OnStep Fysetc E4 Enclosure

English description below

Für das phantastische OnStep-Projekt von Howard Dutton (https://onstep.groups.io/g/main) hier ein Gehäuse für eine Steuerung auf Basis des 3D-Drucker-Mainboards Fysetc E4.

Vorab: Das ist kein Projekt für Anfängerinnen und Anfänger. Hinreichende Kenntnisse im Löten und Crimpen von Kabeln sind erforderlich!
Alle Informationen zum Bau der OnStep-Steuerung mit dem Fysetc E4 Board sind auf der Projektseite von OnStep zu finden: https://onstep.groups.io/g/main/wiki/32747

 Und: Ich habe für die Teile keine CAD-Dateien, da ich meine Modelle in TinkerCAD erstelle.

Das Gehäuse hat die gleiche Größe, wie das für die Max-Boards vorgeschlagenen Alu-Gehäuse mit den Maßen 120x97x40mm, so dass die gleichen Halterungen genutzt werden können.

Der USB-Anschluss ist als USB-C ausgeführt. Durch die Auftrennung der 5V Leitung muss der Controller auch zur Programmierung an der 12-24Volt Versorgungspannung angeschlossen sein. Das hat aber auch den Vorteil, dass der Controller beim Abschalten der Versorgungspannung aus ist und nicht weiter über den USB-Port mit Strom versorgt wird.

Es sind Einbauplätze für ein ZS-042 (DS3231) RTC-Modul und einen BME280 Umweltsensor vorhanden.

Sowohl die DS3231-RTC als auch der BME280 haben einen sehr geringen Stromverbrauch. Ohne die Power-LED auf dem ZS-042 Modul (die entfernt werden sollte) liegt ihre gemeinsame Stromaufnahme unter 1 mA. Daher kann ein geeigneter Spannungsregler so einfach sein wie eine rote LED, die in Serie mit der 5-V-Versorgung geschaltet wird. Die LED verursacht einen Spannungsabfall zwischen 1,6 und 1,9 V, sodass die resultierende Versorgungsspannung zwischen 3,1 und 3,4 V liegt. Dies befindet sich innerhalb der Spezifikationen aller angeschlossenen Komponenten.

+5V in  ----->|----- + ~3.3V out
               rote LED
Um die Verdrahtung möglichst einfach zu gestalten, habe ich die LED auf das ZS-042 Modul gelötet und den nicht benötigten SQW-Anschluss als 5V-Eingang verwendet. Um das machen zu können, muss aber auf der Batterieseite des Moduls die SQW Leitbahn durchtrennt werden (siehe Bilder).

Obwohl ein BME280-5V-Modul in diesem Aufbau auch funktionieren kann, wird empfohlen, stattdessen das BME280-3,3V-Modul zu verwenden, da dieses eine geringere Eigenerwärmung aufweist. Das passt auch nur in den vorgesehen Einbauplatz.

Es gibt zwei Version des Unterteils. Eins mit einer 5.5/2.1 Hohlbuchse für die Spannungsversorgung und eins mit zwei Hohlbuchsen, so dass die Versorgungsspannung weitergeschleift werden kann.

Im Boden sind 4 Einpressgewinde vorgesehen, an denen man Befestigung anschrauben kann, um die Steuerung an der Montierung anzubringen. Um sie für eine höhere Festigkeit auch von innen einpressen zu können, gehen die Löcher durch und werden mit einer Abdeckung verschlossen (muss geklebt werden), die verhindert, dass man die Schrauben bis zur Platine durchschrauben kann.

Die Vorwiderstände für die LEDs (Power und Tracking) sind direkt an die LEDs gelötet. Der Widerstandswert richtet sich nach der Effizienz der LED und der gewünschten Helligkeit. Die LEDs sind bei mir in Metallfassungen eingebaut, die es leider nicht mehr gibt. Vergleichbares ist aber erhältlich.

Benötigtes Material (siehe Bilder):
- Fysetc E4 Board
- GX12 Einbaustecker für DEC, RA und Focuser (bei mir 5 polig)
- 5.5/2.1 mm Hohlbuchse (Einbau D=10,6mm) für Spannungsversorgung (1 oder 2)
- Einpoliger Wippschalter (Ausschnitt 13 x 20 mm)
- JST Stecker und Crimpwerkzeug
- XH 2.54 Buchsen mit Kabel (4 polig und 2 Polig)
- USB-C Buchse mit losen Kabelenden (4 polig)
- ZS-042 (DS3231) RTC Modul
- BME280 3.3V Modul
- LEDs rot
- Schmelz-Gewindeeinsätze M2,5 und/oder M3 und dazu passende Schrauben

Druck-Tipps:
Material:      PLA oder PETG (wenn es in der Sonne genutzt wird)
Düse:            0,4 mm
Perimeter:   3 - sonst gibt es Probleme beim Einpressen der Gewindeeinsätze
Infill:             Gyroid, 15 %
Stützen:        keine
Drucker:       FDM – meine Teile wurden einem Prusa MK4S gedruckt

Transation done by ChatGPT 

For the fantastic OnStep project by Howard Dutton (https://onstep.groups.io/g/main), here is an enclosure for a controller based on the Fysetc E4 3D-printer mainboard.

Note in advance: This is not a project for beginners. Sufficient skills in soldering and crimping cables are required!
All information on building an OnStep controller with the Fysetc E4 board can be found on the OnStep project page:
https://onstep.groups.io/g/main/wiki/32747

Also: I do not have any CAD files for the parts, as I create my models in TinkerCAD.

The enclosure has the same dimensions as the aluminum enclosure recommended for the Max boards (120 × 97 × 40 mm), so the same mounting brackets can be used.

The USB port is implemented as USB-C. Due to the separation of the 5 V line, the controller must also be connected to the 12–24 V supply voltage for programming. This has the advantage that the controller is completely powered off when the supply voltage is switched off and is not kept alive via the USB port.

There are mounting positions for a ZS-042 (DS3231) RTC module and a BME280 environmental sensor.

Both the DS3231 RTC and the BME280 have very low power consumption. Without the power LED on the ZS-042 module (which should be removed), their combined current draw is less than 1 mA. Therefore, a suitable voltage regulator can be as simple as a red LED placed in series with the 5 V supply. The LED drops between 1.6 and 1.9 V, resulting in a supply voltage between 3.1 and 3.4 V, which is within the specifications of all connected components.

+5V in  ----->|----- + ~3.3V out
               red LED
To keep the wiring as simple as possible, I soldered the LED directly onto the ZS-042 module and used the unused SQW pin as the 5 V input. To do this, however, the SQW trace on the battery side of the module must be cut (see pictures).

Although a BME280 5 V module may also work in this setup, it is recommended to use the BME280 3.3 V module instead, as it has less self-heating. It is also the only version that fits into the intended mounting position.

There are two versions of the bottom part: one with a single 5.5/2.1 mm barrel jack for the power supply, and one with two barrel jacks, allowing the supply voltage to be daisy-chained.

The bottom includes four press-in threaded inserts that allow mounting brackets to be attached in order to fix the controller to the mount. To allow the inserts to be pressed in from the inside for greater strength, the holes go all the way through and are closed with a cover (must be glued), which prevents screws from being driven through to the PCB.

The series resistors for the LEDs (power and tracking) are soldered directly to the LEDs. The resistor value depends on the efficiency of the LED and the desired brightness. In my build, the LEDs are mounted in metal holders that are unfortunately no longer available, but similar parts can still be found.

Required materials (see pictures):

• Fysetc E4 board

• GX12 panel-mount connectors for DEC, RA, and focuser (5-pin in my case)

• 5.5/2.1 mm barrel jack (panel mount, Ø 10.6 mm) for power supply (1 or 2)

• Single-pole rocker switch (cutout 13 × 20 mm)

• JST connectors and crimping tool

• XH 2.54 sockets with cables (4-pin and 2-pin)

• USB-C socket with loose cable ends (4-wire)

• ZS-042 (DS3231) RTC module

• BME280 3.3 V module

• Red LEDs

• Heat-set threaded inserts M2.5 and/or M3 with matching screws

Printing tips:

• Material: PLA or PETG (if used in sunlight)

• Nozzle: 0.4 mm

• Perimeters: 3 – otherwise there may be problems when inserting the threaded inserts

• Infill: Gyroid, 15%

• Supports: none

• Printer: FDM – my parts were printed on a Prusa MK4S