نظارات التدريب على الانسداد المتناوب عالي الجهد [ATtiny13]: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

في أول إرشاد لي ، لقد وصفت كيفية بناء جهاز يجب أن يكون مفيدًا جدًا لأي شخص يريد علاج الغمش (العين الكسولة). كان التصميم بسيطًا للغاية وكان له بعض العيوب (يتطلب استخدام بطاريتين وألواح الكريستال السائل كانت مدفوعة بجهد منخفض). قررت تحسين التصميم عن طريق إضافة ترانزستورات التحويل الخارجي ومضاعف الجهد. يتطلب التعقيد العالي استخدام مكونات SMD.

الخطوة الأولى: إخلاء المسؤولية

قد يتسبب استخدام مثل هذا الجهاز في حدوث نوبات صرع أو آثار ضارة أخرى في جزء صغير من مستخدمي الجهاز. يتطلب إنشاء مثل هذا الجهاز استخدام أدوات متوسطة الخطورة وقد يتسبب في إلحاق الضرر بالممتلكات أو إلحاق الضرر بها. أنت تقوم ببناء واستخدام الجهاز الموصوف على مسؤوليتك الخاصة

الخطوة 2: الأجزاء والأدوات

الأجزاء والمواد:

نظارات 3D مصراع نشط

ATTINY13A-SSU

18x12mm مفتاح زر الإغلاق ON-OFF (شيء من هذا القبيل ، المفتاح الذي استخدمته كان به خيوط مستقيمة وأضيق)

2x SMD 6x6mm أزرار التبديل اللمسية

2x 10 فائق التوهج 16 فولت حالة A 1206 مكثف التنتالوم

100 nF 0805 مكثف

3x 330 nF 0805 مكثف

4x SS14 DO-214AC (SMA) صمام ثنائي شوتكي

10 كيلو 0805 المقاوم

15 كيلو 1206 المقاوم

22 كيلو 1206 المقاوم

9x 27ohm 0805 المقاوم

3x 100 كيلو 1206 المقاوم

6x BSS138 SOT-23 الترانزستور

3x BSS84 SOT-23 الترانزستور

لوح نحاسي 61x44 مللي متر

بضع قطع من الأسلاك

بطارية 3 فولت (CR2025 أو CR2032)

شريط عازل

شريط لاصق من نوع سكوتش

أدوات:

قاطع قطري

كماشة

مفك البراغي

مفك صغير فيليبس

ملاقيط

سكين متعدد الاستخدام

المنشار أو أي أداة أخرى يمكنها قطع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

0.8mm مثقاب

حفر بريس أو أداة دوارة

بيرسلفات الصوديوم

حاوية بلاستيكية وأداة بلاستيكية يمكن استخدامها لإخراج ثنائي الفينيل متعدد الكلور من محلول الحفر

محطة لحام

جندى

ورق ألومنيوم

مبرمج AVR (مبرمج مستقل مثل USBasp أو يمكنك استخدام ArduinoISP)

طابعة ليزرية

الورق المصقول

مكواة ملابس

ورق صنفرة جاف / رطب 1000 حبيبة رطبة

منظف كريم

مذيب (مثل الأسيتون أو الكحول المحمر)

صانع دائم

الخطوة 3: صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام طريقة نقل الحبر

تحتاج إلى طباعة صورة معكوسة لـ F. Cu (الجانب الأمامي) على ورق لامع باستخدام طابعة ليزر (بدون تشغيل أي إعدادات توفير الحبر). يجب أن تكون الأبعاد الخارجية للصورة المطبوعة 60.96 × 43.434 مم (أو أقرب ما يمكن). لقد استخدمت لوحًا نحاسيًا أحادي الجانب وقمت بتوصيلات على الجانب الآخر بأسلاك رفيعة ، لذلك لم يكن علي القلق بشأن محاذاة طبقتين نحاسيتين. يمكنك استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور مزدوج الجوانب إذا أردت ، ولكن الإرشادات التالية ستكون لثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الجانب فقط.

قص ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى حجم الصورة المطبوعة ، يمكنك إضافة بضعة مم إلى كل جانب من ثنائي الفينيل متعدد الكلور إذا أردت (تأكد من أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يناسب نظاراتك). بعد ذلك ، ستحتاج إلى تنظيف الطبقة النحاسية باستخدام ورق صنفرة ناعم مبلل ، ثم إزالة الجزيئات التي خلفها ورق الصنفرة بمنظف كريمي (يمكنك أيضًا استخدام سائل غسيل أو صابون). ثم نظفه بالمذيب. بعد ذلك يجب أن تكون حريصًا جدًا على عدم لمس النحاس بأصابعك.

ضع الصورة المطبوعة أعلى PCB وقم بمحاذاة اللوحة ثم ضع PCB على سطح مستو وقم بتغطيته بمكواة الملابس مضبوطة على درجة الحرارة القصوى. بعد فترة وجيزة يجب أن يلتصق الورق بثنائي الفينيل متعدد الكلور. استمر في الضغط على الحديد على ثنائي الفينيل متعدد الكلور والورق ، من وقت لآخر يمكنك تغيير وضع الحديد. انتظر بضع دقائق على الأقل ، حتى يتغير لون الورق إلى اللون الأصفر. ثم ضع PCB بالورق في الماء (يمكنك إضافة منظف كريمي أو سائل غسيل) لمدة 20 دقيقة. بعد ذلك ، افرك الورق من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. إذا كانت هناك أماكن لم يلتصق فيها مسحوق الحبر بالنحاس ، فاستخدم قلم تحديد دائم لاستبدال مسحوق الحبر.

اخلطي الماء العذب مع بيرسلفات الصوديوم وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في محلول التنميش. حاول الاحتفاظ بالمحلول عند 40 درجة مئوية. يمكنك وضع حاوية بلاستيكية فوق المبرد أو أي مصدر حرارة آخر. من وقت لآخر ، قم بخلط المحلول في الحاوية. انتظر حتى يذوب النحاس المكشوف تمامًا. عند الانتهاء ، قم بإزالة ثنائي الفينيل متعدد الكلور من المحلول واشطفه بالماء. قم بإزالة الحبر باستخدام الأسيتون أو ورق الصنفرة.

حفر ثقوب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لقد استخدمت المسمار كمثقب مركزي لتحديد مراكز الثقوب قبل الحفر.

الخطوة 4: متحكم اللحام والبرمجة

تغطية المسارات النحاسية في اللحام. إذا تم إذابة أي مسارات في محلول الحفر ، فاستبدلها بأسلاك رفيعة. Solder ATtiny بـ PCB ، بالإضافة إلى الأسلاك التي ستوصل متحكمًا دقيقًا بمبرمج. قم بتحميل hv_glasses.hex ، واحتفظ بتات الصمامات الافتراضية (H: FF ، L: 6A). لقد استخدمت USBasp و AVRDUDE. يتطلب تحميل ملف.hex مني تنفيذ الأمر التالي:

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

قد تلاحظ أنني بحاجة إلى تغيير قيمة -B (bitclock) من 8 التي استخدمتها لبرمجة ATtiny في أول تعليمات لي إلى 16. إنها تبطئ عملية التحميل ، ولكن في بعض الأحيان يكون من الضروري السماح بالاتصال الصحيح بين المبرمج والمتحكم الدقيق.

بعد تحميل ملف.hex إلى ATtiny ، قم بإلغاء أسلاك مبرمج من PCB. لحام باقي المكونات باستثناء مفتاح التشغيل / الإيقاف SW1 الضخم والترانزستورات. قم بعمل توصيلات على الجانب الآخر من اللوحة باستخدام الأسلاك. قم بتغطية ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالكامل باستثناء وسادات الترانزستور بورق الألمنيوم لحماية الدوائر المتكاملة المتعددة MOSFETs من التفريغ الكهروستاتيكي. تأكد من أن محطة اللحام مؤرضة بشكل صحيح. يجب أن تكون الملاقط التي تستخدمها لوضع المكونات من النوع المضاد للكهرباء الساكنة. لقد استخدمت بعض الملاقط القديمة التي كانت ملقاة في الجوار ، لكنني قمت بتوصيلها بالأرض بسلك. يمكنك لحام الترانزستورات BSS138 أولاً وتغطية PCB بمزيد من الرقائق عند الانتهاء ، لأن P-channel BSS84 MOSFETs معرضة بشكل خاص للتفريغ الكهروستاتيكي.

اللحام SW1 أخيرًا ، قم بزاوية خيوطه بحيث يبدو مشابهًا لثنائيات SS14 أو مكثفات التنتالوم. إذا كانت خيوط SW1 أعرض من الوسادات الموجودة على PCB ، وتقطع دائرة كهربائية للمسارات الأخرى ، فقم بقصها حتى لا تسبب أي مشاكل. استخدم قدرًا مناسبًا من اللحام أثناء الانضمام إلى SW1 مع PCB ، حيث أن الشريط الذي سيحمل PCB وإطار النظارات معًا سوف ينتقل مباشرة عبر SW1 وقد يضع بعض التوتر على مفاصل اللحام. لم أضع أي شيء في J1-J4 ، سيتم لحام أسلاك لوحة LC مباشرة بـ PCB. عند الانتهاء ، اسلاك اللحام التي ستنتقل إلى البطارية ، ضع البطارية بينها في مكان آمن مع شريط عزل. يمكنك استخدام مقياس متعدد للتحقق مما إذا كان ثنائي الفينيل متعدد الكلور الكامل يولد جهدًا متغيرًا على منصات J1-J4. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقم بقياس الفولتية في المراحل السابقة ، وتحقق من وجود أي دوائر قصر ، أو خيوط غير متصلة ، أو مسارات معطلة. عندما يولد ثنائي الفينيل متعدد الكلور جهدًا على J1-J4 يتأرجح بين 0 فولت و 10-11 فولت ، يمكنك لحام لوحات LC بـ J1-J4. يمكنك إجراء أي عمليات لحام أو قياسات فقط عند فصل البطارية.

عندما يتم تجميع كل شيء من وجهة نظر كهربائية ، يمكنك تغطية الجزء الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشريط عزل والانضمام إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور بإطار نظارة عن طريق وضع شريط حولها. إخفاء الأسلاك التي تربط لوحات LC بثنائي الفينيل متعدد الكلور في مكان غطاء البطارية الأصلي.

الخطوة 5: نظرة عامة على التصميم

من وجهة نظر المستخدم ، تعمل نظارات التدريب على الانسداد المتناوب عالي الجهد بنفس طريقة النظارات الموضحة في أول تعليمات لي. SW2 المتصل بمقاوم 15 كيلو يغير تردد الأجهزة (2.5 هرتز ، 5.0 هرتز ، 7.5 هرتز ، 10.0 هرتز ، 12.5 هرتز) ، و SW3 متصل بتغييرات المقاوم 22 كيلو لطول فترة انسداد كل عين (L-10٪: R-90٪ ، L-30٪: R-70٪ ، L-50٪: R-50٪ ، L-70٪: R-30٪ ، L-90٪: R-10٪). بعد ضبط الإعدادات ، تحتاج إلى الانتظار لمدة 10 ثوانٍ (10 ثوانٍ من عدم لمس أي أزرار) حتى يتم تخزينها في EEPROM وتحميلها بعد إيقاف التشغيل ، عند إطلاق الجهاز التالي. يؤدي الضغط على كلا الزرين في نفس الوقت إلى تعيين القيم الافتراضية.

ومع ذلك ، فقد استخدمت فقط دبوس PB5 (RESET ، ADC0) من ATtiny كمدخل. أنا أستخدم ADC لقراءة الجهد على خرج مقسم الجهد المصنوع من R1-R3. يمكنني تغيير هذا الجهد بالضغط على SW2 و SW3. الجهد لا ينخفض أبدًا بما يكفي لبدء إعادة الضبط.

تشكل الثنائيات D1-D4 والمكثفات C3-C6 مضخة شحن ديكسون من 3 مراحل. يتم تشغيل مضخة الشحن بواسطة دبابيس PB1 (OC0A) و PB1 (OC0B) من متحكم دقيق. تنتج مخرجات OC0A و OC0B شكلين موجيين مربعين 4687.5 هرتز يتم إزاحة الطور بمقدار 180 درجة (عندما تكون OC0A عالية ، و OC0B منخفضة ، والعكس صحيح). يؤدي تغيير الفولتية على دبابيس متحكم دقيق إلى دفع الفولتية على لوحات المكثف C3-C5 لأعلى ولأسفل بمقدار + جهد BATT. تسمح الثنائيات بتدفق الشحنة من المكثف الذي يكون للوحة العلوية (واحدة متصلة بالصمامات الثنائية) جهدًا أعلى للوحة العلوية ذات الجهد المنخفض. بالطبع تعمل الثنائيات في اتجاه واحد فقط ، لذا فإن الشحنة تتدفق في اتجاه واحد فقط ، لذا فإن كل مكثف تالٍ في تسلسل يشحن إلى جهد أعلى مما كان عليه في المكثف السابق. لقد استخدمت ثنائيات شوتكي ، لأنها ذات انخفاض منخفض في الجهد الأمامي. في ظل عدم وجود جهد مضاعف الحمل هو 3.93. من وجهة النظر العملية ، فإن الحمل فقط على خرج مضخة الشحن هو 100 كيلو مقاومات (يتدفق التيار من خلال 1 أو 2 منهم في نفس الوقت). تحت هذا الحمل ، يكون الجهد الناتج عن مضخة الشحن 3.93 * (+ BATT) ناقصًا حوالي 1 فولت ، وتبلغ كفاءة مضخات الشحن 75٪ تقريبًا. لا تزيد D4 و C6 من الجهد ، بل تقلل فقط من تموجات الجهد.

تقوم مقاومات الترانزستورات Q1 و Q4 و Q7 و 100 k بتحويل الجهد المنخفض من مخرجات متحكم إلى جهد من خرج مضخة الشحن. لقد استخدمت MOSFETs لقيادة لوحات LC لأن التيار يتدفق عبر بواباتها فقط عندما يتغير جهد البوابة. تحمي مقاومات 27 أوم الترانزستورات من تيارات بوابات الاندفاع الكبيرة.

يستهلك الجهاز حوالي 1.5 مللي أمبير.