron según el diagrama. En esta primera versión he usado clips, pero se pueden hacer conexiones más confiables al soldarlos. La fuente de alimentación de 12 V se atornilló al interior de la caja con tornillos de 8 mm de largo.

La fuente de alimentación de red tiene conexiones aisladas, pero lo ideal es que tenga instalada una cubierta completamente aislada, lo que haré cuando pueda encontrar una fuente para este tamaño de enchufe.

Paso 6: Recorte de la consola

Esto solo es necesario si va más allá con la caja.

El panel de la consola se recortó para acomodar los diversos controles según la imagen etiquetada. Las fotografías muestran la primera consola donde las tomas de corriente estaban enfrentadas entre sí en la base y la tapa. Esto tiene un problema dependiendo de los tapones utilizados que detiene el cierre de la tapa. Los nuevos dibujos de distribución de la consola intercambian los enchufes de la consola con uno de los interruptores para que cuando la tapa esté cerrada, no entren en conflicto.

Los dos enchufes tipo banana son las conexiones de alimentación de la fuente de alimentación en la base.

Los interruptores están iluminados on / off para tomas de 12V, 5V y USB, aún no instalados. Junto a ellos están las clavijas de alimentación y los enchufes. Cada fuente de alimentación tiene una fila de enchufes dupont sobre una fila doble de pines en un enchufe de encabezado. Probablemente sea mucho más de lo necesario, pero fue fácil de proporcionar y no ocupa mucho espacio. Cómo se sueldan se muestra en la imagen de la vista trasera.

La idea detrás de usar los enchufes de encabezado de PCB en el papel era facilitar el uso de un enchufe IDE y varios cables para hacer una conexión fácil a los enchufes con cables voladores para que no tuviera que poder ver bien los enchufes y los cables pueden estar codificados por colores.

Junto a las tomas de corriente se encuentra la pantalla principal, 3.5 TFT, que será impulsada por el Arduino, para mostrar voltajes, corrientes, resistencias y estado del pin digital. También incluirá un monitor serial y conexión I2C.

Debajo de esto están las conexiones de entrada, nuevamente una fila de enchufes dupont sobre una doble fila de pines. Los primeros ocho son pines de entrada digital, los siguientes cuatro son medidas básicas de voltaje, los siguientes seis son conexiones de medición de corriente / voltaje y, finalmente, entradas en serie y conexiones I2C. Uno de los objetivos de las consolas es poder soportar la expansión utilizando circuitos externos conectados I2C.

Las otras imágenes muestran la caja con el panel de consola pintado en su lugar, una placa Arduino en su lugar en la tapa con conexiones externas y un diseño de prueba de los módulos de PSU buck / boost.

Los enchufes de 3.3V aún no se han incluido en el diseño, pero esperaré para ver cuánto se necesitan en el uso regular.

Paso 7: Maqueta final y mediciones de resistencia

Las imágenes muestran la maqueta final de la parte de la consola de la caja antes del cableado, e incluye las tomas USB y las conexiones del medidor de resistencia.

El propósito del medidor de resistencia en este caso es proporcionar una verificación rápida del valor de una resistencia que no puedo ver. Las conexiones se realizan utilizando dos pequeños resortes que se han cortado y doblado para permitir que se unan al frente de la consola, usando un perno y una etiqueta de soldadura, para un fácil acceso. Para verificar un componente, solo tiene que sostenerse a través de los dos resortes y se mostrará el valor.

Todos los circuitos y montaje de la consola, así como el código Arduino, están en la tercera parte, pero con esto concluye la PSU y la construcción en madera del proyecto. La última imagen aún no funciona, pero es hacia dónde se dirige.