Kacamata Latihan Kesalahan Bergantian Voltan Tinggi [ATtiny13]: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Dalam arahan pertama saya, saya telah menerangkan cara membuat peranti yang semestinya sangat berguna bagi seseorang yang ingin merawat amblyopia (mata malas). Reka bentuknya sangat sederhana dan mempunyai beberapa kekurangan (ia memerlukan penggunaan dua bateri dan panel kristal cecair didorong oleh voltan rendah). Saya memutuskan untuk memperbaiki reka bentuk dengan menambahkan pengganda voltan dan transistor pensuisan luaran. Kerumitan yang lebih tinggi memerlukan penggunaan komponen SMD.

Langkah 1: Penafian

Penggunaan alat sedemikian boleh menyebabkan serangan epilepsi atau kesan buruk lain pada sebahagian kecil pengguna peranti. Pembinaan alat sedemikian memerlukan penggunaan alat yang agak berbahaya dan boleh menyebabkan kerosakan atau kerosakan harta benda. Anda membina dan menggunakan peranti yang dijelaskan dengan risiko anda sendiri

Langkah 2: Bahagian dan Alat

Bahagian dan bahan:

cermin mata 3D shutter aktif

ATTINY13A-SSU

Suis butang tekan selak ON-OFF 18x12mm (sesuatu seperti ini, suis yang saya gunakan mempunyai lurus, petunjuk lebih sempit)

Butang suis taktil 2x SMD 6x6mm

Kapasitor tantalum 2x 10 uF 16V A 1206

Kapasitor 100 nF 0805

Kapasitor 3x 330 nF 0805

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

Perintang 10k 0805

Perintang 15k 1206

Perintang 22k 1206

Perintang 9x 27ohm 0805

Perintang 3x 100k 1206

Transistor 6x BSS138 SOT-23

Transistor 3x BSS84 SOT-23

Papan berpakaian tembaga 61x44mm

beberapa helai wayar

Bateri 3V (CR2025 atau CR2032)

pita penebat

pita scotch

Alat:

pemotong pepenjuru

tang

pemutar skru rata

pemutar skru phillips kecil

pinset

pisau utiliti

gergaji atau alat lain yang boleh memotong PCB

Bit gerudi 0.8mm

gerudi pres atau alat putar

natrium persulfat

bekas plastik dan alat plastik yang boleh digunakan untuk mengeluarkan PCB daripada larutan etsa

stesen pematerian

pateri

kertas aluminium

Pengaturcara AVR (pengaturcara mandiri seperti USBasp atau anda boleh menggunakan ArduinoISP)

mesin pencetak Laser

kertas berkilat

pakaian besi

1000 pasir pasir kering / basah

pembersih krim

pelarut (contohnya aseton atau alkohol gosok)

pembuat tetap

Langkah 3: Membuat PCB Menggunakan Kaedah Pemindahan Toner

Anda perlu mencetak gambar cermin F. Cu (sisi depan) pada kertas berkilat menggunakan pencetak laser (tanpa tetapan penjimatan toner dihidupkan). Dimensi luaran gambar bercetak mestilah 60.96x43.434mm (atau sedekat yang anda dapat). Saya menggunakan papan berpakaian tembaga satu sisi dan membuat sambungan di seberang dengan wayar nipis jadi saya tidak perlu risau untuk menyelaraskan dua lapisan tembaga. Anda boleh menggunakan PCB dua sisi jika anda mahu, tetapi arahan seterusnya adalah untuk PCB satu sisi sahaja.

Potong PCB dengan ukuran gambar yang dicetak, anda boleh menambah beberapa mm pada setiap sisi PCB jika anda mahu (pastikan PCB sesuai dengan cermin mata anda). Seterusnya anda perlu membersihkan lapisan tembaga menggunakan kertas pasir halus basah, kemudian keluarkan zarah yang ditinggalkan oleh kertas pasir dengan pembersih krim (anda juga boleh menggunakan cecair pencuci atau sabun). Kemudian bersihkan dengan pelarut. Selepas itu anda harus berhati-hati untuk tidak menyentuh tembaga dengan jari anda.

Letakkan gambar bercetak di atas PCB dan sejajarkan dengan papan Kemudian letakkan PCB di permukaan rata dan tutup dengan setrika pakaian hingga suhu maksimum. Setelah seketika, kertas hendaklah melekat pada PCB. Terus tekan besi ke PCB dan kertas, dari semasa ke semasa anda mungkin mengubah kedudukan besi. Tunggu sekurang-kurangnya beberapa minit, sehingga kertas akan berubah warna menjadi kuning. Kemudian masukkan PCB dengan kertas ke air (anda boleh menambah pembersih krim atau cecair pencuci) selama 20 minit. Seterusnya, gosokkan kertas dari PCB. Sekiranya terdapat tempat di mana toner tidak melekat pada tembaga, gunakan penanda kekal untuk menggantikan toner.

Campurkan air tawar dengan natrium persulfat dan masukkan PCB ke dalam larutan etsa. Cuba simpan larutan pada suhu 40 ° C. Anda boleh meletakkan bekas plastik di atas radiator atau sumber haba lain. Dari semasa ke semasa campurkan larutan di dalam bekas. Tunggu sehingga tembaga yang tidak ditutup sehingga larut sepenuhnya. Setelah selesai, keluarkan PCB dari larutan dan bilas di dalam air. Keluarkan toner dengan aseton atau kertas pasir.

Lubang gerudi di PCB. Saya menggunakan skru sebagai pukulan tengah untuk menandakan pusat lubang sebelum menggerudi.

Langkah 4: Pematerian dan Pengaturcaraan Mikrokontroler

Tutup jejak tembaga dalam pateri. Sekiranya ada lintasan dilarutkan dalam larutan etsa, gantikannya dengan wayar nipis. Solder ATtiny ke PCB, serta wayar yang akan menghubungkan mikrokontroler ke pengaturcara. Muat naik hv_glasses.hex, simpan bit fius lalai (H: FF, L: 6A). Saya menggunakan USBasp dan AVRDUDE. Memuat naik fail.hex memerlukan saya untuk melaksanakan perintah berikut:

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

Anda mungkin menyedari bahawa saya perlu menukar nilai -B (bitclock) dari 8 yang saya gunakan untuk memprogram ATtiny pada arahan pertama saya menjadi 16. Ini melambatkan proses memuat naik, tetapi kadang-kadang perlu untuk membenarkan komunikasi yang betul antara pengaturcara dan mikrokontroler.

Selepas anda memuat naik fail.hex ke ATtiny, kabel pemprogram desolder dari PCB. Selebihnya komponen kecuali suis ON / OFF SW1 dan transistor besar. Buat sambungan di bahagian lain papan dengan wayar. Tutup seluruh PCB kecuali pad transistor dengan kerajang aluminium untuk melindungi MOSFET membentuk pelepasan elektrostatik. Pastikan stesen pematerian anda dibumikan dengan betul. Pinset yang anda gunakan untuk meletakkan komponen mestilah anti-statik ESD. Saya menggunakan beberapa pinset lama yang tergeletak, tetapi saya menghubungkannya ke tanah dengan wayar. Anda boleh menyolder transistor BSS138 terlebih dahulu dan menutupi PCB dengan lebih banyak kerajang apabila selesai, kerana M-Saluran PSS saluran BSS84 sangat terdedah kepada pelepasan elektrostatik.

Pateri SW1 terakhir, lengkapkan hujungnya sehingga kelihatan serupa dengan diod SS14 atau kapasitor tantalum. Sekiranya petunjuk arah SW1 lebih lebar daripada pad pada PCB, dan litar pintas ke trek lain, potong sehingga tidak menimbulkan masalah. Gunakan jumlah pateri yang baik semasa menyatukan SW1 dengan PCB, kerana pita yang akan menahan PCB dan bingkai kacamata bersama-sama akan langsung melintasi SW1 dan mungkin menimbulkan ketegangan pada sendi pateri. Saya tidak meletakkan apa-apa di J1-J4, wayar panel LC akan disolder terus ke PCB. Apabila anda selesai, kabel solder yang akan masuk ke bateri, pasangkan bateri di antara mereka dan pasangkannya dengan pita pengasingan. Anda boleh menggunakan multimeter untuk memeriksa sama ada PCB lengkap menghasilkan voltan berubah pada pad J1-J4. Sekiranya tidak, ukur voltan pada peringkat sebelumnya, periksa litar pintas, plumbum yang tidak bersambung, trek yang rosak. Apabila PCB anda menghasilkan voltan pada J1-J4 yang berayun antara 0V dan 10-11V, anda boleh menyolder panel LC ke J1-J4. Anda melakukan pematerian atau pengukuran hanya apabila bateri terputus.

Apabila semuanya disatukan dari sudut elektrik, anda boleh menutupi PCB dengan pita pengasingan dan bergabung dengan PCB dengan bingkai gelas dengan meletakkan pita di sekelilingnya. Sembunyikan wayar yang menghubungkan panel LC ke PCB di tempat penutup bateri asal.

Langkah 5: Gambaran Keseluruhan Reka Bentuk

Dari sudut pandangan pengguna, Kacamata Latihan Penggabungan Alternatif Tegangan Tinggi berfungsi dengan cara yang sama seperti cermin mata yang dijelaskan dalam arahan pertama saya. SW2 yang disambungkan ke perintang 15k mengubah frekuensi peranti (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz), dan SW3 yang disambungkan ke perintang 22k berubah untuk berapa lama setiap mata tersumbat (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Selepas anda menetapkan tetapan, anda perlu menunggu kira-kira 10 saat (10 saat tidak menyentuh butang apa pun) untuk disimpan di EEPROM dan dimuatkan setelah dimatikan, pada pelancaran peranti seterusnya. Menekan kedua-dua butang pada masa yang sama menetapkan nilai lalai.

Namun, saya hanya menggunakan pin PB5 (RESET, ADC0) ATtiny sebagai input. Saya menggunakan ADC untuk membaca voltan pada output pembahagi voltan yang terbuat dari R1-R3. Saya boleh menukar voltan ini dengan menekan SW2 dan SW3. Voltan tidak pernah cukup rendah untuk mencetuskan RESET.

Diod D1-D4 dan kapasitor C3-C6 membentuk pam pengisian Dickson 3 peringkat. Pam pengisian didorong oleh pin mikrokontroler PB1 (OC0A) dan PB1 (OC0B). Keluaran OC0A dan OC0B menghasilkan dua bentuk gelombang persegi 4687.5 Hz yang diubah fasa sebanyak 180 darjah (apabila OC0A TINGGI, OC0B RENDAH, dan sebaliknya). Menukar voltan pada pin mikrokontroler menolak voltan pada plat kapasitor C3-C5 ke atas dan ke bawah dengan voltan + BATT. Diod membolehkan cas mengalir dari kapasitor yang plat atas (yang disambungkan ke dioda) mempunyai voltan yang lebih tinggi ke plat yang mempunyai voltan yang lebih rendah. Sudah tentu diod hanya berfungsi dalam satu arah, jadi cas mengalir hanya dalam satu arah, jadi setiap kapasitor seterusnya secara berurutan akan mengecas voltan yang lebih tinggi daripada kapasitor sebelumnya. Saya telah menggunakan dioda Schottky, kerana penurunan voltan ke hadapan rendah. Pendaraban voltan tanpa beban adalah 3.93. Dari sudut pandangan praktikal hanya beban pada output pam cas adalah perintang 100k (arus mengalir melalui 1 atau 2 daripadanya pada masa yang sama). Di bawah beban itu, voltan pada output pam cas adalah 3,93 * (+ BATT) minus sekitar 1V, dan kecekapan pam pengecas adalah sekitar 75%. D4 dan C6 tidak meningkatkan voltan, mereka hanya mengurangkan riak voltan.

Transistor Q1, Q4, Q7 dan 100k perintang menukar voltan rendah dari output mikrokontroler ke voltan dari output pam cas. Saya telah menggunakan MOSFET untuk menggerakkan panel LC kerana arus mengalir melalui pintu mereka hanya apabila voltan pintu berubah. Perintang 27ohm melindungi transistor daripada arus pintu lonjakan yang besar.

Peranti menggunakan kira-kira 1.5 mA.