Prototípus doboz

Bevezetés

Elektronikus áramkörök fejlesztése során nagy segítséget jelent egy próbapanel. Használatával az alkatrészek forrasztás nélkül köthetőek össze, ami egyszerű és gyors építést, illetve módosítást jelent. Szabadon lehet kísérletezni a különböző megoldásokkal, szétszedés után a próbapanel pedig korlátlanul újra használható. Ha több alkatrészre, nagyobb helyre van szükség, további próbapanelek hozzákapcsolásával bővíthető a munkaterület. Sajnos a próbapanelek közötti kapcsolat csak korlátozottan terhelhető, emiatt egy nagyobb rendszernél már szükséges lehet a rögzítésük.

Az áramkörök működéséhez szinte minden esetben szükség van egy vagy több tápfeszültségre. A fejlesztés során ezt leggyakrabban külön tápegység használatával szokás megoldani, ami további helyet igényel a munkaasztalon. Ha szűkös a rendelkezésre álló hely, és emiatt szükséges a projekt átmeneti félretétele, a bekötéshez használt vezetékek további kényelmetlenséget jelentenek.

A két fenti probléma megoldására született a prototípus doboz. A strapabíró műszerdoboz stabil felületén öt próbapanel van egymáshoz kapcsolva és rögzítve. A doboz belsejébe négy tápegység van beépítve, amelyek a leggyakrabban használt tápfeszültségeket szolgáltatják. Ezek kimenetei külön-külön kapcsolhatóan közvetlenül a próbapanelek mellett találhatóak.

Terv

A prototípus doboz alapja egy készen kapható alumínium műszerdoboz, amely 330 mm × 250 mm alapterületű és 60 mm magas. A doboz tetején lettek elhelyezve a próbapanelek. Ez a leggyakrabban használt, 830 érintkezős típus, számos gyártó terméke kapható jobb vagy rosszabb minőségben. A próbapanel középső egysége 63 sorban kétszer öt csatlakozópontot tartalmaz. Ezt egészíti ki két oldalsó egység, amelyeken egyenként két, tízszer öt csatlakozópontot tartalmazó sáv található. Míg a középső rész a tényleges áramkör felépítéséhez használható, az oldalsók a tápfeszültség kényelmes bekötését teszik lehetővé.

A próbapanelek felett vannak a beépített tápegységek kimenetei, amelyek egyenként két, 2 mm átmérőjű banánaljzatból állnak. Az egyes kimentek elektromosan nincsenek összekötve egymással, tehát szükség szerint kapcsolhatóak össze. Minden kimenethez tartozik egy kapcsoló, amellyel a pozitív ág szakítható meg, ennek állapotáról a kapcsolóba épített LED ad visszajelzést. Mind a kimenetek, mind a kapcsolók színkóddal vannak jelölve, az alábbiak szerint:

• 1× 3,3 V / 3 A (kék)
• 1× 5 V / 3 A (zöld)
• 2× 12 V / 2,1 A (piros)

A doboz előlapján a hálózati kapcsoló került elhelyezésre, amellyel a négy tápegység egyszerre helyezhető feszültség alá. A doboz hátlapjára egy biztosítéktartóval egybeépített hálózati bemeneti csatlakozó (C14) van felszerelve.

A műszerdoboz 1 alsó részében vannak a tápegységek elhelyezve. A 3,3 V 2a és 5 V 2b feszültségű Mean Well RS-15, a két 12 V 6 feszültségű RS-25 típusú. A tápegységeket alulról 2-2 db M3 × 4-es, D-fejű Torx csavar 3 rögzíti a dobozhoz. Az oldalukra a 3D nyomtatással készült egyedi csatlakozó konzolok 4 és 7 vannak csavarozva, 2-2 db M3 × 6-os, süllyesztett fejű Torx csavarral 5. Ezen konzolok tartják a tápegységek kimeneti csatlakozóit.

Az előlapon van a beépített neon visszajelzővel rendelkező hálózati kapcsoló 8, a számára készített kivágásba pattintva. A hátlapon kapott helyet a hálózati bemenet 9, amelyben beépített biztosítéktartó is van. A csatlakozót 2-2 db M3 × 8-as, süllyesztett fejű Torx csavar 10, M3-as alátét 11 és M3-as anya 12 rögzíti.

A doboz fedelére vannak a próbapanelek 14 rögzítve, 4-4 db ST1,6 × 8-as 15 és 3-3 db ST1,6 × 5-ös, D-fejű Phillips csavarral 16. A próbapanelek alján gyárilag egy öntapadós habréteg található. Ahhoz, hogy a felerősítésre szolgáló furatok elérhetőek legyenek, ezt el kell távolítani. Ez egyúttal az érintkezőket is szabaddá teszi, emiatt szükséges a próbapaneleket elszigetelni a doboztól. Ezt a feladatot egy 0,5 mm vastag polipropilén lap 13 látja el.

A tápegységek kimenetei 2 mm átmérőjű banánaljzatok, melyekből a negatív pólus fekete színű 17, a pozitív pedig kék 19 (3,3 V), zöld 22 (5 V) és piros színű 24 (12 V). A banánaljzatok belső végére egy-egy érintkezőtüske 18 van forrasztva, erre csatlakoznak a visszajelzés vezetékei. A kimenetek pozitív ágát megszakító kapcsolók is a kimeneti csatlakozóval egyezően vannak jelölve, kék 20 (3,3 V), zöld 23 (5 V) és piros színnel 25 (12 V). A kapcsolók pozitív visszajelző érintkezőjére a beépített LED meghajtásához szükséges ellenállások vannak forrasztva 27 Ω 21a (3,3 V), 200 Ω 21b (5 V) és 1 kΩ 21c (12 V) értékben.

A doboz alsó részében lévő, a hálózati feszültség elosztását végző kábelköteg A a bemeneti csatlakozó érintkezőire 3 db 6,3 mm × 0,8 mm-es kábelsaruval 28, a hálózati kapcsoló érintkezőire 3 db 4,8 mm × 0,8 mm-es kábelsaruval 27 csatlakozik. A tápegységek bemeneteire 3-3 db 3,2 mm belső furatátmérőjű kábelsaruval 26 történik a csatlakozás. A kábelköteget 0,5 mm² keresztmetszetű zöld-sárga 29a-29d, kék 30a-30e és barna színű 31a-31e vezetékek alkotják. A külső védelemről 6 mm belső átmérőjű kötegelő spirálok 32a-32e gondoskodnak.

A tápfeszültségeket a doboz felső részébe vivő kábelkötegek B-E a tápegységek kimeneteire 2-2 db 3,2 mm belső furatátmérőjű kábelsaruval 26 csatlakoznak. Annak érdekében, hogy a doboz felső része egyszerűen elválasztható legyen az alsótól, ezek a kábelkötegek H6657P típusú kétpólusú csatlakozókban 33 végződnek. Ezen csatlakozókat tartják a tápegységek oldalára szerelt csatlakozó konzolok. A kábelkötegek 0,5 mm² keresztmetszetű fekete 34a-34d és piros színű 35a-35d vezetékekből állnak. Külső védelmüket 6 mm belső átmérőjű kötegelő spirálok 32f-32i biztosítják.

A tápfeszültségeket a kimenetekhez vezető kábelkötegek F, H, J, L – az alsó részben lévő végpontokhoz illeszkedő – H6657R1 típusú kétpólusú csatlakozókat 36 kötik össze a banánaljzatokkal. A negatív ág közvetlenül, a pozitív ág a kapcsolókon keresztül jut a kimenetekre. A kapcsolókra 2-2 db 2,8 mm × 0,5 mm-es kábelsaruval 38, a kimenetekre 2-2 db 4,3 mm belső furatátmérőjű kábelsaruval 37 csatlakoznak. A kábelkötegek 0,5 mm² keresztmetszetű fekete 34e-34h és piros színű 35e-35l vezetékekből állnak. A külső védelemről 6 mm belső átmérőjű kötegelő spirálok 32j-32q gondoskodnak.

A visszajelző LED-eket tápláló kábelkötegek G, I, K, M a banánaljzatokra forrasztott érintkezőtüskékre 2-2 db BH1 típusú egypólusú csatlakozóval 39 kapcsolódnak. A kapcsolók érintkezőire, illetve az előtét ellenállásokra a vezetékek forrasztással vannak rögzítve. A kábelkötegek 0,14 mm² keresztmetszetű fekete 40a-40d és piros színű 41a-41d vezetékekből állnak. Külső védelmüket 3 mm belső átmérőjű kötegelő spirálok 42a-42d biztosítják.