Draagbare Arduino-werkbank deel 2B - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit is zowel een voortzetting als een verandering in de richting van de vorige twee instructables. Ik bouwde het hoofdkarkas van de doos en dat werkte goed, ik voegde de psu toe en dat werkte goed, maar toen probeerde ik de circuits die ik in de rest van de doos had ingebouwd te plaatsen en ze pasten niet. Sterker nog, als ik ze passend maakte, was er geen ruimte om een project op te nemen. Het compromis dat ik heb gemaakt, is om alle schakelaars en voedingen naar de hoofdkast uit het deksel te verplaatsen, waardoor er meer ruimte is voor de bedrading.

Het geheel sluit in een doos die gemakkelijk van plaats naar plaats kan worden verplaatst of kan worden opgeborgen. Hier niet afgebeeld, maar op de voorkant van het deksel zit nog een los bord waar breadboards aan vast zitten en met klittenband vastgezet kunnen worden. Ik zal hier zo snel mogelijk foto's van maken.

Benodigdheden

Alleen voor deze herziene fase

9 mm multiplex

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

40pin mannelijke koptekst

4 x verlichte tuimelschakelaars

1 x DPDT midden uit tuimelschakelaar (kan gewoon DPDT zijn)

USB Hub 4-weg met geschakelde voedingen. Een gemeenschappelijk model wordt getoond in de foto's

USB type B paneelmontage-aansluiting

2 x buck/boost spanning omlaag omvormers, afgesteld op 5V

1 x buck/boost voltage up/down converter, afgesteld op 12V

1 x buck/boost dual rail voltage up/down converter, afgesteld op 12V

Verschillende matrixbordbits, ik heb afsnijdingen en afwijzingen gebruikt in plaats van een nieuw perfect bord

Veel meeraderige draad, geschikt voor 3A of meer.

Spade-connectoren

Negatieve spanningsgenerator

555 timer-IC

Weerstanden 4k8 en 33K 1/4watt

Polyester condensatoren 22n, 10n

Elektrolytische condensatoren 33u en 220u (30V plus rating)

2 x 1N4001-diodes, maar alle kleine gelijkrichtdiodes zijn voldoende.

Stap 1: Hoofddoos PSU

De hoofdvoeding is ingebouwd in de onderste helft van de doos en bestaat uit in de handel verkrijgbare schakeleenheden, verbonden met een set schakelaars en levert stroom aan de elektronica in het deksel van de doos via een 40-pins lintkabel en connectoren. De stroom wordt geleverd door een netingang en 12V dc schakelende voeding, of via een XLR-aansluiting die bedoeld is om stroom te ontvangen van een 12V-batterijvoeding, als deze in een camper wordt gebruikt, maar een batterij kan zijn die in de doos zelf wordt gedragen. De voeding van een van deze wordt geselecteerd via een driewegschakelaar, netvoeding, batterij of midden uit.

De stroom wordt geschakeld door een verlichte tuimelschakelaar om aan te geven dat de stroom is ingeschakeld. De hoofdstroom aan levert stroom aan de andere schakelaars en aan een 12V buck-boost-voeding die stroom levert aan de dekselelektronica. Dit voert ook naar een eenvoudige negatieve spanningsgenerator voor de analoge componenten in het display.

Een 5V buck-boost-module wordt gevoed door een verlichte tuimelschakelaar en levert 5V voor gebruik door geconstrueerde circuits in het deksel en wordt geleid via de lintkabel.

Een +/- 12V buck-boost-module wordt gevoed door een verlichte tuimelschakelaar en levert zowel +12V als -12V voeding voor gebruik door analoge circuits en wordt via de lintkabel geleid.

Een vierde buck-boost-module wordt gevoed vanaf de laatste schakelaar om de USB-hub van stroom te voorzien. De USB 2.0-hub is een goedkoop item dat vier stroomgeschakelde stopcontacten biedt, evenals de logica om als hub te werken. Hierover later meer.

Stap 2: Nieuwe basis- en dekselpanelen

Om in de nieuwe lay-out van de voeding te passen, moesten nieuwe panelen worden gesneden, de lay-out hiervan staat in de pdf's, evenals een verlenging aan de zijkant van het deksel om meer ruimte te geven aan de draden erachter.

De voeding in het origineel was via banaanstekkers en stopcontacten, maar bij deze met meerdere voedingen, is de verbinding tussen deksel en basis via een 40-polige lintkabel. De socket is gesoldeerd aan een stuk matrixbord dat door het daarvoor gemaakte gat wordt geduwd en op zijn plaats wordt geschroefd. De sockets zijn gecodeerd, dus wanneer ze op de boards worden gemonteerd, moeten ze worden uitgelijnd om ervoor te zorgen dat de gebruikte lintkabel er netjes tussen past en niet wordt omgekeerd. Ik heb een lintkabel van 20 cm gebruikt die bij de gebruikte afmetingen gewoon mooi opvouwt als het deksel gesloten is.

Om de PSU-circuits te bouwen, werden ze op het paneel geassembleerd en op hun plaats geschroefd, hetzij met afstandhouders of pcb-clips. Beide zijn in dit geval op een 3D-printer geprint, maar dat is niet nodig, alleen de borden zijn vastgezet. Ik heb de.stl-bestanden toegevoegd voor het geval iemand ze snel wil maken.

Alle bedrading op het paneel is gesoldeerd, behalve de aansluitingen op de PSU-aansluitingen van de hoofdbasis, zodat het deksel gemakkelijk kan worden verwijderd en teruggeplaatst.

Stap 3: Negatieve spanningsgenerator

De weerstandsmeter- en voltmetercircuits gebruiken bufferversterkers die zowel positieve als negatieve voeding nodig hebben. De positieve voeding wordt verkregen van een up/down buck-converter die onafhankelijk van de externe bron een constante +12V levert. Dit voedt de dekselcircuits en de negatieve spanningsgenerator. Oorspronkelijk zat dit op hetzelfde matrixbord als de andere elektronica, maar is afgesneden om in de basis te worden geplaatst. Het circuit hiervoor wordt getoond en is voor dit doel een gebruikelijk 555-timercircuit. Het levert alleen voldoende stroom om de bufferversterkers te laten werken en is voor niets anders nodig.

Stap 4: USB-hub

De originele USB-voeding was een paar stopcontacten in het deksel die werden gevoed door een aparte 5V-voeding en die alleen stroom leverden. Omdat ik wilde dat dit zo draagbaar mogelijk zou zijn, besloot ik een USB-hub in de build te plaatsen, vast in de basis, en met een aangepaste voeding gevoed door een 5V buck-converter. Deze hub kan ook worden gebruikt met de programmeercomputer als USB-hub, waardoor verbindingen worden vereenvoudigd.

De basis van de USB-hub werd eraf gehaald en de getoonde verbindingen werden op het bord gesoldeerd. Het snoer werd vervangen door een USB type B-aansluiting waarbij alleen de signaal- en 0V-aansluitingen op de printplaat van de USB-hub waren gesoldeerd. Er zijn geen sporen geknipt in deze modificatie, alleen de 5V-voeding wordt verbeterd door dikkere draad naar de USB-stroomschakelaars in de hub en een extra draad die de stroom rechtstreeks naar de pinnen op de aansluitingen brengt, waarbij de sporen van de printplaat worden omzeild.

Dit betekent wel dat de voeding nu beperkt is tot 3A in plaats van de gebruikelijke 500mA, maar een Raspberry Pi van stroom zal voorzien.

Om op de bovenkant van het PSU-paneel te passen, werd de basis van de hub vastgeschroefd met een gat waar de draden doorheen konden en de hub werd bovenop opnieuw gemonteerd.

Het voltooide PSU-paneel wordt weergegeven in de afbeelding.

Stap 5: Dekselpanelen en weergave van elektronica

De elektronica en Arduino-code worden in het laatste deel behandeld, maar voor constructiedoeleinden wordt hier gedeeltelijk getoond om te laten zien waar het naartoe gaat. Ze kunnen volledig afzonderlijk worden gebouwd en nooit worden gebruikt in een projectdoos als deze.

De voeding voor het displaypaneel wordt aangesloten via de 40-weg header-aansluiting die is uitgelijnd met de aansluiting in de basis om ervoor te zorgen dat de lintkabel netjes wordt opgevouwen.

Daaronder bevindt zich een rode resetknop voor de Arduino, het is een gemakkelijke toevoeging en aangezien het geheel naar verwachting een doorlopend project zal zijn, kan het van tijd tot tijd nodig zijn.

In het midden zijn de voedingen, van bovenaf is dat +12V, -12V, +5V en 0V

Onder het display bevinden zich de verschillende ingangen naar de circuits, digitale ingang, spanningsingang, stroom, seriële en I2C-pinnen

Boven het display bevinden zich de veerconnectoren voor de weerstandsmeting.

Het scherm heeft een eenvoudige rand eromheen, momenteel wit maar zal worden veranderd als ik het plastic heb om er een te maken.

Op de foto's worden ook twee houten shims en een afstandsstuk op het deksel getoond. Het hele paneel moest naar voren worden geschoven om de bedrading erachter op te vangen. De snij-instructies hiervoor staan in de bijgevoegde PDF's.

Stap 6: STL-bestanden voor bevestigingen en bezels

Hier zijn de stl-bestanden voor iedereen die de verschillende afstandhouders, PCB-bevestigingen en de bezel wil maken of hebben gemaakt.