Yuqori kuchlanishli o'zgaruvchan okklyuzion o'quv ko'zoynagi [ATtiny13]: 5 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Birinchi darsimda men ambliyopiya (dangasa ko'z) ni davolashni istaganlarga juda foydali bo'lishi kerak bo'lgan qurilmani qanday yasashni tasvirlab berdim. Dizayn juda sodda va ba'zi kamchiliklarga ega edi (buning uchun ikkita batareyadan foydalanish kerak edi va suyuq kristalli panellar past kuchlanishli). Men kuchlanish multiplikatori va tashqi o'tish tranzistorlarini qo'shib dizaynni yaxshilashga qaror qildim. Yuqori murakkablik SMD komponentlaridan foydalanishni talab qiladi.

1 -qadam: Ogohlantirishdan voz kechish

Bunday qurilmadan foydalanish epileptik tutilishlarga yoki boshqa foydalanuvchilarning kichik qismlarida salbiy oqibatlarga olib kelishi mumkin. Bunday qurilmaning qurilishi o'rtacha xavfli asboblardan foydalanishni talab qiladi va mulkka zarar yoki zarar etkazishi mumkin. Siz tavsiflangan qurilmani o'zingiz xavf ostiga qo'yasiz va qurasiz

2 -qadam: ehtiyot qismlar va asboblar

Materiallar va qismlar:

faol deklanşör 3D ko'zoynak

ATTINY13A-SSU

18x12 mm ON-OFF tugmachali tugmachali kalit (shunga o'xshash, men ishlatgan kalit to'g'ri va torroq edi)

2x SMD 6x6mm sensorli kalit tugmalari

2x 10 uF 16V Case 1206 tantal kondansatör

100 nF 0805 kondansatör

3x 330 nF 0805 kondansatör

4x SS14 DO-214AC (SMA) diyot

10k 0805 qarshilik

15k 1206 qarshilik

22k 1206 qarshilik

9x 27ohm 0805 qarshilik

3x 100k 1206 qarshilik

6x BSS138 SOT-23 tranzistorli

3x BSS84 SOT-23 tranzistorli

61x44 mm mis qoplamali taxta

bir necha bo'lak sim

3V batareya (CR2025 yoki CR2032)

izolyatsion lenta

skotch lentasi

Asboblar:

diagonal kesuvchi

penseler

tekis tornavida

kichik tornavida

cımbızlar

xizmat pichog'i

PCBni kesadigan arra yoki boshqa asbob

0,8 mm matkap

burg'ulash dastgohi yoki aylanadigan asbob

natriy persulfat

plastmassa idish va plastmassa asbob, bu PCBni eritma eritmasidan olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin

lehim stantsiyasi

lehim

alyumin folga

AVR dasturchisi (USBasp kabi mustaqil dasturchi yoki siz ArduinoISP dan foydalanishingiz mumkin)

lazer printer

yaltiroq qog'oz

kiyim temir

1000 dona quruq/ho'l zımpara

krem tozalovchi

hal qiluvchi (masalan, aseton yoki alkogol)

doimiy ishlab chiqaruvchi

3 -qadam: Toner o'tkazish usuli yordamida tenglikni yaratish

F. Cu (old tomoni) oynali tasvirini porloq qog'ozga lazer printer yordamida chop etish kerak (tonerni tejash sozlamalari yoqilmagan). Chop etilgan rasmning tashqi o'lchamlari 60,96x43,434 mm (yoki iloji boricha yaqin) bo'lishi kerak. Men bir tomonlama mis qoplamali taxtadan foydalandim va boshqa tomondan ingichka simlar bilan ulandim, shuning uchun ikkita mis qatlamini tekislashdan xavotir olmasdim. Agar xohlasangiz, siz ikki tomonlama tenglikni ishlatishingiz mumkin, lekin keyingi ko'rsatmalar faqat bir tomonlama PCB uchun bo'ladi.

PCB -ni bosilgan tasvir hajmiga kesib oling, agar xohlasangiz, tenglikni har tomoniga bir necha mm qo'shishingiz mumkin (tenglikni sizning ko'zoynagingizga mos kelishiga ishonch hosil qiling). Keyin siz nam qatlamli zımpara bilan mis qatlamini tozalashingiz kerak, keyin zımpara qoldiqlarini krem tozalagich bilan olib tashlashingiz kerak (yuvish vositasi yoki sovun bilan ham ishlatishingiz mumkin). Keyin uni hal qiluvchi bilan tozalang. Shundan so'ng, barmoqlaringiz bilan misga tegmaslik uchun juda ehtiyot bo'lishingiz kerak.

Chop etilgan rasmni tenglikni ustiga qo'ying va uni taxtaga joylashtiring, so'ngra tenglikni tekis yuzaga qo'ying va yuqori haroratga o'rnatilgan kiyim bilan temir bilan yoping. Qisqa vaqt o'tgach, qog'oz PCBga yopishishi kerak. Temirni PCB va qog'ozga bosib turing, vaqti -vaqti bilan siz temirning holatini o'zgartirishingiz mumkin. Qog'oz rangi sariq rangga o'zgarguncha kamida bir necha daqiqa kuting. Keyin qog'oz bilan PCBni suvga qo'ying (siz krem tozalagich yoki kir yuvish suyuqligini qo'shishingiz mumkin) 20 daqiqa davomida. Keyin, tenglikni qog'ozdan silang. Agar toner misga yopishmagan joylar bo'lsa, tonerni almashtirish uchun doimiy markerdan foydalaning.

Chuchuk suvni natriy persulfat bilan aralashtiring va PCBni eritma eritmasiga soling. Eritmani 40 ° C da saqlashga harakat qiling. Siz plastik idishni radiator yoki boshqa issiqlik manbai ustiga qo'yishingiz mumkin. Vaqti -vaqti bilan idishda eritmani aralashtiring. Yopilmagan mis to'liq erishini kuting. Tayyor bo'lgach, PCBni eritmadan chiqarib oling va suvda yuving. Tonerni aseton yoki zımpara bilan olib tashlang.

PCBda burg'ulash teshiklari. Men burg'ulashdan oldin teshik markazlarini belgilash uchun vintni markaziy zımba sifatida ishlatardim.

4 -qadam: Mikrokontrollerni lehimlash va dasturlash

Mis izlarini lehim bilan yoping. Agar biron -bir izlar o'yma eritmasida erigan bo'lsa, ularni ingichka simlar bilan almashtiring. ATtiny lehimini PCB ga, shuningdek, mikrokontrollerni dasturchiga ulaydigan simlar. Hv_glasses.hex -ni yuklang, standart sug'urta bitlarini saqlang (H: FF, L: 6A). Men USBasp va AVRDUDE dan foydalanardim.. Hex faylini yuklash meni quyidagi buyruqni bajarishimni talab qildi:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 16 -U chirog'i: w: hv_glasses.hex

Siz ATtiny dasturida ishlatilgan 8 -dan -B (bitclock) qiymatini birinchi ko'rsatmali 16 -ga o'zgartirishim kerakligini sezishingiz mumkin. Bu yuklash jarayonini sekinlashtiradi, lekin ba'zida dasturchi va mikrokontroller o'rtasida to'g'ri muloqotga ruxsat berish kerak bo'ladi.

. Hex faylini ATTiny -ga, PCB -dan ajratuvchi dasturchi simlariga yuklaganingizdan so'ng. Qolgan SW1 ON/OFF kaliti va tranzistorlardan tashqari, qolgan qismlarning lehimlanishi. Kengashning boshqa tomonida simlar bilan ulanishlarni amalga oshiring. MOSFETlarni elektrostatik tushirishdan himoya qilish uchun alyumin folga bilan tranzistorli prokladkalardan tashqari barcha PCBni yoping. Lehimlash stantsiyasi to'g'ri erga ulanganligiga ishonch hosil qiling. Komponentlarni joylashtirish uchun ishlatadigan cımbızlar anti-statik ESD bo'lishi kerak. Men yotgan eski cımbızlardan foydalandim, lekin ularni sim bilan erga uladim. Siz avval BSS138 tranzistorlarini lehimlashingiz mumkin va ular tugagandan so'ng PCBni ko'proq folga bilan yopishingiz mumkin, chunki P-kanalli BSS84 MOSFETlar elektrostatik oqimdan ayniqsa himoyasiz.

SW1 lehimi, oxirigacha, o'z burchaklarining burchagini ochadi, shuning uchun u SS14 diodlari yoki tantal kondensatorlariga o'xshaydi. Agar SW1 simlari PCB yostiqchalariga qaraganda kengroq bo'lsa va ular boshqa yo'llarga qisqa tutashuvli bo'lsa, ularni hech qanday muammo tug'dirmasligi uchun kesib oling. SW1 -ni tenglikni bilan birlashtirganda, lehimning etarli miqdorini ishlating, chunki tenglikni va ko'zoynak ramkasini bir -biriga bog'lab turadigan lenta to'g'ridan -to'g'ri SW1 ustidan o'tadi va lehim bo'g'imlarida biroz kuchlanishni keltirib chiqarishi mumkin. Men J1-J4 ga hech narsa qo'ymadim, LC paneli simlari to'g'ridan-to'g'ri PCBga lehimlanadi. Ishingiz tugagach, lehim simlari batareyaga tushadi, ular orasiga batareyani joylashtiring va izolyatsion lenta bilan mahkamlang. To'liq PCB J1-J4 prokladkalarida o'zgaruvchan kuchlanish hosil qilishini tekshirish uchun siz multimetrdan foydalanishingiz mumkin. Aks holda, oldingi bosqichlarda kuchlanishni o'lchang, qisqa tutashuvlar, ulanmagan simlar, singan izlar borligini tekshiring. Agar sizning tenglikni J1-J4da 0V dan 10-11V gacha bo'lgan kuchlanish hosil qilsa, siz LC panellarini J1-J4 ga lehimlashingiz mumkin. Siz har qanday lehim yoki o'lchovni faqat batareya uzilgan paytda bajarasiz.

Agar hamma narsa elektr nuqtai nazaridan birlashtirilsa, siz PCBning orqa qismini izolyatsiya tasmasi bilan yopishingiz va atrofiga lenta qo'yib, PCBni ko'zoynak ramkasi bilan ulashingiz mumkin. LC panellarini PCB bilan batareyaning asl qopqog'i bo'lgan joyiga ulaydigan simlarni yashiring.

5 -qadam: Dizaynga umumiy nuqtai

Foydalanuvchilar nuqtai nazaridan, yuqori voltli o'zgaruvchan okklyuzion o'quv ko'zoynagi mening birinchi ko'rsatmamda tasvirlangan ko'zoynaklar bilan bir xil ishlaydi. 15k rezistorga ulangan SW2 qurilmalar chastotasini o'zgartiradi (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) va 22k rezistorga ulangan SW3 har bir ko'zning yopilishi qancha vaqt o'zgaradi (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Sozlamalarni o'rnatganingizdan so'ng, siz qurilmani keyingi ishga tushirish vaqtida EEPROM -da saqlanishi va quvvat o'chirilgandan so'ng yuklanishi uchun taxminan 10 soniya kutishingiz kerak (10 soniya davomida hech qanday tugma bosilmasligi kerak). Ikkala tugmani bir vaqtning o'zida bosish standart qiymatlarni o'rnatadi.

Biroq, men kirish sifatida ATtiny ning faqat PB5 (RESET, ADC0) pinidan foydalandim. Men ADC-dan R1-R3 kuchlanish bo'luvchi chiqish voltajini o'qish uchun foydalanaman. Men bu kuchlanishni SW2 va SW3 tugmalarini bosib o'zgartirishim mumkin. RESETni ishga tushirish uchun kuchlanish hech qachon past bo'lmaydi.

D1-D4 diodlari va C3-C6 kondansatörleri 3 bosqichli Dikson zaryad nasosini hosil qiladi. Zaryad nasosi mikrokontrollerning PB1 (OC0A) va PB1 (OC0B) pinlari bilan boshqariladi. OC0A va OC0B chiqishlari 4687,5 gigagertsli ikkita kvadrat to'lqin shaklini hosil qiladi, ular fazani 180 gradusga siljitadi (OC0A yuqori bo'lsa, OC0B past bo'ladi va aksincha). Mikrokontroller pimlarida kuchlanish o'zgarishi, C3-C5 kondansatör plitalaridagi kuchlanishlarni +BATT kuchlanish bilan yuqoriga va pastga suradi. Diodlar zaryadni kondansatkichdan oqishiga imkon beradi, qaysi yuqori plastinka (diodlarga ulangan) yuqori kuchlanishli plastinka pastroq bo'lsa. Albatta, diodlar faqat bitta yo'nalishda ishlaydi, shuning uchun zaryad faqat bitta yo'nalishda oqadi, shuning uchun har bir keyingi kondansatör ketma -ketlik bilan oldingi kondansatkichga qaraganda yuqori zaryad oladi. Men Schottky diodlarini ishlatardim, chunki ular past kuchlanishli pasayishdir. Hech qanday yuk ostida kuchlanishning ko'payishi 3,93 ga teng. Amaliy nuqtai nazardan, zaryad nasosining chiqish quvvati faqat 100k rezistorlardir (oqim bir vaqtning o'zida 1 yoki 2 orqali o'tadi). Bu yuk ostida zaryad nasosining chiqish quvvati 3,93*(+BATT) minus 1V atrofida, zaryad nasoslarining samaradorligi esa taxminan 75%ni tashkil qiladi. D4 va C6 kuchlanish kuchaytirmaydi, ular faqat kuchlanish to'lqinlarini kamaytiradi.

Transistorlar Q1, Q4, Q7 va 100k rezistorlar past kuchlanishni mikrokontroller chiqishlaridan zaryad nasosining chiqish kuchlanishiga o'tkazadi. Men LOS panellarini haydash uchun MOSFET -lardan foydalandim, chunki oqim faqat eshik voltaji o'zgarganda eshikdan o'tadi. 27 ohmli rezistorlar tranzistorlarni katta to'lqinli eshik oqimlaridan himoya qiladi.

Qurilma taxminan 1,5 mA quvvat sarflaydi.