Arduino Workbench แบบพกพา ตอนที่ 2B: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

นี่เป็นทั้งความต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลงในทิศทางจากสองคำสั่งก่อนหน้า ฉันสร้างโครงหลักของกล่องและใช้งานได้ดี ฉันเพิ่ม psu แล้วมันก็ใช้ได้ แต่จากนั้นฉันก็ลองใส่วงจรที่ฉันสร้างไว้ในส่วนที่เหลือของกล่องแต่มันไม่พอดี อันที่จริง ถ้าฉันทำให้มันพอดี ก็ไม่มีที่ว่างให้รวมโปรเจ็กต์ การประนีประนอมที่ฉันทำคือการย้ายสวิตช์และอุปกรณ์จ่ายไฟทั้งหมดไปยังกล่องหลักออกจากฝา เพื่อเพิ่มพื้นที่ในการเดินสาย

ทั้งหมดปิดลงในกล่องซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งหรือเก็บไว้เพื่อจัดเก็บ ไม่แสดงในที่นี้ แต่ด้านหน้าของฝามีบอร์ดแยกต่างหากอีกอันซึ่งติดเขียงหั่นขนมและยึดด้วยเวลโครได้ ฉันจะจัดระเบียบรูปภาพนี้โดยเร็วที่สุด

เสบียง

สำหรับขั้นตอนการแก้ไขนี้เท่านั้น

ไม้อัด 9 มม.

14 x 20 ซม. 13 x 23 ซม. 2 x 23 ซม

ส่วนหัวชาย 40 พิน

4 x สวิตช์โยกแบบเรืองแสง

1 x DPDT center off rocker switch (สามารถเป็นเพียงแค่ DPDT)

ฮับ USB 4 ทิศทางพร้อมอุปกรณ์สวิตช์ รุ่นทั่วไปแสดงในรูปภาพ

ซ็อกเก็ตเมาท์แผง USB ชนิด B

2 x บั๊ก/เพิ่มแรงดันลง คอนเวอร์เตอร์ ปรับเป็น 5V

1 x ตัวแปลงขึ้น/ลง บั๊ก/เพิ่มแรงดัน ปรับเป็น 12V

1 x ตัวแปลงขึ้น / ลงแบบรางคู่ buck / boost ปรับเป็น 12V

บิตของบอร์ดเมทริกซ์ต่าง ๆ ฉันใช้ offcuts และปฏิเสธแทนบอร์ดใหม่ที่สมบูรณ์แบบ

ลวดหลายเส้นจำนวนมาก พิกัดสำหรับ 3A หรือมากกว่า

ขั้วต่อจอบ

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเชิงลบ

555 ตัวจับเวลาIC

ตัวต้านทาน 4k8 และ 33K 1/4watt

ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ 22n, 10n

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 33u และ 220u (คะแนนบวก 30V)

ไดโอด 2 x 1N4001 แต่ไดโอดเรียงกระแสขนาดเล็กจะทำได้

ขั้นตอนที่ 1: กล่องหลัก PSU

แหล่งจ่ายไฟหลักถูกสร้างขึ้นในครึ่งล่างของกล่องและประกอบขึ้นจากหน่วยสวิตช์ชั้นวางเชิงพาณิชย์ที่เชื่อมต่อกันด้วยชุดสวิตช์และจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในฝากล่องโดยใช้สายริบบิ้น 40 พินและตัวเชื่อมต่อ. จ่ายไฟโดยทั้งทางเข้าหลักและ psu สวิตชิ่ง 12V dc หรือผ่านซ็อกเก็ต XLR ที่ตั้งใจรับพลังงานจากแหล่งจ่ายแบตเตอรี่ 12V หากใช้งานใน RV แต่อาจเป็นแบตเตอรี่ที่พกติดตัวไปด้วย พลังงานจากตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งเหล่านี้จะถูกเลือกผ่านสวิตช์สามทาง ไฟหลัก แบตเตอรี่ หรือตำแหน่งปิดตรงกลาง

สวิตช์เปิดปิดด้วยสวิตช์โยกแบบเรืองแสงเพื่อระบุว่าเปิดเครื่อง การเปิดเครื่องหลักจะจ่ายไฟให้กับสวิตช์อื่น ๆ และจ่ายไฟแบบ Buck-boost 12V ที่ให้พลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของฝาปิด สิ่งนี้ยังป้อนไปยังเครื่องกำเนิดแรงดันลบอย่างง่ายสำหรับส่วนประกอบอะนาล็อกในจอแสดงผล

โมดูลบั๊กบูสท์ 5V นั้นจัดหาโดยสวิตช์โยกแบบเรืองแสงและให้ 5V สำหรับใช้โดยวงจรที่สร้างขึ้นในฝาและถูกส่งผ่านสายแพ

โมดูลบัคบูสท์ +/- 12V นั้นจ่ายให้โดยสวิตช์โยกแบบเรืองแสง และให้ทั้งอุปกรณ์จ่ายไฟ +12V และ -12V สำหรับใช้กับวงจรอนาล็อกและกำหนดเส้นทางผ่านสายแพ

โมดูล Buck-boost ตัวที่สี่ถูกป้อนจากสวิตช์สุดท้ายเพื่อจ่ายไฟให้กับฮับ USB ฮับ USB 2.0 เป็นสินค้าราคาประหยัดซึ่งมีซ็อกเก็ตสวิตช์ไฟสี่ช่องและตรรกะในการทำงานเป็นฮับ เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 2: แผงฐานและฝาปิดใหม่

เพื่อให้พอดีกับเลย์เอาต์ของพาวเวอร์ซัพพลายใหม่ จำเป็นต้องตัดแผงใหม่ เลย์เอาต์ของสิ่งเหล่านี้อยู่ใน pdfs รวมถึงส่วนขยายที่ด้านข้างของฝาเพื่อเพิ่มพื้นที่ให้กับสายไฟด้านหลัง

แหล่งจ่ายไฟในต้นฉบับใช้ปลั๊กกล้วยและเต้ารับ แต่ด้วยแหล่งจ่ายไฟนี้มีอุปกรณ์จ่ายไฟหลายตัว การเชื่อมต่อระหว่างฝาปิดและฐานจะใช้สายแพแบบ 40 ทาง ซ็อกเก็ตถูกบัดกรีเข้ากับแผ่นเมทริกซ์ซึ่งถูกผลักผ่านรูที่ทำขึ้นและขันให้เข้าที่ ซ็อกเก็ตถูกใส่กุญแจไว้ ดังนั้นเมื่อติดตั้งเข้ากับบอร์ด จะต้องเรียงเป็นแถวเพื่อให้แน่ใจว่าสายแพที่ใช้จะพอดีระหว่างกันอย่างเรียบร้อยและไม่กลับด้าน ฉันใช้สายแพขนาด 20 ซม. ซึ่งเมื่อวัดแล้วพับขึ้นอย่างสวยงามเมื่อปิดฝา

ในการสร้างวงจร PSU พวกเขาถูกประกอบบนแผงและขันให้เข้าที่ไม่ว่าจะด้วยตัวเว้นวรรคหรือคลิป pcb ทั้งคู่ถูกพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติในกรณีนี้ แต่ไม่จำเป็น เพียงเพื่อให้บอร์ดมีความปลอดภัย ฉันได้เพิ่มไฟล์.stl เผื่อมีใครต้องการสร้างมันขึ้นมาอย่างรวดเร็ว

สายไฟทั้งหมดบนแผงถูกบัดกรี ยกเว้นการเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อ PSU ฐานหลักเพื่อให้สามารถถอดและเปลี่ยนฝาได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 3: เครื่องกำเนิดแรงดันลบ

วงจรมิเตอร์วัดความต้านทานและโวลต์มิเตอร์ใช้ตัวขยายสัญญาณบัฟเฟอร์ซึ่งต้องการทั้งแหล่งจ่ายบวกและลบ แหล่งจ่ายที่เป็นบวกได้มาจากตัวแปลงบั๊กขึ้น/ลง ซึ่งจ่ายกระแสไฟ +12V ที่คงที่โดยไม่ขึ้นกับแหล่งภายนอก สิ่งนี้จะป้อนวงจรฝาและเครื่องกำเนิดแรงดันลบ เดิมนี้รวมอยู่ในบอร์ดเมทริกซ์เดียวกันกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ แต่ถูกตัดออกเพื่อวางไว้ในฐาน วงจรนี้แสดงไว้และเป็นวงจรจับเวลา 555 ทั่วไปเพื่อการนี้ จ่ายกระแสไฟให้เพียงพอต่อการใช้งานบัฟเฟอร์แอมพลิฟายเออร์และไม่จำเป็นสำหรับอย่างอื่น

ขั้นตอนที่ 4: ฮับ USB

แหล่งจ่าย USB ดั้งเดิมคือซ็อกเก็ตคู่หนึ่งในฝาปิดที่ป้อนจากแหล่งจ่ายไฟ 5V แยกต่างหากและให้พลังงานเพียงอย่างเดียว เนื่องจากฉันต้องการให้มันพกพาได้มากที่สุด ฉันจึงตัดสินใจใส่ฮับ USB ในบิลด์ ติดตั้งไว้ที่ฐาน และด้วยแหล่งจ่ายไฟดัดแปลงที่ป้อนจากตัวแปลงบั๊ก 5V ฮับนี้ยังสามารถใช้กับคอมพิวเตอร์ตั้งโปรแกรมเป็นฮับ USB ที่ทำให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้น

ฐานของฮับ USB ได้รับรางวัลและการเชื่อมต่อที่แสดงไว้บนบอร์ด ตะกั่วถูกแทนที่ด้วยซ็อกเก็ต USB ชนิด B โดยมีเพียงสัญญาณและการเชื่อมต่อ 0V ที่บัดกรีกับแผงวงจรฮับ USB ไม่มีการตัดร่องรอยใดๆ ในการดัดแปลงนี้ มีเพียงการจ่ายไฟ 5V ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยสายไฟที่หนาขึ้นไปยังสวิตช์ไฟ USB ในฮับ และสายไฟพิเศษที่ส่งพลังงานไปยังหมุดบนซ็อกเก็ตโดยตรง โดยไม่ผ่านร่องรอยของแผงวงจร

ซึ่งหมายความว่าขณะนี้อุปทานถูก จำกัด ไว้ที่ 3A แทนที่จะเป็น 500mA ปกติ แต่จะจ่ายไฟให้กับ Raspberry Pi

เพื่อให้พอดีกับด้านบนของแผง PSU ฐานของดุมถูกขันลงด้วยรูที่วางไว้เพื่อให้สายไฟผ่านและประกอบดุมใหม่ด้านบน

แผง PSU ที่เสร็จสมบูรณ์จะแสดงในรูปภาพ

ขั้นตอนที่ 5: แผงฝาและมุมมองของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โค้ดอิเล็กทรอนิกส์และ Arduino ครอบคลุมอยู่ในส่วนสุดท้าย แต่สำหรับวัตถุประสงค์ในการก่อสร้างได้แสดงไว้บางส่วนที่นี่เพื่อแสดงว่าสิ่งต่างๆ จะไปที่ใด สามารถสร้างแยกกันได้อย่างสมบูรณ์และไม่เคยใช้ในกล่องโครงการเช่นนี้

กำลังไฟสำหรับแผงแสดงผลเชื่อมต่อผ่านช่องเสียบส่วนหัวแบบ 40 ทางซึ่งเรียงรายไปด้วยซ็อกเก็ตที่ฐานเพื่อให้แน่ใจว่าสายแพจะพับเก็บอย่างเรียบร้อย

ด้านล่างเป็นปุ่มรีเซ็ตสีแดงสำหรับ Arduino ซึ่งเป็นการเพิ่มที่ง่าย และโดยรวมแล้วคาดว่าจะเป็นโครงการต่อเนื่องอาจจำเป็นต้องมีเป็นครั้งคราว

ตรงกลางเป็นแหล่งจ่ายไฟจากด้านบนคือ +12V, -12V, +5V และ 0V

ด้านล่างของจอแสดงผลเป็นอินพุตต่างๆ ของวงจร, อินพุตดิจิตอล, อินพุตแรงดันไฟฟ้า, กระแสไฟ, ซีเรียล และพิน I2C

เหนือจอแสดงผลคือขั้วต่อสปริงสำหรับวัดความต้านทาน

จอแสดงผลมีขอบจอเรียบๆ ล้อมรอบอยู่ ปัจจุบันเป็นสีขาว แต่จะมีการเปลี่ยนแปลงหากฉันมีพลาสติกที่จะทำ

ในภาพยังมีแผ่นชิมไม้สองแผ่นและชิ้นส่วนที่มีระยะห่างบนฝา แผงทั้งหมดต้องเคลื่อนไปข้างหน้าเพื่อรองรับการเดินสายด้านหลัง แนวทางการตัดเหล่านี้อยู่ในไฟล์ PDF ที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 6: ไฟล์ Stl สำหรับ Mounts และ Bezels

นี่คือไฟล์ stl สำหรับทุกคนที่ต้องการสร้างหรือทำสแตนด์ออฟต่างๆ เมาท์ PCB และขอบจอ