Høyspennings alternerende okklusjons treningsbriller [ATtiny13]: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

I min første instruks har jeg beskrevet hvordan man bygger en enhet som burde være ganske nyttig for noen som ønsker å behandle amblyopi (lat øye). Designet var veldig forenklet og hadde noen ulemper (det krevde bruk av to batterier og flytende krystallpaneler ble drevet av lavspenning). Jeg bestemte meg for å forbedre designet ved å legge til spenningsmultiplikator og eksterne koblingstransistorer. Høyere kompleksitet krever bruk av SMD -komponenter.

Trinn 1: Ansvarsfraskrivelse

Bruk av en slik enhet kan forårsake epileptiske anfall eller andre negative effekter hos en liten del av brukerne. Konstruksjon av en slik enhet krever bruk av moderat farlige verktøy og kan forårsake skade eller skade på eiendom. Du bygger og bruker beskrevet enhet på egen risiko

Trinn 2: Deler og verktøy

Deler og materialer:

aktive lukker 3D -briller

ATTINY13A-SSU

18x12mm PÅ-AV-låsende trykknappbryter (noe som dette, bryteren jeg brukte hadde rette, smalere ledninger)

2x SMD 6x6mm taktile bryterknapper

2x 10 uF 16V Case A 1206 tantal kondensator

100 nF 0805 kondensator

3x 330 nF 0805 kondensator

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

10k 0805 motstand

15k 1206 motstand

22k 1206 motstand

9x 27ohm 0805 motstand

3x 100k 1206 motstand

6x BSS138 SOT-23 transistor

3x BSS84 SOT-23 transistor

61x44mm kobberbelagt brett

noen biter av ledning

3V batteri (CR2025 eller CR2032)

isoleringstape

teip

Verktøy:

diagonal kutter

tang

flat skrutrekker

liten Phillips skrutrekker

pinsett

verktøykniv

sag eller annet verktøy som kan kutte PCB

0,8 mm bor

drill pres eller roterende verktøy

natriumpersulfat

plastbeholder og plastverktøy som kan brukes til å ta PCB ut av etsningsløsning

loddestasjon

loddetinn

Aluminiumsfolie

AVR -programmerer (frittstående programmerer som USBasp eller du kan bruke ArduinoISP)

laserskriver

glanset papir

strykejern

1000 sand tørt/vått sandpapir

kremrenser

løsningsmiddel (for eksempel aceton eller sprit)

fast produsent

Trinn 3: Lag PCB ved hjelp av toneroverføringsmetode

Du må skrive ut speilbilde av F. Cu (forsiden) på glanset papir ved hjelp av laserskriver (uten innstillinger for tonersparing). De eksterne dimensjonene til det trykte bildet skal være 60,96 x 43,434 mm (eller så nært du kan komme). Jeg har brukt enkeltsidig kobberbelagt brett og gjort tilkoblinger på den andre siden med tynne ledninger, så jeg ikke trengte å bekymre meg for å justere to kobberlag. Du kan bruke tosidig PCB hvis du vil, men neste instruksjon vil bare være for enkeltsidig PCB.

Klipp ut PCB i størrelsen på det trykte bildet. Du kan legge til noen få mm på hver side av kretskortet hvis du vil (sørg for at kretskortet passer til brillene dine). Deretter må du rengjøre kobberlaget med vått fint sandpapir, og deretter fjerne partikler som er igjen av sandpapir med kremrens (du kan også bruke oppvaskmiddel eller såpe). Rengjør den deretter med løsemiddel. Etter det bør du være veldig forsiktig så du ikke berører kobber med fingrene.

Legg det trykte bildet på toppen av kretskortet og juster det med brettet. Legg deretter kretskortet på en flat overflate og dekk det med klærjern satt til maks temperatur. Etter en kort stund skal papir holde seg til PCB. Hold stryketrykket på PCB og papir, fra tid til annen kan du endre jernposisjon. Vent minst noen minutter til papiret endrer farge til gult. Legg deretter PCB med papir i vann (du kan legge til kremrens eller oppvaskmiddel) i 20 minutter. Gni deretter papir fra PCB. Hvis det er steder hvor toneren ikke klistrer seg til kobber, bruk permanent markør for å bytte ut toneren.

Bland ferskvann med natriumpersulfat og ha PCB i etsningsløsningen. Prøv å holde løsningen ved 40 ° C. Du kan legge plastbeholder på toppen av radiatoren eller en annen varmekilde. Av og til blandes løsningen i beholderen. Vent til avdekket kobber er helt oppløst. Når det er gjort, fjern PCB fra løsningen og skyll den i vann. Fjern toner med aceton eller sandpapir.

Bor hull i PCB. Jeg brukte skrue som midtstans for å markere hull for hull før boring.

Trinn 4: Lodding og programmering av mikrokontroller

Dekk til kobberspor i loddetinn. Hvis noen spor ble oppløst i etsningsløsning, bytt dem ut med tynne ledninger. Lodding ATtiny til PCB, samt ledninger som vil koble mikrokontroller til en programmerer. Last opp hv_glasses.hex, behold standard sikringsbiter (H: FF, L: 6A). Jeg brukte USBasp og AVRDUDE. Opplasting av.hex -fil krevde at jeg utførte følgende kommando:

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

Du vil kanskje legge merke til at jeg trengte å endre -B (bitklokke) verdi fra 8 som jeg brukte til å programmere ATtiny i min første instruerbare til 16. Det bremser opplastingsprosessen, men noen ganger er det nødvendig å tillate korrekt kommunikasjon mellom programmerer og mikrokontroller.

Etter at du lastet opp.hex -fil til ATtiny, avleder programmererledninger fra PCB. Loddetinn av komponenter bortsett fra omfangsrik SW1 PÅ/AV -bryter og transistorer. Gjør tilkoblinger på den andre siden av brettet med ledninger. Dekk hele PCB bortsett fra transistorputer med aluminiumsfolie for å beskytte MOSFETs som danner elektrostatisk utladning. Sørg for at loddestasjonen er ordentlig jordet. Pincett du bruker til å plassere komponenter, bør være antistatiske ESD-enheter. Jeg brukte noen gamle pinsetter som lå rundt, men jeg koblet dem til jord med ledning. Du kan først lodde BSS138-transistorer og dekke PCB med mer folie når de er ferdige, fordi P-kanal BSS84 MOSFET er spesielt utsatt for elektrostatisk utladning.

Loddetinn SW1 sist, vinkle dets ledninger slik at det ser ut på samme måte som SS14 -dioder eller tantalkondensatorer. Hvis SW1-ledninger er bredere enn pads på PCB, og de kortslutter til andre spor, må du kutte dem slik at de ikke forårsaker problemer. Bruk anstendig mengde loddetinn mens du forbinder SW1 med PCB, ettersom tape som holder PCB og glassramme sammen vil gå direkte over SW1, og det kan sette en viss spenning på loddeskjøtene. Jeg har ikke plassert noe i J1-J4, LC-panelledninger vil bli loddet direkte til PCB. Når du er ferdig, loddetråder som går til batteriet, legger du batteriet mellom dem og sikrer alt på plass med isolasjonstape. Du kan bruke multimeter for å sjekke om komplett PCB genererer endrede spenninger på J1-J4 pads. Hvis ikke, må du måle spenninger på tidligere stadier, se etter eventuelle kortslutninger, ikke tilkoblede ledninger, ødelagte spor. Når kretskortet genererer spenninger på J1-J4 som svinger mellom 0V og 10-11V, kan du lodde LC-paneler til J1-J4. Du foretar lodding eller målinger bare når batteriet er frakoblet.

Når alt er satt sammen fra elektrisk ståsted, kan du dekke baksiden av kretskortet med isolasjonstape og koble til kretskortet med glassramme ved å sette tape rundt dem. Skjul ledninger som kobler LC -paneler til kretskort på stedet der det originale batteridekselet var.

Trinn 5: Designoversikt

Fra brukerens synspunkt fungerer High Voltage Alternating Occlusion Training Glasses på samme måte som briller beskrevet i min første instruerbare. SW2 koblet til 15k motstand endrer enhetsfrekvens (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) og SW3 koblet til 22k motstandsendringer for hvor lenge hvert øye er tilstoppet (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Etter at du har angitt innstillinger, må du vente i omtrent 10 sekunder (10 sekunder uten at du berører noen knapper) for at de skal lagres i EEPROM og lastes inn etter at enheten er slått av, ved neste enhetsoppstart. Hvis du trykker på begge knappene samtidig, angis standardverdier.

Imidlertid brukte jeg bare PB5 (RESET, ADC0) pin of ATtiny som inngang. Jeg bruker ADC til å lese spenning på utgangen til spenningsdeleren laget av R1-R3. Jeg kan endre denne spenningen ved å trykke på SW2 og SW3. Spenningen er aldri lav nok til å utløse RESET.

Dioder D1-D4 og kondensatorer C3-C6 danner en 3-trinns Dickson ladepumpe. Ladepumpen drives av PB1 (OC0A) og PB1 (OC0B) pinner på mikrokontrolleren. OC0A og OC0B utganger genererer to 4687,5 Hz firkantbølgeformer som faseforskyves med 180 grader (når OC0A er HØY, er OC0B LAV og omvendt). Endring av spenninger på mikrokontrollerpinner skyver spenninger på C3-C5 kondensatorplater opp og ned med +BATT spenning. Dioder tillater ladning å strømme fra kondensatoren, hvilken topplate (en som er koblet til dioder) har høyere spenning til den som topplaten har lavere spenning. Selvfølgelig fungerer dioder bare i en retning, så ladningen flyter bare i en retning, så hver neste kondensator i sekvens lades til spenning som er høyere enn i tidligere kondensator. Jeg har brukt Schottky -dioder, siden de har lavt spenningsfall fremover. Multiplikasjon uten belastning er 3,93. Fra praktisk synspunkt er bare belastningen på ladningspumpens effekt 100k motstander (strøm strømmer gjennom 1 eller 2 av dem samtidig). Under den belastningen er spenningen på ladepumpeeffekten 3,93*(+BATT) minus rundt 1V, og ladepumpens effektivitet er omtrent 75%. D4 og C6 øker ikke spenningen, de reduserer bare spenningsriper.

Transistorer Q1, Q4, Q7 og 100k motstander konverterer lavspenning fra mikrokontrollerutganger til spenning fra ladepumpeutgang. Jeg har brukt MOSFET -er til å drive LC -paneler fordi strømmen bare strømmer gjennom portene deres når portspenningen endres. 27ohm motstander beskytter transistorer mot store overspenningsportstrømmer.

Enheten bruker omtrent 1,5 mA.