Syze trajnimi për mbyllje alternative të tensionit të lartë [ATtiny13]: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Në udhëzimin tim të parë, unë kam përshkruar se si të ndërtoj një pajisje që duhet të jetë mjaft e dobishme për dikë që dëshiron të trajtojë ambliopinë (syri dembel). Dizajni ishte shumë i thjeshtë dhe kishte disa të meta (kërkonte përdorimin e dy baterive dhe panelet me kristale të lëngëta nxiteshin nga tensioni i ulët). Vendosa të përmirësoj modelin duke shtuar shumëzues tensioni dhe tranzistorë të jashtëm komutues. Kompleksitet më i lartë kërkonte përdorimin e komponentëve SMD.

Hapi 1: Mohimi i përgjegjësisë

Përdorimi i një pajisjeje të tillë mund të shkaktojë konfiskime epileptike ose efekte të tjera negative në një pjesë të vogël të përdoruesve të pajisjes. Ndërtimi i një pajisjeje të tillë kërkon përdorimin e mjeteve mesatarisht të rrezikshme dhe mund të shkaktojë dëm ose dëmtim të pronës. Ju krijoni dhe përdorni pajisjen e përshkruar në rrezikun tuaj

Hapi 2: Pjesët dhe mjetet

Pjesët dhe materialet:

qepen aktive syze 3D

ATTINY13A-SSU

Çelësi i butonit të fiksimit 18x12mm ON-OFF (diçka e tillë, çelësi që kam përdorur kishte drejtime të drejta, më të ngushta)

2x butona ndërrues SMD 6x6mm prekës

2x 10 uF 16V Rast A kondensator tantali 1206

Kondensator 100 nF 0805

Kondensator 3x 330 nF 0805

4x diodë schottky SS14 DO-214AC (SMA)

Rezistencë 10k 0805

Rezistencë 15k 1206

Rezistencë 22k 1206

Rezistencë 9x 27ohm 0805

3x 100k 1206 rezistencë

6x transistor BSS138 SOT-23

3x Transistor BSS84 SOT-23

Pllakë e veshur me bakër 61x44mm

disa copa teli

Bateri 3V (CR2025 ose CR2032)

shirit izolues

shirit ngjites

Mjetet:

prestar diagonale

pincë

kaçavidë me teh të sheshtë

kaçavidë e vogël Philips

piskatore

thikë shërbimi

sharrë ose mjet tjetër që mund të presë PCB

Stërvitje 0,8 mm

stërvitje pres ose mjet rrotullues

persulfat natriumi

enë plastike dhe mjet plastik që mund të përdoren për të nxjerrë PCB nga tretësira e gdhendjes

stacion saldimi

lidhës

fletë alumini

Programues AVR (programues i pavarur si USBasp ose mund të përdorni ArduinoISP)

printer lazer

letër me shkëlqim

rroba hekuri

1000 letër zmerile e thatë/e lagur

pastrues kremi

tretës (për shembull aceton ose alkool fërkues)

krijues i përhershëm

Hapi 3: Bërja e PCB duke përdorur metodën e transferimit të tonerit

Ju duhet të printoni imazhin e pasqyrës së F. Cu (ana e përparme) në letër me shkëlqim duke përdorur printer lazer (pa aktivizuar cilësimet e kursimit të tonerit). Dimensionet e jashtme të figurës së printuar duhet të jenë 60.96x43.434mm (ose sa më afër që të arrini). Unë kam përdorur tabelë të veshur me bakër të njëanshëm dhe kam bërë lidhje në anën tjetër me tela të hollë, kështu që nuk kam pse të shqetësohem për rreshtimin e dy shtresave të bakrit. Nëse dëshironi, mund të përdorni PCB të dyanshme, por udhëzimet e ardhshme do të jenë vetëm për PCB të njëanshme.

Pritini PCB në madhësinë e figurës së printuar, mund të shtoni disa mm në secilën anë të PCB nëse dëshironi (sigurohuni që PCB të përshtatet me syzet tuaja). Tjetra do t'ju duhet të pastroni shtresën e bakrit duke përdorur letër zmerile të lagur, pastaj hiqni grimcat e lëna nga letra zmerile me pastrues kremi (mund të përdorni edhe lëng për larje ose sapun). Pastaj pastrojeni me tretës. Pas kësaj duhet të jeni shumë të kujdesshëm që të mos prekni bakrin me gishta.

Vendosni imazhin e printuar në majë të PCB dhe rreshtojeni atë me tabelë Pastaj vendoseni PCB në një sipërfaqe të sheshtë dhe mbulojeni me hekur për rroba të vendosur në temperaturën maksimale. Pas një kohe të shkurtër letra duhet të ngjitet në PCB. Mbajeni hekurin të shtypur në PCB dhe letër, herë pas here mund të ndryshoni pozicionin e hekurit. Prisni të paktën disa minuta, derisa letra të ndryshojë ngjyrën në të verdhë. Pastaj vendosni PCB me letër në ujë (mund të shtoni pastrues kremi ose lëng larës) për 20 minuta. Tjetra, fshij letrën nga PCB. Nëse ka vende ku toneri nuk ngjitet në bakër, përdorni shënues të përhershëm për të zëvendësuar tonerin.

Përzieni ujin e freskët me persulfat natriumi dhe vendosni PCB në tretësirën e gdhendjes. Mundohuni ta mbani tretësirën në 40 ° C. Ju mund të vendosni enë plastike në majë të radiatorit ose burimit tjetër të nxehtësisë. Herë pas here përzieni tretësirën në enë. Prisni që bakri i zbuluar të shpërndahet plotësisht. Kur të përfundojë hiqeni PCB -në nga tretësira dhe shpëlajeni atë në ujë. Hiqeni tonerin me aceton ose letër zmerile.

Stërvitni vrima në PCB. Kam përdorur vidën si grusht qendror për të shënuar qendrat e vrimave para shpimit.

Hapi 4: Saldimi dhe programimi i mikrokontrolluesit

Mbuloni shinat e bakrit në saldim. Nëse ndonjë gjurmë është tretur në tretësirën e gdhendjes, zëvendësojini ato me tela të hollë. Ngjitës ATtiny në PCB, si dhe tela që do të lidhin mikrokontrolluesin me një programues. Ngarko hv_glasses.hex, mbaj bitët e parazgjedhur të siguresave (H: FF, L: 6A). Kam përdorur USBasp dhe AVRDUDE. Ngarkimi i skedarit hex më kërkoi të ekzekutoja komandën e mëposhtme:

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

Ju mund të vini re se më duhej të ndryshoja vlerën -B (bitclock) nga 8 që kam përdorur për të programuar ATtiny në instruksionin tim të parë në 16. Kjo ngadalëson procesin e ngarkimit, por ndonjëherë është e nevojshme të lejohet komunikimi i saktë midis programuesit dhe mikrokontrolluesit.

Pasi të keni ngarkuar skedarin hex në ATtiny, shpalosni telat e programuesit nga PCB. Pjesë të tjera të salduara me përjashtim të ndërprerësit SW1 ON/OFF të rëndë dhe transistorëve. Bëni lidhje në anën tjetër të tabelës me tela. Mbuloni të gjithë PCB -në përveç pllakave të tranzistorit me fletë alumini për të mbrojtur MOSFET -et nga shkarkimi elektrostatik. Sigurohuni që stacioni juaj i saldimit të jetë i bazuar mirë. Piskatoret që përdorni për të vendosur komponentët duhet të jenë ato ESD anti-statike. Përdora disa piskatore të vjetra që ishin shtrirë përreth, por i lidha me tokën me tela. Ju mund të lidhni transistorët BSS138 së pari dhe të mbuloni PCB me më shumë fletë metalike kur të përfundojnë, sepse MOSFET BSS84 me kanal P janë veçanërisht të prekshëm nga shkarkimi elektrostatik.

Ngjitësja SW1 e fundit, drejton drejtimet e saj kështu që duket në mënyrë të ngjashme me diodat SS14 ose kondensatorët tantal. Nëse kabllot SW1 janë më të gjera se pllakat në PCB, dhe ato bëjnë qark të shkurtër në gjurmët e tjera, prerë ato në mënyrë që të mos shkaktojnë ndonjë problem. Përdorni sasi të mirë të saldimit gjatë bashkimit të SW1 me PCB, pasi kaseta që do të mbajë kornizën e PCB dhe syzeve do të kalojë drejtpërdrejt mbi SW1 dhe mund të krijojë një tension në nyjet e saldimit. Unë nuk kam vendosur asgjë në J1-J4, telat e panelit LC do të ngjiten direkt në PCB. Kur të keni mbaruar, lidhni telat që do të kalojnë në bateri, vendosni baterinë midis tyre dhe sigurojini gjithçka në vend me shirit izolues. Ju mund të përdorni multimetër për të kontrolluar nëse PCB e plotë gjeneron tensione të ndryshueshme në jastëkët J1-J4. Nëse jo, matni tensionet në fazat e mëparshme, kontrolloni për ndonjë qark të shkurtër, priza të palidhura, gjurmë të prishura. Kur PCB juaj gjeneron tensione në J1-J4 që luhaten midis 0V dhe 10-11V, ju mund të lidhni panele LC në J1-J4. Ju bëni çdo saldim ose matje vetëm kur bateria është shkëputur.

Kur gjithçka vendoset së bashku nga pikëpamja elektrike, ju mund të mbuloni pjesën e pasme të PCB me shirit izolues dhe të bashkoni PCB me kornizën e syzeve duke vendosur shirit rreth tyre. Fshihni telat që lidhin panelet LC me PCB në vendin ku ishte mbulesa origjinale e baterisë.

Hapi 5: Vështrim i përgjithshëm i dizajnit

Nga pikëpamja e përdoruesit, Syzet e Trajnimit të Mbylljes Alternuese të Tensionit të Lartë punojnë në të njëjtën mënyrë si syzet e përshkruara në udhëzimet e mia të para. SW2 i lidhur me rezistencën 15k ndryshon frekuencën e pajisjeve (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz), dhe SW3 e lidhur me 22k ndryshon rezistencën për sa kohë secili sy është i mbyllur (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Pasi të keni vendosur cilësimet, duhet të prisni rreth 10 sekonda (10 sekonda për të mos prekur asnjë buton) që ato të ruhen në EEPROM dhe të ngarkohen pas fikjes, në nisjen e pajisjes tjetër. Shtypja e të dy butonave në të njëjtën kohë vendos vlerat e paracaktuara.

Megjithatë, unë përdor vetëm PB5 (RESET, ADC0) pin të ATtiny si hyrje. Unë jam duke përdorur ADC për të lexuar tensionin në daljen e ndarësit të tensionit të bërë nga R1-R3. Unë mund ta ndryshoj këtë tension duke shtypur SW2 dhe SW3. Tensioni nuk është kurrë aq i ulët sa të shkaktojë RESET.

Diodat D1-D4 dhe kondensatorët C3-C6 formojnë një pompë ngarkimi Dickson me 3 faza. Pompa e ngarkimit drejtohet nga kunjat e mikrokontrolluesit PB1 (OC0A) dhe PB1 (OC0B). Daljet OC0A dhe OC0B gjenerojnë dy forma valore katrore 4687.5 Hz të cilat zhvendosen në fazë me 180 gradë (kur OC0A është I LART,, OC0B është I UL, dhe anasjelltas). Ndryshimi i tensioneve në kunjat e mikrokontrolluesit shtyn tensionet në pllakat e kondensatorit C3-C5 lart e poshtë me +tension BATT. Diodat lejojnë që ngarkesa të rrjedhë nga kondensatori cila pllakë e sipërme (ajo që është e lidhur me diodat) ka tension më të lartë në atë që pllaka e sipërme ka tension më të ulët. Natyrisht, diodat punojnë vetëm në një drejtim, kështu që ngarkesa rrjedh vetëm në një drejtim, kështu që çdo kondensator tjetër në sekuencë ngarkon tensionin më të lartë se në kondensatorin e mëparshëm. Unë kam përdorur diodat Schottky, pasi ato kanë rënie të ulët të tensionit përpara. Nën ngarkesë shumëzimi i tensionit është 3.93. Nga pikëpamja praktike, vetëm ngarkesa në daljen e pompës së ngarkimit është 100k rezistorë (rryma rrjedh në 1 ose 2 prej tyre në të njëjtën kohë). Nën atë ngarkesë, tensioni i daljes së pompës së ngarkimit është 3.93*(+BATT) minus rreth 1V, dhe efikasiteti i pompave të ngarkimit është afërsisht 75%. D4 dhe C6 nuk rrisin tensionin, ato vetëm zvogëlojnë valëzimet e tensionit.

Rezistorët Q1, Q4, Q7 dhe 100k konvertojnë tension të ulët nga daljet e mikrokontrolluesit në tension nga dalja e pompës së ngarkimit. Unë kam përdorur MOSFET për të drejtuar panelet LC sepse rryma rrjedh nëpër portat e tyre vetëm kur tensioni i portës ndryshon. Rezistencat 27ohm mbrojnë transistorët nga rrymat e mëdha të portës së valës.

Pajisja konsumon afërsisht 1.5 mA.