Корпус для электронной самоделки. С ручкой :)

У тех, кто иногда делает электронные самоделки, а 3D принтера или ЧПУ фрезера под рукой не имеет, нередко возникают некоторые затруднения с помещением самоделки в корпус. И у многих (у меня, так точно) возникает проблема выбора — самому что-то «колхозить» или всё же что-то готовое подобрать. В этот раз попался и недорогой и вроде бы подходящий, и даже с ручкой, стало интересно попробовать. Под катом небольшой обзор и применение этого корпуса, или немного про кашу из топора ;)

Зачем?

Как многие тут на муське, собрал электронную нагрузку на LM324 из популярного конструктора. Удалось собрать без ошибок, заработала сразу и без особых проблем. Вопрос помещения её в корпус для последующего использования уже не стоял — корпус для неё был заказан в тот же день и пришёл всего на неделю позже самого конструктора.

Лот, что заказывал, за время написания обзора дорожал раза в полтора, дешевел, ссылку в заголовке оставил на него, но есть и другие лоты, дороже или дешевле, с большим количеством отзывов. Вообще лотов с этим корпусом довольно много, только Озон больше 40 выдает, похоже штука популярная. А вот на Алике такой попался более чем в два раза дороже (https://aliexpress.ru/item/1005007301779796.html).

Характеристики

Поскольку доставка из Китая, ехала посылка около месяца, упаковка не особо надежная — в основном пупырка и скотч. Но сам корпус это испытание перенёс стойко, это уже плюс к его надежности ;)

В комплекте были, собственно, детали корпуса: верхняя и нижняя половина, передняя и задняя стенки и ручка. Ещё пластиковые ножки и болты м4х70, для скрепления верха с низом и ножками «насквозь». В верхней части — крышке, для этого предусмотрены пластиковые цилиндрические крепления с закладными деталями с резьбой, а в нижней — сквозные отверстия. И не забыли в комплект положить четыре мелких самореза для крепления плат к соответствующим цилиндрическим креплениям на дне и на крышке.
В «дне» предусмотрены прорезы — вентиляционные окна. И их как-то для таких габаритов корпуса маловато, на мой взгляд.
Понравилась фактура пластика низа и верха — приятная мелочь.

Передняя и задняя стенки, просто устанавливаются в соответствующие пазы в «наплывах» в дне и крышке. «Заглубление» их в корпус, на мой взгляд несколько великовато и довольно сильно «крадет» габариты внутри. Зато тут дополнительно предусмотрены крепления для фальшпанели, которая вполне может быть печатной платой. Расстояние между ней и передней стенкой получается 8 миллиметров, можно установить тактовые кнопки, если такие есть в проекте.

Толщина пластика: передние стенки 2.2 мм, боковые стенки ~3мм, дно и крышка 2.5 мм. Литьё деталей не идеально, ну а что вы хотели за 300 рублей то? : между половинками корпуса в середине есть небольшая щель чуть меньше миллиметра. Но это, если честно мелочи. Зато, предусмотрены небольшие пазы и выступы на гранях, для фиксации верхней и нижней половин, чтобы не «разъезжались».

Общие габариты корпуса довольно солидные: ширина, глубина и высота: 200 х 175 х 70 мм. Но это снаружи, а вот внутри, размеры получаются куда более скромные. И это напрямую связано с конструкцией: из полезного объема нужно вычесть пространство, требующееся на скрепляющие верх и низ сквозные болты. Вычитаем ещё потерю пространства из-за глубокой установки передней и задней стенки. Хотя заднюю, например, можно и не ставить. Ну и высоту 2 х 5 мм (10 мм) стоек крепления плат тоже по честному надо вычесть. Хотя их можно просто спилить. На крышке вот не очень понятно, зачем они там. Вероятно, для «второго этажа» с платами, может это и не плохо, видимо тогда еще и шлейфы с разъемами в вашей самоделке надо будет предусмотреть, иначе разборка и сборка будет сложной.
Грубо, внутри, пространства где-то 150 х 158 х 54 мм (или 190 х 105 х 54 мм) условно «непрерывных» габаритов. Можно, конечно и «выкрутиться» и таки поместить что-то более габаритное, но некоторые усилия предпринять для этого придётся. Если спилить стойки крепления плат, то добавится 10 мм по высоте и будет не 54, а 64 мм.
Всё это несколько снижает достоинства всего блока: если выбор корпуса делать на основании внешних габаритов и с небольшим запасом (а ведь нередко так и делают), то в результате, он неожиданно может и не подойти. И в него не удастся запихнуть всё, что планировалось, поскольку внутренние габариты от внешних тут отличаются довольно непредсказуемо существенно.

Стоит учесть, что дно тут — обычный и довольно тонкий пластик. Нет никаких дополнительных рёбер жесткости и если планируется ставить массивные детали, типа трансформатора с весом больше килограмма-двух, то нужно продумать усиления. В остальном, после сборки получается довольно простая и надёжная конструкция.

Ручка просто вставляется в предусмотренные для неё в деталях верха и низа отверстия. В креплениях самой ручки предусмотрены четыре выступа для зацепления с соответствующими пазами в корпусе.
Поэтому ручка может быть зафиксирована в одном из четырёх положений без разборки корпуса.

Ещё её можно перевернуть, правда для этого корпус снова придется разобрать.

Однако, как ни крути ручку, кроме варианта, условно «для переноски» все остальные положения бесполезны, ещё и мешаются. Учитывая то, что для перестановки положений требуется её (ручку) разгибать для выхода выступов из пазов, может, не такая она и удобная. Уж не знаю, что курили задумывали разработчики, может, в целом задумка и интересная, но не смог постичь их идею. Есть ещё один неплохой вариант — можно её и вовсе не ставить ;) Судя по фото из отзывов, многие так и делают.

Сборка и использование

Радиаторы поставил сзади, те, что были у меня, «правильно» (рёбрами вертикально), не встали — высоты у корпуса не хватает, а пилить их не хотелось. В процессе сверления и нарезания резьбы в медной вставке, умудрился сломать два сверла, без шансов вытащить сломанную часть. Всё потому, что хотел побыстрее и лень было доставать смазку. В результате, один из радиаторов пришлось «перевернуть» и на фото они уже закреплены несимметрично. Первые «примерки»:
Для установки вентиляторов, пришлось спилить часть (3 шт. на дне и 3 шт. на крышке) втулок — мешали.

Вообще, с этими втулками надо сказать не всё хорошо, или, точнее «как повезёт». Если у вас крепежные отверстия прям совпадут (хотя это вряд, ли), то это удобно. Если же не совпадут, но есть возможность под них «подстроиться», то тоже здорово. В остальных же случаях, хорошо, если они не будут мешать. Хотя, если будут (как у меня) то спилить их бормашинкой с диском совсем не долго. Так-что пусть будут, вдруг кому-то пригодятся ;)

Я же сначала просто сверлил отверстия там, где мне нужно (там, где не нужно тоже насверлил, бывает). Использовал то, что было под рукой и не искал себе другого: винты м3 и м2, металлические и пластиковые (нейлоновые). В основном с не потайными головками. И в процессе сборки и крепления разных компонент к дну корпуса, снизу головки этих винтов от закрепляемых компонент, начинают царапать стол. Ножки же, тут крепятся только в полном сборе корпуса и на период сборки вроде как отсутствуют, а пригодились бы, что бы меньше стол царапать. Для крепления без полной сборки, чтобы винты с ножками не выпадали, сделал на эти винты несколько слоев термоусадки. Хотя можно просто заменить на м4х70 с полной резьбой и прикрутить гайками, так даже лучше, у меня просто под рукой не оказалось. Как всегда у меня бывает, в процессе компоновки, в дне появилось несколько «лишних» отверстий. Но так даже лучше для вентиляции ;)

Итак, на радиаторы в такой конфигурации почти впритык встали три вентилятора охлаждения 5010. А вот 6010 без отпиливания наплывов с пазом крепления задней стенки, уже не влезали.
Прикрепил и подключил кулеры к отдельному импульсному БП 12В, через термореле 55 градусов. Дуют они так себе, но в данном случае и с этими радиаторами, трёх таких хватает удерживать температуру до ~70-110Вт (Включаются после ~60Вт).

Осталось ещё место и для небольшого сетевого трансформатора 12В, 2Вт для питания схемы нагрузки. У него две вторичные обмотки, разница в напряжении на Х.Х. меньше 0.1В, поэтому просто включил их в параллель. Замерял с двумя соединенными выводами разных обмоток — для определения как их соединить параллельно, а не последовательно. Ну и для определения разницы напряжения на Х.Х.

Сначала планировал использовать в качестве индикатора четырёхзначный семисемгментный индикатор для тока и напряжения. Но сверив его показания с мультиметром очень огорчился. Попытался настроить и огорчился ещё больше. Уж очень сильно он врёт — максимальные отклонения превышают даже 0.1В и 0.1А, и отклонения эти сильно разные в разных диапазонах: можно сделать получше «внизу», но тогда будет больше 100 мВ «вверху» диапазона. А если загнать «вверху» меньше 100 мВ, то внизу отклонения уже ближе к 50 мВ. С токами ситуация ничуть не лучше. Такие отклонения даже для меня слишком велики.

Поскольку это уже далеко не первый мой печальный опыт с подобными «вольтамперметрами», в этот раз решил «пойти другим путём»: у меня уже давно были 1.8" TFT экранчики заказанные ранее для другого проекта, но так и «не пригодившиеся». Использовал ESP32-C3 и дешевый модуль INA226 с шунтом 10 мОм. Он вероятно тоже «кривой», схема у него немного странная двухпроводная, но при этом, он всё равно намного точнее измеряет и напряжение и ток, особенно в диапазонах малых токов: до 30В и 1А расхождения с мультиметром меньше 5 мВ и 5 мА, что сильно лучше этого «показометра». Для 10А поменял шунт на 5 мОм, отклонения по току немного увеличились, но всё равно, не превышают 10 мА. Теперь хоть как-то могу доверять показаниям с экрана. Стоимость такого набора получается раза в полтора дороже обычных четырехзнаковых ампервольтметров с Али. Из которых мне точные ни разу не попадалось (не гонялся бы ты, поп, за дешевизной :). А с точными стоимость уже вполне сопоставима.
Кроме-того ESP32-C3 позволит в перспективе поставить энкодер для установки значения ограничения тока нагрузки до её подключения, добавить включение и защитное отключение нагрузки при превышении током критического значения. Ну и вообще: простор для творчества, программно можно очень существенно повысить функциональность простой нагрузки. Для питания микроконтроллера и индикатора добавил дополнительный стабилизатор 5В. Выпилил окошко для экранчика и установил его.

На передней панели, помимо дисплея, разместил многооборотный потенциометр для управления током нагрузки. Там же разместил и тумблер включения сети. А для подключения тестируемых схем к самой нагрузке, добавил актуальные для меня разъемы XT-60 и USB-C в параллель. От универсальных винтовых-зажимных клемм, подумав, всё же решил отказаться: у меня сценарии их использования слишком редкие и мне проще тогда припаять проводки к соответствующему разъему.

В результате, всё собралось и даже заработало, но мне такая внутренняя компоновка решительно не понравилась. Учитывая моё желание в дальнейшем постепенно расширять функционал этой нагрузки и понимая, что в такой паутине проводов делать что-либо будет затруднительно, принял трудное решение и распаял всё для переделки.

Сделал так, что-бы к узлам устройства можно было подобраться и доставать их без перепайки монтажных проводов:
— крепление плат и компонентов к дну сделал на впаиваемых втулках (как в ноутбуках).
— соединения между компонентами сделал на разъемах JST.
— силовой вход через плату INA226 присоединил к плате нагрузки через XT-60. Подключение входа нагрузки пока сделал через реле.
Второй «подход к снаряду»:
После такого «рефакторинга», добился возможности снимать переднюю панель при разборках для доработок и получил относительно простой доступ к основной плате.
И хотя у меня при сборке и тестировании проблем с нагрузкой не было, на всякий случай «полечил» и известные «болячки» этой нагрузки, о которых узнал и тут на муське и на форумах. Заменил резисторы шунтов для повышения термостабильности, добавил конденсаторы 0.1 мкФ для устранения самовозбуждения и поставил стабилизатор 7812 на питание ОУ.

Соединения между МК и компонентами на лицевой панели решил пока оставить пайкой. Такое решение считаю временно приемлемым: окончательная схема ещё не устоялась.

Сам МК закрепил в разъемах и на макетной плате, которую через нейлоновые стойки прикрепил к передней панели под дисплеем «вторым слоем». Т.к это «плата для разработки» то питание пока сделал через разъем type-c, чтобы иметь возможность подключать type-c с компьютера, собственно, для разработки.

В целом, снаружи выглядит чуть менее колхозно, чем получилось бы у меня, если б делал корпус сам. Признаю, что вид передней панели, получился, мягко говоря, «очень любительский», но пока оставлю так. Были мысли распечатать на цветном принтере переднюю панель и заламинировать, однако зная, что это не окончательный вариант — поленился. Однако, решил не терпеть глянец этой панели и «нулевкой» нежно по ней прошелся, как по мне стало чуточку лучше. Эх, ладно, муська и не такое видала :)
Ну и у меня есть задел на развитие: «задняя» стенка осталась невостребованной — заготовка для «второй версии», когда функционал и схема «устаканится». Пока же временно вырезал и приклеил рамку из тонкого пластика, показалось, что с ней чуть лучше выглядит передняя панель.

У ручки спилил фиксирующие выступы, приведя её к примитивно-банальному свободно вращающемуся варианту, мне так показалось несколько лучше и точно проще. Возможно даже оставлю, с ней нагрузка смотрится как-то даже интереснее, и пользоваться ею вроде так удобнее.

Выводы

В итоге, для самоделок корпус оказался очень даже не плох. Внешние габариты довольно внушительные, внутренние, хоть и меньше довольно существенно, но это просто надо учитывать при выборе.
«Силовая» конструкция точно не самая удачная — все по сути на довольно тонком дне должно держатся, а оно не такое уж и прочное. Например, для крепления тяжёлого силового трансформатора точно нужно продумать усиление.
«Главная фишка» этого корпуса — ручка для переноски, мне поначалу показалась достаточно бесполезной. Но после спила фиксаторов стало вроде даже полезно. Штож, может кому и надо, оставит, остальные уберут.
Вентиляционных щелей, наверное лучше, если было бы больше, сейчас как-то совсем маловато.
Качество литья у корпуса не самое высокое, хотя при такой стоимости — вполне приемлемое и вполне удовлетворит многих начинающих самодельщиков.

Количество предложений на Озоне довольно большое, получается изделие довольно популярно. И есть ещё и белый (хотя скорее «слоновой кости») вариант этого же корпуса.

Вообще, мне эта идея конструкторов понравилась — и для самой нагрузки, и для корпуса. Чтобы сделать хотя бы так же, мне точно пришлось бы потратить намного больше времени. Да и не уверен, что без 3D принтера, которого у меня нет, смог бы сделать лучше.

Cознаю, что купить готовую нагрузку было бы неимоверно проще, а с учётом потраченного времени так и в разы дешевле. Но как же приятно, когда собранный тобой прибор имеет хоть какой-то вид изделия, которым вполне можно пользоваться. Бесценно ;)

Обзор писался долго, собственно, пока собиралась нагрузка, быстро у меня такие вещи не получаются. За это время видел разные корпуса в выдаче О3 и Алика. Были много разных и интересных вариантов, но ВСЕ они таки существенно дороже. Так-что, считаю, что при стоимости в 350 р. этот корпус стоит внимания. Для себя ещё закажу — а вдруг ещё для чего пригодится ;)