Afwisselende okklusie -opleidingsbril vir hoogspanning [ATtiny13]: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

In my eerste instruksies het ek beskryf hoe ek 'n toestel bou wat baie nuttig behoort te wees vir iemand wat amblyopie (lui oog) wil behandel. Die ontwerp was baie eenvoudig en het 'n paar nadele (dit benodig twee batterye en vloeibare kristalpanele word deur lae spanning aangedryf). Ek het besluit om die ontwerp te verbeter deur 'n spanningsvermenigvuldiger en eksterne skakeltransistors by te voeg. Groter kompleksiteit vereis die gebruik van SMD -komponente.

Stap 1: Vrywaring

Die gebruik van so 'n toestel kan epileptiese aanvalle of ander nadelige gevolge by 'n klein deel van die gebruikers van die toestel veroorsaak. Die konstruksie van so 'n toestel vereis die gebruik van matig gevaarlike gereedskap en kan skade aan eiendom veroorsaak. U bou en gebruik die beskrewe toestel op eie risiko

Stap 2: Onderdele en gereedskap

Onderdele en materiale:

aktiewe sluiter 3D -bril

ATTINY13A-SSU

18x12mm AAN / UIT-drukknopskakelaar (iets soos hierdie, die skakelaar wat ek gebruik het, het reguit, smaller leidings)

2x SMD 6x6mm tasbare knoppies

2x 10 uF 16V -omhulsel A 1206 tantaalkondensator

100 nF 0805 kapasitor

3x 330 nF 0805 kapasitor

4x SS14 DO-214AC (SMA) schottky-diode

10k 0805 weerstand

15k 1206 weerstand

22k 1206 weerstand

9x 27ohm 0805 weerstand

3x 100k 1206 weerstand

6x BSS138 SOT-23 transistor

3x BSS84 SOT-23 transistor

61x44mm koper beklede bord

paar stukke draad

3V battery (CR2025 of CR2032)

isolerende band

kleeflint

Gereedskap:

diagonale snyer

tang

plat skroewedraaier

klein Phillips skroewedraaier

pincet

knipmes

saag of ander gereedskap wat PCB kan sny

0,8 mm boorpunt

boor pres of roterende gereedskap

natriumpersulfaat

plastiekhouer en plastiekgereedskap wat gebruik kan word om PCB uit die etsoplossing te haal

soldeerstasie

soldeer

tinfoelie

AVR -programmeerder (selfstandige programmeerder soos USBasp of u kan ArduinoISP gebruik)

laser drukker

glanspapier

klere yster

1000 grint droë/nat skuurpapier

room skoonmaker

oplosmiddel (byvoorbeeld asetoon of alkohol)

permanente vervaardiger

Stap 3: Maak PCB met behulp van toneroordragmetode

U moet 'n spieëlbeeld van F. Cu (voorkant) op glanspapier afdruk met behulp van 'n laserprinter (sonder dat daar enige tonerbesparende instellings is). Die eksterne afmetings van die gedrukte prent moet 60,96 x 43,434 mm wees (of so na as moontlik). Ek het enkelsydige koperplate gebruik en aan die ander kant met dun drade verbindings gemaak, sodat ek nie hoef te bekommer oor die aanpassing van twee koperlae nie. U kan dubbelzijdige PCB gebruik as u wil, maar die volgende instruksies is slegs vir enkelzijdige PCB.

Sny die PCB in die grootte van die gedrukte prentjie, u kan 'n paar mm aan elke kant van die PCB voeg (maak seker dat die PCB by u bril pas). Vervolgens moet u die koperlaag skoonmaak met nat fyn skuurpapier, en dan deeltjies wat deur die skuurpapier gelaat word, met roomskoonmaker verwyder (u kan ook opwasmiddel of seep gebruik). Maak dit dan skoon met oplosmiddel. Daarna moet u baie versigtig wees om nie met u vingers aan koper te raak nie.

Plaas die gedrukte prent bo -op die PCB en pas dit met die bord. Plaas die PCB op 'n plat oppervlak en bedek dit met 'n yster wat op maksimum temperatuur gestel is. Na 'n kort rukkie moet die papier by die PCB bly. Hou yster teen PCB en papier vas, van tyd tot tyd kan u die posisie van die yster verander. Wag ten minste 'n paar minute totdat papier van kleur na geel verander. Plaas dan PCB met papier in die water (u kan roomskoonmaker of opwasmiddel byvoeg) vir 20 minute. Vryf dan papier van PCB. As daar plekke is waar toner nie by koper vassit nie, gebruik 'n permanente merker om die toner te vervang.

Meng vars water met natriumpersulfaat en sit PCB in die etsoplossing. Probeer om die oplossing by 40 ° C te hou. U kan 'n plastiekhouer bo -op die verkoeler of 'n ander hittebron plaas. Meng die oplossing van tyd tot tyd in die houer. Wag totdat onbedekte koper heeltemal oplos. As dit klaar is, verwyder die PCB uit die oplossing en spoel dit met water. Verwyder toner met asetoon of skuurpapier.

Boor gate in PCB. Ek gebruik skroef as middelste punt om gate in die middel te merk voordat ek boor.

Stap 4: Mikrokontroleerder soldeer en programmeer

Bedek koperbane met soldeersel. As enige spore in die etsoplossing opgelos is, vervang dit met dun drade. Soldeer ATtiny aan PCB, sowel as drade wat die mikrokontroleerder met 'n programmeerder verbind. Laai hv_glasses.hex op, hou standaard sekuriteitsbits (H: FF, L: 6A). Ek het USBasp en AVRDUDE gebruik. Om die.hex -lêer op te laai, moes ek die volgende opdrag uitvoer:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 16 -U flits: w: hv_glasses.hex

U sal miskien agterkom dat ek die waarde van -B (bitklok) moes verander van 8 wat ek in my eerste instruksies vir ATtiny in 16 programmeer het. Dit vertraag die oplaaiproses, maar soms is dit nodig om korrekte kommunikasie tussen programmeerder en mikrobeheerder moontlik te maak.

Nadat u 'n.hex -lêer na ATtiny opgelaai het, kan die kabels van die programmeerder van die PCB afgedroog word. Soldeer res van komponente behalwe lywige SW1 AAN/UIT skakelaar en transistors. Maak verbindings aan die ander kant van die bord met drade. Bedek die hele PCB behalwe transistorblokkies met aluminiumfoelie om MOSFET's teen elektrostatiese ontlading te beskerm. Maak seker dat u soldeerstasie behoorlik gegrond is. Pincet wat u gebruik om komponente te plaas, moet anti-statiese ESD wees. Ek het 'n paar ou pincetjies wat rondgelê het, gebruik, maar ek het dit met 'n draad verbind. U kan eers BSS138-transistors soldeer en PCB met meer foelie bedek as dit klaar is, omdat P-kanaal BSS84 MOSFET's veral kwesbaar is vir elektrostatiese ontlading.

Soldeer SW1 laas, draai die leidings sodat dit dieselfde lyk as SS14 -diodes of tantaalkondensators. As SW1-leidings wyer is as pads op die PCB, en hulle kortsluit na ander spore, sny dit af sodat dit geen probleme veroorsaak nie. Gebruik 'n behoorlike hoeveelheid soldeersel terwyl u SW1 met PCB verbind, aangesien die band wat die PCB en die glasraam bymekaar hou, direk oor SW1 gaan, en dit kan spanning op die soldeerverbindings veroorsaak. Ek het niks in J1-J4 geplaas nie, LC-paneeldrade sal direk aan die PCB gesoldeer word. As u klaar is, soldeer die drade wat na die battery gaan, en plaas die battery tussen hulle en bevestig dit met isolasieband. U kan 'n multimeter gebruik om te kyk of die volledige PCB veranderende spannings op J1-J4-pads genereer. Indien nie, meet die spanning op die vroeë stadiums, kyk of daar geen kortsluitings is nie, ongekoppelde leidings, gebreekte spore. As u PCB spannings op J1-J4 opwek wat tussen 0V en 10-11V ossilleer, kan u LC-panele aan J1-J4 soldeer. U soldeer of meet slegs as die battery ontkoppel is.

As alles uit 'n elektriese oogpunt saamgevoeg is, kan u die PCB met isolasieband bedek en dit met 'n brilraam verbind. Versteek drade wat LC -panele met die PCB verbind, op die plek waar die oorspronklike batteryklep was.

Stap 5: Ontwerpoorsig

Vanuit die oogpunt van die gebruiker werk hoogspannings afwisselende okklusie -bril op dieselfde manier as 'n bril wat in my eerste instruksies beskryf is. SW2 gekoppel aan 15k weerstand verander toestelle se frekwensie (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) en SW3 gekoppel aan 22k weerstandsveranderinge vir hoe lank elke oog toegesluit is (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Nadat u die instellings ingestel het, moet u ongeveer 10 sekondes wag (tien sekondes sonder om aan enige knoppie te raak) voordat dit in EEPROM gestoor en gelaai word nadat dit afgeskakel is, by die volgende toestelbekendstelling. As u beide knoppies gelyktydig druk, word standaardwaardes gestel.

Ek het egter slegs PB5 (RESET, ADC0) pen ATtiny as invoer gebruik. Ek gebruik ADC om spanning op die uitset van die spanningsverdeler van R1-R3 te lees. Ek kan hierdie spanning verander deur op SW2 en SW3 te druk. Spanning is nooit laag genoeg om RESET te aktiveer nie.

Diodes D1-D4 en kapasitors C3-C6 vorm 'n 3-fase Dickson-laaipomp. Laaipomp word aangedryf deur PB1 (OC0A) en PB1 (OC0B) penne van die mikrobeheerder. OC0A- en OC0B -uitsette genereer twee vierkantige golfvorms van 4687,5 Hz wat met 180 grade fase verskuif word (wanneer OC0A HOOG is, is OC0B LAAG, en omgekeerd). Deur die spanning op die mikrobeheerspennetjies te verander, druk die spanning op die C3-C5-kondensatorplate met +BATT-spanning op en af. Diodes laat lading uit die kondensator vloei, watter boonste plaat (een wat aan diodes gekoppel is) het 'n hoër spanning na die een met 'n laer spanning. Natuurlik werk diodes slegs in een rigting, sodat lading slegs in een rigting vloei, sodat elke volgende kapasitor in volgorde laai na spanning wat hoër is as in die vorige kapasitor. Ek het Schottky -diodes gebruik, aangesien hulle 'n lae spanningsval het. Vermenigvuldiging sonder spanning is 3,93. Vanuit praktiese oogpunt is die ladingpomp se uitset slegs 100k weerstande (stroom vloei tegelykertyd deur 1 of 2 daarvan). Onder die las is die spanning op die laaipomp se uitset 3,93*(+BATT) minus ongeveer 1V, en die laadpompe se doeltreffendheid is ongeveer 75%. D4 en C6 verhoog nie spanning nie, hulle verminder slegs spanning rimpels.

Transistors Q1, Q4, Q7 en 100k weerstande skakel lae spanning van mikrobeheerderuitsette om na spanning vanaf laai pompuitset. Ek het MOSFET's gebruik om LC -panele aan te dryf, want stroom vloei slegs deur hul hekke as die hekspanning verander. 27ohm -weerstande beskerm transistors teen groot oorstroomhekstrome.

Die toestel verbruik ongeveer 1,5 mA.