Өндөр хүчдэлийн ээлжлэн бөглөрөх сургалтын шил [ATtiny13]: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Анхны зааварчилгаа өгөхдөө би амблиопи өвчнийг эмчлэх хүсэлтэй хүмүүст хэрэгтэй төхөөрөмжийг хэрхэн бүтээх талаар тайлбарласан. Энэхүү загвар нь маш энгийн бөгөөд зарим сул талуудтай байсан (хоёр батерейг ашиглах шаардлагатай байсан бөгөөд шингэн болор хавтанг бага хүчдэлээр удирддаг байсан). Би хүчдэлийн үржүүлэгч болон гадаад шилжих транзисторыг нэмж дизайныг сайжруулахаар шийдсэн. Илүү нарийн төвөгтэй байдал нь SMD бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглахыг шаарддаг.

Алхам 1: Татгалзах

Ийм төхөөрөмжийг ашиглах нь төхөөрөмжийн хэрэглэгчдийн багахан хэсэгт эпилепси болон бусад сөрөг үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм. Ийм төхөөрөмжийг бүтээхэд дунд зэргийн аюултай хэрэгсэл ашиглах шаардлагатай бөгөөд эд хөрөнгөд хохирол учруулж болзошгүй юм. Та тайлбарласан төхөөрөмжийг өөрийн эрсдэлд оруулж, ашиглаж байна

Алхам 2: Эд анги, багаж хэрэгсэл

Эд анги, материал:

Идэвхтэй хаалт 3D нүдний шил

ATTINY13A-SSU

18x12 мм-ийн ON-OFF түгжээтэй товчлуурын товчлуур (миний ашигладаг унтраалга шулуун, нарийхан залгууртай байсан)

2х SMD 6x6mm хүрэлцэх товчлуур

2х 10 uF 16V Case A 1206 тантал конденсатор

100 nF 0805 конденсатор

3x 330 nF 0805 конденсатор

4х SS14 DO-214AC (SMA) schottky диод

10k 0805 эсэргүүцэл

15k 1206 эсэргүүцэл

22k 1206 эсэргүүцэл

9x 27ohm 0805 эсэргүүцэл

3х 100k 1206 резистор

6х BSS138 SOT-23 транзистор

3x BSS84 SOT-23 транзистор

61х44 мм хэмжээтэй зэс бүрсэн хавтан

цөөн хэдэн утас

3V зай (CR2025 эсвэл CR2032)

тусгаарлагч соронзон хальс

скотч тууз

Хэрэгсэл:

диагональ таслагч

бахө

хавтгай халив

жижиг Филлипс халив

хясаа

хэрэглээний хутга

ПХБ -ийг огтлох боломжтой хөрөө эсвэл бусад хэрэгсэл

0.8 мм өрмийн

өрмийн машин эсвэл эргүүлэх хэрэгсэл

натрийн персульфат

ПХБ -ийг сийлбэрийн уусмалаас гаргаж авахад ашиглаж болох хуванцар сав, хуванцар хэрэгсэл

гагнуурын станц

гагнуур

хөнгөн цагаан тугалган цаас

AVR програмист (USBasp шиг бие даасан програмист эсвэл та ArduinoISP ашиглаж болно)

лазер принтер

гялгар цаас

хувцас төмөр

1000 ширхэг хуурай/нойтон зүлгүүр

тос цэвэрлэгч

уусгагч (жишээлбэл, ацетон эсвэл архи)

байнгын үйлдвэрлэгч

Алхам 3: Тонер дамжуулах аргыг ашиглан ПХБ хийх

Та лазер принтер ашиглан гялгар цаасан дээр F. Cu (урд талын) толин тусгал зургийг хэвлэх хэрэгтэй (тонер хэмнэх тохиргоо хийгээгүй). Хэвлэсэн зургийн гаднах хэмжээ нь 60.96x43.434мм (эсвэл аль болох ойрхон) хэмжээтэй байх ёстой. Би нэг талт зэсээр бүрсэн хавтан ашиглаж, нөгөө талаас нимгэн утсаар холболт хийсэн тул хоёр зэс давхаргыг тэгшлэх талаар санаа зовох хэрэггүй болсон. Та хүсвэл хоёр талт ПХБ ашиглаж болно, гэхдээ дараагийн заавар нь зөвхөн нэг талт ПХБ -д зориулагдсан болно.

ПХБ -ийг хэвлэсэн зургийн хэмжээгээр хайчилж ав, хэрэв хүсвэл ПХБ -ийн тал бүр дээр хэдэн мм нэмж болно (ПХБ нүдний шилтэйгээ таарч байгаа эсэхийг шалгаарай). Дараа нь та зэсийн давхаргыг нойтон нарийн зүлгүүрээр цэвэрлээд дараа нь зүлгүүрээс үлдсэн хэсгүүдийг тос цэвэрлэгчээр зайлуулах хэрэгтэй болно (та угаалгын шингэн эсвэл саван ашиглаж болно). Дараа нь уусгагчаар цэвэрлэнэ. Үүний дараа зэсийг хуруугаараа хүрэхээс болгоомжлох хэрэгтэй.

ПХБ -ийн дээр хэвлэсэн зургийг тавиад самбар дээр тэгшлээрэй. Хэсэг хугацааны дараа цаас ПХБ дээр наалдана. ПХБ болон цаасан дээр төмрийг дарж байгаарай, ингэснээр та үе үе төмрийн байрлалыг өөрчилж болно. Цаас өнгө шар болж өөрчлөгдөх хүртэл дор хаяж хэдэн минут хүлээнэ үү. Дараа нь цаасан дээр ПХБ -ийг усанд хийнэ (та тос цэвэрлэгч эсвэл угаалгын шингэн нэмж болно) 20 минутын турш. Дараа нь ПХБ -аас цаас арчина. Хэрэв хор нь зэс рүү наалддаггүй газрууд байгаа бол тонерыг солихын тулд байнгын маркер ашиглана уу.

Цэвэр усыг натрийн персульфаттай хольж, ПХБ -ийг сийлбэрийн уусмалд хийнэ. Уусмалыг 40 ° C -т байлгахыг хичээ. Та хуванцар савыг радиатор эсвэл бусад дулааны эх үүсвэр дээр тавьж болно. Үе үе саванд уусмалыг холино. Ил задгай зэс бүрэн уусахыг хүлээнэ үү. Үүнийг хийж дуусмагц ПХБ -ийг уусмалаас гаргаж аваад усаар зайлна. Ацетон эсвэл зүлгүүрээр тоникыг арилгана.

ПХБ -д цооног өрөмдөх. Өрөмдлөг хийхээс өмнө нүхний төвийг тэмдэглэхийн тулд би шурагыг төв цоолтуур болгон ашигласан.

Алхам 4: Гагнах ба програмчлах микроконтроллер

Зэсийн замыг гагнуураар хучих. Хэрэв ямар нэгэн замыг сийлбэрлэх уусмалд уусгасан бол тэдгээрийг нимгэн утсаар солино. ATtiny -ийг ПХБ -д гагнах, түүнчлэн микроконтроллерийг програмисттай холбох утас. Hv_glasses.hex -ийг байршуулж, гал хамгаалагчийн битүүдийг хадгална уу (H: FF, L: 6A). Би USBasp болон AVRDUDE ашигласан.. Hex файлыг байршуулах нь дараах тушаалыг ажиллуулахыг шаардсан:

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

Би анхны зааварчилгаа өгөхдөө ATtiny програмыг ашиглаж байсан 8 -аас -B (bitclock) утгыг 16 болгон өөрчлөх шаардлагатай байгааг та анзаарч магадгүй юм.

Та.hex файлыг PCB -ээс ATtiny, desolder програмист утсанд байршуулсны дараа. Том хэмжээтэй SW1 ON/OFF унтраалга, транзистороос бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнах. Самбарын нөгөө талд утсаар холболт хийх. Транзисторын дэвсгэрээс бусад ПХБ -ийг бүхэлд нь хөнгөн цагаан тугалган цаасаар хучиж, MOSFET -ийг цахилгаан статик ялгаралтаас хамгаална. Таны гагнуурын станц зөв газардсан эсэхийг шалгаарай. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулахад ашигладаг хясаа нь статик ESD-ийн эсрэг байх ёстой. Би эргэн тойронд хэвтэж байсан хуучин хясаа ашигладаг байсан ч утсаар утсаар холбосон. Та эхлээд BSS138 транзисторыг гагнаж, дууссаны дараа ПХБ-ийг илүү тугалган цаасаар бүрхэж болно, учир нь P-сувгийн BSS84 MOSFET нь цахилгаан статик цэнэг алдахад эмзэг байдаг.

SW1 гагнуур нь хамгийн сүүлд, түүний өнцөгийг өнцгөөр харуулдаг тул SS14 диод эсвэл тантал конденсатортой төстэй харагдаж байна. Хэрэв SW1 утас нь ПХБ-ийн дэвсгэрээс илүү өргөн бөгөөд бусад замд богино залгагддаг бол ямар ч асуудал үүсгэхгүйн тулд хайчилж ав. SW1 -ийг ПХБ -тэй холбохдоо зохих хэмжээний гагнуур ашиглаарай, учир нь ПХБ ба нүдний шилний хүрээг хооронд нь наалддаг соронзон хальс нь SW1 дээгүүр шууд дамждаг бөгөөд энэ нь гагнуурын холболтыг бага зэрэг чангална. Би J1-J4-т юу ч хийгээгүй, LC хавтангийн утаснууд ПХБ-д шууд гагнагдах болно. Дууссаны дараа зайнд орох гагнуурын утаснуудыг зайнд нь хийж, тусгаарлагч соронзон хальсаар бэхлээрэй. Бүрэн ПХБ нь J1-J4 дэвсгэр дээр өөрчлөгдөж буй хүчдэл үүсгэдэг эсэхийг шалгахын тулд та мултиметр ашиглаж болно. Үгүй бол өмнөх үе шатанд хүчдэлийг хэмжиж, богино холболт, холболтгүй утас, эвдэрсэн зам байгаа эсэхийг шалгаарай. Таны ПХБ J1-J4 дээр 0V ба 10-11V хооронд хэлбэлздэг хүчдэл үүсгэх үед та LC хавтанг J1-J4 руу гагнах боломжтой. Зөвхөн зайгаа салгасан тохиолдолд та ямар ч гагнуур, хэмжилт хийдэг.

Цахилгааны үүднээс бүх зүйлийг нэгтгэсэн тохиолдолд та ПХБ -ийн арын хэсгийг тусгаарлах соронзон хальсаар боож, эргэн тойронд нь соронзон хальс тавьж ПХБ -ийг нүдний шилний хүрээтэй холбож болно. LC хавтанг ПХБ -тэй холбосон утаснуудыг анхны батерейны таг байсан газарт нуу.

Алхам 5: Дизайн тойм

Хэрэглэгчийн үүднээс авч үзвэл өндөр хүчдэлийн ээлжлэн бөглөрөх сургалтын шил нь миний анхны зааварчилгаанд дурдсан нүдний шилтэй адил ажилладаг. 15k резистортой холбогдсон SW2 нь төхөөрөмжийн давтамжийг (2.5Гц, 5.0Гц, 7.5Гц, 10.0Гц, 12.5Гц) өөрчилдөг ба 22k резистортой холбогдсон SW3 нь нүд бүрийг хэр удаан битүү байлгадаг (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Тохиргоог тохируулсны дараа та төхөөрөмжийг дараагийн ажиллуулахдаа EEPROM -д хадгалж, ачаалсны дараа ачаалахыг 10 секунд орчим хүлээх хэрэгтэй. Хоёр товчлуурыг нэгэн зэрэг дарахад үндсэн утгыг тохируулна.

Гэсэн хэдий ч би зөвхөн ATtiny -ийн PB5 (RESET, ADC0) зүүг оролт болгон ашигласан. Би ADC ашиглан R1-R3 хүчдэл хуваагчийн гаралтын хүчдэлийг уншдаг. Би энэ хүчдэлийг SW2 ба SW3 дарж өөрчилж болно. Хүчдэл нь RESET -ийг эхлүүлэх хангалттай бага байдаггүй.

D1-D4 диод ба C3-C6 конденсатор нь 3 үе шаттай Диксон цэнэглэх насосыг бүрдүүлдэг. Цэнэглэх насосыг микроконтроллерийн PB1 (OC0A) ба PB1 (OC0B) зүүгээр удирддаг. OC0A ба OC0B гаралтууд нь 4687.5 Гц хэмжээтэй дөрвөлжин долгионы хоёр хэлбэрийг үүсгэдэг бөгөөд фазыг 180 градусаар өөрчилдөг (OC0A өндөр, OC0B нь бага, эсрэгээр). Микроконтроллерийн зүү дээрх хүчдэлийг өөрчлөх нь C3-C5 конденсаторын хавтан дээрх хүчдэлийг +BATT хүчдэлээр дээш, доош түлхдэг. Диод нь конденсатороос цэнэг авах боломжийг олгодог бөгөөд дээд хавтан (диодтой холбогдсон) нь илүү өндөр хүчдэлтэй байдаг ба дээд хавтан нь бага хүчдэлтэй байдаг. Мэдээжийн хэрэг диодууд зөвхөн нэг чиглэлд ажилладаг тул цэнэг нь зөвхөн нэг чиглэлд урсдаг тул дараагийн конденсатор бүр өмнөх конденсатороос өндөр хүчдэлд цэнэглэгддэг. Урд хүчдэлийн уналт бага тул би Шоттки диодыг ашигласан. Ачаалалгүй үед хүчдэлийг үржүүлэх нь 3.93 байна. Практик үүднээс авч үзвэл зөвхөн цэнэглэх насосны гаралт дээрх ачаалал нь 100 к резистор юм (гүйдэл нь 1 эсвэл 2 -оор зэрэг урсдаг). Энэ ачааллын үед цэнэглэгч насосны гаралтын хүчдэл 3.93*(+BATT) хасах 1V орчим байдаг ба цэнэглэх насосны үр ашиг ойролцоогоор 75%байдаг. D4 ба C6 нь хүчдэлийг нэмэгдүүлдэггүй, зөвхөн хүчдэлийн долгионыг бууруулдаг.

Q1, Q4, Q7, 100k транзисторууд нь микроконтроллерийн гаралтаас бага хүчдэлийг цэнэгийн насосны гаралтын хүчдэл болгон хувиргадаг. Би MOSFET -ийг LC хавтанг жолоодоход ашигладаг байсан, учир нь гүйдэл нь хаалганы хүчдэл өөрчлөгдөхөд л тэдний хаалгаар дамждаг. 27 ом эсэргүүцэл нь транзисторыг их хэмжээний гүйдлийн хаалтаас хамгаалдаг.

Төхөөрөмж нь ойролцоогоор 1.5 мА зарцуулдаг.