משקפי אימון לסירוגין מתח גבוה [ATtiny13]: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

במדריך הראשון שלי תיארתי כיצד לבנות מכשיר שאמור לעזור מאוד למי שרוצה לטפל באמבליופיה (עין עצלה). העיצוב היה פשטני מאוד והיו לו כמה חסרונות (נדרש שימוש בשתי סוללות ולוחות גביש נוזלי מונעים על ידי מתח נמוך). החלטתי לשפר את העיצוב על ידי הוספת מכפיל מתח וטרנזיסטורים מיתוג חיצוניים. מורכבות גבוהה יותר נדרשת שימוש ברכיבי SMD.

שלב 1: כתב ויתור

שימוש במכשיר כזה עלול לגרום להתקפים אפילפטיים או לתופעות לוואי אחרות בחלק קטן ממשתמשי המכשיר. בניית מכשיר כזה דורשת שימוש בכלים מסוכנים למדי ועלולה לגרום נזק או נזק לרכוש. אתה בונה ומשתמש במכשיר המתואר על אחריותך בלבד

שלב 2: חלקים וכלים

חלקים וחומרים:

משקפי 3D תריס פעילים

ATTINY13A-SSU

מתג כפתור לחיצה (18x12 מ"מ ON-OFF) (משהו כזה, למתג שהשתמשתי בו היו מוליכים ישרים וצרים יותר)

2 כפתורי מתג מישוש SMD 6x6mm

2x 10 uF 16V מארז קבל טנטלום 1206

קבל 100 nF 0805

3x 330 nF 0805 קבלים

דיודת Schottky 4x SS14 DO-214AC (SMA)

נגד 10k 0805

נגד 15k 1206

נגד 22k 1206

9x 27ohm נגד 0805

3x 100k 1206 נגד

6x טרנזיסטור SOT-23 BSS138

טרנזיסטור 3x BSS84 SOT-23

לוח בנפח 61x44 מ"מ

כמה חתיכות חוט

סוללת 3V (CR2025 או CR2032)

סרט בידוד

סקוטש

כלים:

חותך אלכסוני

צְבָת

מברג שטוח

מברג פיליפס קטן

מַלְקֶטֶת

סכין שירות

מסור או כלי אחר שיכול לחתוך PCB

מקדח 0.8 מ"מ

מקדחה או כלי סיבוב

נתרן פרסולפט

מיכל פלסטיק וכלי פלסטיק שניתן להשתמש בהם כדי להוציא PCB מתמיסת התחריט

תחנת הלחמה

לְרַתֵך

נייר אלומיניום

מתכנת AVR (מתכנת עצמאי כמו USBasp או שאתה יכול להשתמש ב- ArduinoISP)

מדפסת לייזר

נייר מבריק

גיהוץ בגדים

נייר זכוכית יבש/רטוב 1000 חצץ

מנקה שמנת

ממס (למשל אצטון או אלכוהול שפשוף)

יוצר קבוע

שלב 3: הכנת PCB בשיטת העברת טונרים

עליך להדפיס תמונת מראה של F. Cu (הצד הקדמי) על נייר מבריק באמצעות מדפסת לייזר (ללא הגדרות חיסכון בטונר). מידות חיצוניות של התמונה המודפסת צריכות להיות 60.96x43.434 מ מ (או כמה שיותר קרוב). השתמשתי בלוח נחושת חד צדדי ויצרתי חיבורים בצד השני עם חוטים דקים כך שלא הייתי צריך לדאוג ליישור שתי שכבות נחושת. אתה יכול להשתמש ב- PCB דו צדדי אם תרצה, אך ההנחיות הבאות יהיו עבור PCB חד צדדי בלבד.

גזור PCB לגודל התמונה המודפסת, תוכל להוסיף כמה מ מ לכל צד של הלוח אם תרצה (ודא ש- PCB יתאים למשקפיים שלך). בשלב הבא תצטרך לנקות את שכבת הנחושת באמצעות נייר זכוכית דק ורטוב, ולאחר מכן להסיר חלקיקים שנותרו על ידי נייר זכוכית בעזרת ניקוי קרם (אתה יכול גם להשתמש בנוזל שטיפה או סבון). לאחר מכן נקו אותו עם ממס. לאחר מכן עליך להיזהר מאוד לא לגעת בנחושת באצבעותיך.

שים את התמונה המודפסת על גבי הלוח והיישר אותה עם הלוח ואז הניח את הלוח על משטח שטוח וכסה אותה במגהץ בגדים המוגדר לטמפרטורה מקסימלית. לאחר זמן קצר הנייר צריך להיצמד ל- PCB. שמור על מגהץ לחוץ על PCB ונייר, מעת לעת אתה עשוי לשנות את מיקום הברזל. המתן מספר דקות לפחות עד שהנייר ישנה את צבעו לצהוב. לאחר מכן הניחו PCB עם נייר למים (ניתן להוסיף מנקה שמנת או נוזל כביסה) למשך 20 דקות. לאחר מכן, שפשף נייר מה- PCB. אם יש מקומות שבהם הטונר לא נדבק לנחושת, השתמש בטוש קבוע להחלפת הטונר.

מערבבים מים מתוקים עם נתרן פרסולפט ומכניסים PCB לתמיסת התחריט. נסה לשמור את הפתרון בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס. אתה יכול לשים מיכל פלסטיק על גבי רדיאטור או מקור חום אחר. מדי פעם מערבבים תמיסה במיכל. המתן עד שהנחושת החשופה תתמוסס לחלוטין. בסיום הסר PCB מהתמיסה ושטוף אותו במים. הסר טונר בעזרת אצטון או נייר זכוכית.

חורים לקדוח ב- PCB. השתמשתי בבורג כאגרוף מרכזי לסימון מרכזי חורים לפני הקידוח.

שלב 4: הלחמה ותכנות מיקרו -בקר

מכסים פסי פסי נחושת בהלחמה. אם כל מסלול מומס בתמיסת תחריט, החלף אותם בחוטים דקים. הלחמה ATtiny ל- PCB, כמו גם חוטים שיחברו מיקרו -בקר למתכנת. העלה hv_glasses.hex, שמור על סיביות נתיך ברירת המחדל (H: FF, L: 6A). השתמשתי ב- USBasp ו- AVRDUDE. העלאת קובץ.hex דרשה ממני לבצע את הפקודה הבאה:

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

יתכן שתבחין שהייתי צריך לשנות ערך -B (bitclock) מ -8 שהשתמשתי בו לתכנת ATtiny בהוראה הראשונה שלי עד 16. זה מאט את תהליך ההעלאה, אך לפעמים יש צורך לאפשר תקשורת נכונה בין המתכנת והמיקרו -בקר.

לאחר שהעלית קובץ.hex ל- ATtiny, חוטי מתכנת desolder מה- PCB. שאר הלחמה של רכיבים למעט מתג הפעלה/כיבוי SW1 מגושם וטרנזיסטורים. צור חיבורים בצד השני של הלוח בעזרת חוטים. מכסים את כל הלוח מלבד רפידות הטרנזיסטור ברדיד אלומיניום כדי להגן על MOSFET היוצרים פריקה אלקטרוסטטית. וודא שתחנת ההלחמה שלך מקורקעת כראוי. פינצטה שבה אתה משתמש כדי למקם רכיבים צריכה להיות של אנטי סטטית מסוג ESD. השתמשתי בכמה פינצטות ישנות ששכבו, אבל חיברתי אותן לקרקע בעזרת חוט. תחילה תוכל להלחין טרנזיסטורים BSS138 ולכסות את ה- PCB בנייר כסף לאחר סיומם, מכיוון שמערכות ה- MOSFET של ערוצי P BSS84 פגיעות במיוחד לפריקה אלקטרוסטטית.

הלחמה SW1 אחרונה, זווית מוביל שלה כך שזה נראה באופן דומה דיודות SS14 או קבלים טנטלום. אם מוליכים מסוג SW1 רחבים יותר מרפידות PCB והם מקצרים למסלולים אחרים, חותכים אותם כך שלא יגרמו לבעיות. השתמש בכמות הגונה של הלחמה בעת הצטרפות ל- SW1 עם PCB, שכן סרט שיחזיק את מסגרת הלוח והמשקפיים יחדיו יעבור על SW1 וזה עלול לגרום למתח על מפרקי הלחמה. לא הנחתי דבר ב- J1-J4, חוטי פנל LC יומלכו ישירות ל- PCB. בסיום, חוטי הלחמה שיעברו לסוללה, שימו את הסוללה ביניהם והבטיחו את הכל במקום בעזרת סרט בידוד. אתה יכול להשתמש במולטימטר כדי לבדוק אם PCB מלא יוצר מתח משתנה על רפידות J1-J4. אם לא, מדוד מתח בשלבים מוקדמים יותר, בדוק אם יש קצר חשמלי, מוליכים לא מחוברים, מסלולים שבורים. כאשר ה- PCB שלך יוצר מתחים ב- J1-J4 המתנדנדים בין 0V ל- 10-11V, תוכל להלחם לוחות LC ל- J1-J4. אתה עושה הלחמות או מדידות רק כאשר הסוללה מנותקת.

כאשר הכל מורכב מנקודת מבט חשמלית, אתה יכול לכסות את גב ה- PCB עם סרט בידוד ולהצטרף ל- PCB עם מסגרת משקפיים על ידי הנחת סרט מסביב. הסתר חוטים המחברים לוחות LC למחשב הלוח במקום שבו היה מכסה הסוללה המקורי.

שלב 5: סקירת עיצוב

מנקודת מבט של משתמשים, משקפי אימון לסירוגין במתח גבוה פועלים באותו אופן כמו משקפיים המתוארים במדריך הראשון שלי. SW2 המחובר לנגד 15k משנה את תדר המכשירים (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) ו- SW3 המחובר לשינויי הנגד של 22k למשך כמה זמן כל עין נחסמת (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). לאחר שתגדיר את ההגדרות, עליך להמתין כ -10 שניות (10 שניות של אי נגיעה בכפתורים) עד שיאוחסנו ב- EEPROM ויטענו לאחר כיבוי ההפעלה, בעת הפעלת המכשיר הבא. לחיצה על שני הלחצנים בו זמנית קובעת ערכי ברירת מחדל.

עם זאת, השתמשתי רק בסיכת PB5 (RESET, ADC0) של ATtiny כקלט. אני משתמש ב- ADC כדי לקרוא מתח על הפלט של מחלק המתח עשוי R1-R3. אני יכול לשנות את המתח הזה על ידי לחיצה על SW2 ו- SW3. המתח אף פעם לא נמוך מספיק כדי להפעיל איפוס.

דיודות D1-D4 וקבלים C3-C6 יוצרים משאבת טעינה של דיקסון בת 3 שלבים. משאבת הטעינה מונעת על ידי סיכות PB1 (OC0A) ו- PB1 (OC0B) של המיקרו -בקר. יציאות OC0A ו- OC0B מייצרות שתי צורות גל מרובעות של 4687.5 הרץ שמועברות פאזה ב -180 מעלות (כאשר OC0A הוא גבוה, OC0B הוא נמוך, ולהיפך). שינוי המתחים בסיכות המיקרו-בקר דוחף מתח על צלחות קבלים C3-C5 למעלה ולמטה על ידי +מתח BATT. דיודות מאפשרות זרימת מטען מהקבלים שלפלטה העליונה (כזו שמחוברת לדיודות) יש מתח גבוה יותר לזה שיש ללוח העליון מתח נמוך יותר. כמובן שדיודות פועלות רק בכיוון אחד, כך שהמטען זורם רק בכיוון אחד, כך שכל קבל הבא ברצף נטען למתח גבוה יותר מאשר בקבל הקודם. השתמשתי בדיודות שוטקי, מכיוון שיש להן ירידת מתח קדימה נמוכה. הכפלת מתח ללא עומס היא 3.93. מבחינה מעשית רק העומס על תפוקת משאבת הטעינה הוא נגדים של 100k (הזרם זורם דרך 1 או 2 מהם במקביל). תחת עומס זה, המתח בפלט משאבת הטעינה הוא 3.93*(+BATT) מינוס סביב 1V, ויעילות משאבות הטעינה היא כ -75%. D4 ו- C6 אינם מעלים מתח, הם רק מפחיתים אדוות מתח.

נגדים טרנזיסטורים Q1, Q4, Q7 ו- 100k ממירים מתח נמוך מיציאות מיקרו -בקר למתח מפלט משאבת הטעינה. השתמשתי ב- MOSFET כדי להניע לוחות LC מכיוון שזרם זורם בשעריהם רק כאשר מתח השער משתנה. נגדי 27 אוהם מגנים על טרנזיסטורים מפני זרמי שער נחשולים גדולים.

המכשיר צורך כ- 1.5 mA.