Bảng điều khiển nút nhấn gắn tủ rack (Rack pushbutton panel)

Đây là mặt panel 1U dành cho tủ rack 19 inch. Thiết kế có sẵn các lỗ để lắp 8 nút nhấn vuông, 2 đèn LED và 2 công tắc gạt.

Tôi tạo ra thiết kế này để có thêm các nút bấm lập trình được ngay phía trước tủ rack, giúp kích hoạt các cảm biến nhị phân trong HomeAssistant. Chúng tôi sử dụng hệ thống này cho các thiết bị sân khấu thông qua HomeAssistant, và bảng điều khiển này mang đến cho kỹ thuật viên một giao diện vật lý để kích hoạt các kịch bản tự động hóa.

Thiết kế

Phần thân chính của panel được ghép từ hai mảnh giống hệt nhau, với một mảnh xoay 180 độ. Hai mảnh này được kết nối bằng các chốt dowel (đã bao gồm) và một phần "kẹp" để tăng độ cứng cáp. Bạn hãy dùng keo dán nhựa để cố định các bộ phận này vào khung panel.

Phần "tai" (rack ears) của panel được thiết kế để làm bằng kim loại, bạn cần tự tìm mua riêng.

Các linh kiện điện tử được lắp ngay sau panel và được bảo vệ bằng một lớp vỏ nhựa sâu (cũng gồm 2 phần). Thiết kế này không in được trên các máy in khổ nhỏ (chiều rộng in tối thiểu cần là 210mm). Nó vừa khít hoàn hảo trên máy Prusa MK4S.

Các linh kiện cần chuẩn bị thêm

Các chi tiết không thể in 3D, bạn cần tự tìm mua:

Phần cứng

• Đai ốc vuông M4 - 8 cái - để gắn tai rack kim loại
• Bulong đầu bằng M4 8mm - 8 cái - để gắn tai rack
• Ốc cấy (threaded insert) M2 đường kính ngoài 3mm, sâu 3mm - 8 cái - để gắn vỏ sau
• Bulong đầu bằng M2 4mm - 8 cái - để gắn vỏ sau
• Tai gắn rack, loại Ubiquity Unifi - 2 cái. Phải có khoảng cách lỗ M4 là 25mm
• Ốc cấy M3 - 4 cái - để gắn bo mạch PCB
• Bulong M3 6mm - 4 cái - để gắn PCB

Điện tử

• PCB + linh kiện + dây kết nối - sử dụng mẫu PCB đi kèm hoặc tự thiết kế
• Công tắc - 8 cái - nút nhấn tactile vuông có đèn LED, 18mm x 18mm
• Công tắc gạt - 2 cái - đường kính 6mm
• Đèn LED có kẹp - 2 cái - đường kính 6mm
• Cổng nguồn USB C cái - 1 cái - 14mm x 5mm
• Nguồn USB C (tối thiểu 0.5A)

Lưu ý khi in

Với phần panel, bạn nên dùng 3...4 lớp vỏ (perimeters) và độ lấp đầy (infill) 20%. Panel cần đảm bảo độ cứng để khi nhấn nút không bị cong vênh.

Linh kiện điện tử

Thiết kế này phù hợp với bo mạch PCB 170mm x 38mm đặt bên trong trên các trụ đỡ. Mọi kết nối của công tắc và linh kiện khác đều được đưa vào trong và nối với PCB để điều khiển. Tôi sử dụng ESP D1 mini làm bộ điều khiển chạy phần mềm ESPHome.

Thiết kế PCB của tôi cũng được đính kèm để bạn tham khảo. Nó có các giắc cắm cho công tắc, LED và nguồn. Xin lưu ý rằng tôi không phải là kỹ sư điện tử chuyên nghiệp, PCB có thể có sai sót. Hãy cân nhắc kỹ trước khi sử dụng.

Sơ đồ mạch: https://oshwlab.com/anroots/ruutu10-hass-pdu

Bạn có thể gửi thiết kế này cho các xưởng như JLCPCB để gia công.

Firmware

Trong các file đính kèm có mẫu firmware ESPHome. Nó giúp khởi tạo 8 nút nhấn và kích hoạt tự động hóa dựa trên trạng thái trong HomeAssistant. Bạn có thể tùy chỉnh hoặc sử dụng firmware riêng của mình.