हाई वोल्टेज अल्टरनेटिंग ऑक्लूजन ट्रेनिंग ग्लासेस [ATtiny13]: 5 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

अपने पहले निर्देश में, मैंने वर्णन किया है कि एक ऐसा उपकरण कैसे बनाया जाए जो किसी ऐसे व्यक्ति के लिए काफी मददगार हो, जो एंबीलिया (आलसी आंख) का इलाज करना चाहता है। डिजाइन बहुत सरल था और इसमें कुछ कमियां थीं (इसमें दो बैटरियों के उपयोग की आवश्यकता थी और लिक्विड क्रिस्टल पैनल कम वोल्टेज द्वारा संचालित थे)। मैंने वोल्टेज गुणक और बाहरी स्विचिंग ट्रांजिस्टर जोड़कर डिजाइन में सुधार करने का फैसला किया। उच्च जटिलता के लिए एसएमडी घटकों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

चरण 1: अस्वीकरण

ऐसे उपकरण के उपयोग से डिवाइस के उपयोगकर्ताओं के छोटे हिस्से में मिर्गी के दौरे या अन्य प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकते हैं। ऐसे उपकरण के निर्माण के लिए मामूली खतरनाक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है और इससे संपत्ति को नुकसान या क्षति हो सकती है। आप अपने जोखिम पर वर्णित डिवाइस का निर्माण और उपयोग करते हैं।

चरण 2: पुर्जे और उपकरण

भागों और सामग्री:

सक्रिय शटर 3D चश्मा

ATTINY13A-एसएसयू

18x12mm ON-OFF लैचिंग पुश बटन स्विच (कुछ इस तरह, स्विच जो मैंने इस्तेमाल किया था वह सीधा, संकरा लीड था)

2x SMD 6x6mm स्पर्श स्विच बटन

2x 10 यूएफ 16वी केस ए 1206 टैंटलम कैपेसिटर

१०० एनएफ ०८०५ संधारित्र

3x 330 एनएफ 0805 संधारित्र

4x SS14 DO-214AC (SMA) स्कूटी डायोड

10k 0805 रोकनेवाला

15k 1206 रोकनेवाला

22k 1206 रोकनेवाला

9x 27ohm 0805 रोकनेवाला

3x 100k 1206 रोकनेवाला

6x BSS138 SOT-23 ट्रांजिस्टर

3x BSS84 SOT-23 ट्रांजिस्टर

61x44mm कॉपर क्लैड बोर्ड

तार के कुछ टुकड़े

3V बैटरी (CR2025 या CR2032)

विद्युत अवरोधी पट्टी

स्कॉच टेप

उपकरण:

विकर्ण कटर

चिमटा

फ्लैट-ब्लेड पेचकश

छोटे फिलिप्स पेचकश

चिमटी

उपयोगिता के चाकू

आरी या अन्य उपकरण जो पीसीबी को काट सकते हैं

0.8 मिमी ड्रिल बिट

ड्रिल प्रेसीडेंट या रोटरी टूल

सोडियम परसल्फेट

प्लास्टिक कंटेनर और प्लास्टिक उपकरण जिसका उपयोग पीसीबी को नक़्क़ाशी के घोल से बाहर निकालने के लिए किया जा सकता है

टांका स्टेशन

मिलाप

एल्यूमीनियम पन्नी

AVR प्रोग्रामर (USBasp जैसे स्टैंडअलोन प्रोग्रामर या आप ArduinoISP का उपयोग कर सकते हैं)

लेजर प्रिंटर

ग्लॉसी पेपर

कपड़े प्रेस करने वाली ईस्त्री

1000 ग्रिट सूखा/गीला सैंडपेपर

क्रीम क्लीनर

विलायक (उदाहरण के लिए एसीटोन या रबिंग अल्कोहल)

स्थायी निर्माता

चरण 3: टोनर ट्रांसफर विधि का उपयोग करके पीसीबी बनाना

आपको लेजर प्रिंटर का उपयोग करके चमकदार कागज पर F. Cu (सामने की ओर) की दर्पण छवि को प्रिंट करने की आवश्यकता है (बिना किसी टोनर सेविंग सेटिंग के)। मुद्रित छवि का बाहरी आयाम 60.96x43.434 मिमी (या जितना करीब आप प्राप्त कर सकते हैं) होना चाहिए। मैंने सिंगल साइडेड कॉपर क्लैड बोर्ड का उपयोग किया है और दूसरी तरफ पतले तारों के साथ कनेक्शन बनाया है, इसलिए मुझे दो तांबे की परतों को संरेखित करने के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। आप चाहें तो दो तरफा पीसीबी का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन अगला निर्देश सिंगल साइडेड पीसीबी के लिए ही होगा।

पीसीबी को मुद्रित छवि के आकार में काटें, यदि आप चाहें तो पीसीबी के प्रत्येक पक्ष में कुछ मिमी जोड़ सकते हैं (सुनिश्चित करें कि पीसीबी आपके चश्मे में फिट होगा)। आगे आपको गीले महीन सैंडपेपर का उपयोग करके तांबे की परत को साफ करने की आवश्यकता होगी, फिर क्रीम क्लीनर से सैंडपेपर द्वारा छोड़े गए कणों को हटा दें (आप तरल या साबुन को धोने का भी उपयोग कर सकते हैं)। फिर इसे सॉल्वेंट से साफ करें। उसके बाद आपको बहुत सावधान रहना चाहिए कि तांबे को अपनी उंगलियों से न छुएं।

पीसीबी के ऊपर मुद्रित छवि रखें और इसे बोर्ड के साथ संरेखित करें फिर पीसीबी को एक सपाट सतह पर रखें और इसे कपड़े के लोहे के अधिकतम तापमान पर सेट करें। थोड़ी देर बाद कागज पीसीबी से चिपकना चाहिए। पीसीबी और कागज पर लोहे को दबाकर रखें, समय-समय पर आप लोहे की स्थिति बदल सकते हैं। कम से कम कुछ मिनट प्रतीक्षा करें, जब तक कि कागज का रंग पीला न हो जाए। फिर 20 मिनट के लिए पीसीबी को कागज के साथ पानी में डाल दें (आप क्रीम क्लीनर या वाशिंग तरल जोड़ सकते हैं)। अगला, पीसीबी से कागज रगड़ें। अगर ऐसे स्थान हैं जहां टोनर तांबे से नहीं चिपकता है, तो टोनर को बदलने के लिए स्थायी मार्कर का उपयोग करें।

सोडियम परसल्फेट के साथ ताजा पानी मिलाएं और नक़्क़ाशी के घोल में पीसीबी डालें। घोल को 40°C पर रखने का प्रयास करें। आप प्लास्टिक के कंटेनर को रेडिएटर या अन्य ताप स्रोत के ऊपर रख सकते हैं। समय-समय पर कंटेनर में घोल मिलाएं। खुला तांबे के पूरी तरह से भंग होने की प्रतीक्षा करें। जब यह हो जाए तो पीसीबी को घोल से हटा दें और इसे पानी में धो लें। एसीटोन या सैंडपेपर से टोनर निकालें।

पीसीबी में ड्रिल छेद। मैंने ड्रिलिंग से पहले छेद के केंद्रों को चिह्नित करने के लिए केंद्र पंच के रूप में पेंच का इस्तेमाल किया।

चरण 4: सोल्डरिंग और प्रोग्रामिंग माइक्रोकंट्रोलर

सोल्डर में तांबे की पटरियों को कवर करें। यदि कोई ट्रैक नक़्क़ाशी के घोल में घुल गया हो, तो उन्हें पतले तारों से बदल दें। पीसीबी के लिए मिलाप ATtiny, साथ ही तार जो माइक्रोकंट्रोलर को एक प्रोग्रामर से जोड़ेंगे। hv_glasses.hex अपलोड करें, डिफ़ॉल्ट फ़्यूज़ बिट्स (H:FF, L:6A) रखें। मैंने USBasp और AVRDUDE का इस्तेमाल किया।.hex फ़ाइल अपलोड करने के लिए मुझे निम्न आदेश निष्पादित करने की आवश्यकता है:

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

आप देख सकते हैं कि मुझे 8 से -B (बिटक्लॉक) मान बदलने की आवश्यकता थी, जिसका उपयोग मैंने अपने पहले निर्देश में ATtiny को 16 में प्रोग्राम करने के लिए किया था। यह अपलोडिंग प्रक्रिया को धीमा कर देता है, लेकिन कभी-कभी प्रोग्रामर और माइक्रोकंट्रोलर के बीच सही संचार की अनुमति देना आवश्यक होता है।

आपके द्वारा.hex फ़ाइल को ATtiny पर अपलोड करने के बाद, पीसीबी से डीसोल्डर प्रोग्रामर तार। भारी SW1 ON/OFF स्विच और ट्रांजिस्टर को छोड़कर शेष घटकों को मिलाएं। बोर्ड के दूसरी तरफ तारों से कनेक्शन बनाएं। MOSFETs को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से बचाने के लिए एल्यूमीनियम पन्नी के साथ ट्रांजिस्टर पैड को छोड़कर पूरे पीसीबी को कवर करें। सुनिश्चित करें कि आपका सोल्डरिंग स्टेशन ठीक से ग्राउंडेड है। घटकों को रखने के लिए आप जिस चिमटी का उपयोग करते हैं, वह स्थिर-विरोधी ESD वाले होने चाहिए। मैंने कुछ पुराने चिमटी का इस्तेमाल किया जो आसपास पड़े थे, लेकिन मैंने उन्हें तार से जमीन से जोड़ दिया। आप पहले बीएसएस 138 ट्रांजिस्टर को मिलाप कर सकते हैं और जब वे समाप्त हो जाते हैं तो पीसीबी को अधिक पन्नी के साथ कवर कर सकते हैं, क्योंकि पी-चैनल बीएसएस 84 एमओएसएफईटी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के लिए विशेष रूप से कमजोर हैं।

सोल्डर SW1 आखिरी, इसके लीड को एंगल करता है इसलिए यह SS14 डायोड या टैंटलम कैपेसिटर के समान दिखता है। यदि SW1 लीड पीसीबी पर पैड की तुलना में व्यापक हैं, और वे अन्य ट्रैक के लिए शॉर्ट-सर्किट करते हैं, तो उन्हें काट दें ताकि उन्हें कोई समस्या न हो। पीसीबी के साथ SW1 में शामिल होने के दौरान अच्छी मात्रा में सोल्डर का उपयोग करें, क्योंकि टेप जो पीसीबी और ग्लास फ्रेम को एक साथ रखेगा, सीधे SW1 पर जाएगा और यह सोल्डर जोड़ों पर कुछ तनाव डाल सकता है। मैंने J1-J4 में कुछ भी नहीं रखा है, LC पैनल के तारों को सीधे PCB में मिलाया जाएगा। जब आप कर रहे हों, तो सोल्डर तार जो बैटरी में जाएंगे, उनके बीच बैटरी को आइसोलेशन टेप के साथ सुरक्षित रखें। आप मल्टीमीटर का उपयोग यह जांचने के लिए कर सकते हैं कि क्या पूरा पीसीबी J1-J4 पैड पर बदलते वोल्टेज उत्पन्न करता है। यदि नहीं, तो पहले के चरणों में वोल्टेज को मापें, किसी भी शॉर्ट-सर्किट, असंबद्ध लीड, टूटी पटरियों की जांच करें। जब आपका PCB J1-J4 पर वोल्टेज उत्पन्न करता है जो 0V और 10-11V के बीच दोलन करता है, तो आप LC पैनल को J1-J4 में मिला सकते हैं। आप कोई सोल्डरिंग या माप तभी करते हैं जब बैटरी काट दी जाती है।

जब सब कुछ बिजली के दृष्टिकोण से एक साथ रखा जाता है, तो आप पीसीबी के पीछे आइसोलेशन टेप के साथ कवर कर सकते हैं और उनके चारों ओर टेप लगाकर पीसीबी को ग्लास फ्रेम से जोड़ सकते हैं। एलसी पैनल को पीसीबी से जोड़ने वाले तारों को उस स्थान पर छिपाएं जहां मूल बैटरी कवर था।

चरण 5: डिजाइन अवलोकन

उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, हाई वोल्टेज अल्टरनेटिंग ऑक्लूजन ट्रेनिंग ग्लासेस उसी तरह काम करते हैं जैसे कि मेरे पहले इंस्ट्रक्शनल में वर्णित ग्लास। 15k रेसिस्टर से जुड़ा SW2 डिवाइस फ़्रीक्वेंसी (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) को बदलता है, और SW3 22k रेसिस्टर से जुड़ा होता है, प्रत्येक आँख कितनी देर तक बंद रहती है (L-10%: R-90%, L-30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%)। सेटिंग्स सेट करने के बाद, आपको अगले डिवाइस लॉन्च पर, EEPROM में संग्रहीत और पावर डाउन के बाद लोड होने के लिए लगभग 10 सेकंड (किसी भी बटन को छूने के 10 सेकंड) तक प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है। एक ही समय में दोनों बटन दबाने से डिफ़ॉल्ट मान सेट हो जाते हैं।

हालाँकि, मैंने इनपुट के रूप में ATtiny के केवल PB5 (RESET, ADC0) पिन का उपयोग किया। मैं R1-R3 से बने वोल्टेज डिवाइडर के आउटपुट पर वोल्टेज पढ़ने के लिए ADC का उपयोग कर रहा हूं। मैं SW2 और SW3 दबाकर इस वोल्टेज को बदल सकता हूं। RESET को ट्रिगर करने के लिए वोल्टेज कभी भी कम नहीं होता है।

डायोड D1-D4 और कैपेसिटर C3-C6 एक 3 चरण डिक्सन चार्ज पंप बनाते हैं। चार्ज पंप माइक्रोकंट्रोलर के PB1 (OC0A) और PB1 (OC0B) पिन द्वारा संचालित होता है। OC0A और OC0B आउटपुट दो 4687.5 हर्ट्ज वर्ग तरंग उत्पन्न करते हैं जो चरण 180 डिग्री (जब OC0A उच्च है, OC0B कम है, और इसके विपरीत) द्वारा स्थानांतरित किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर पिन पर वोल्टेज बदलने से C3-C5 कैपेसिटर प्लेट पर वोल्टेज + BATT वोल्टेज ऊपर और नीचे होता है। डायोड संधारित्र से आवेश को प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं, जिसकी शीर्ष प्लेट (एक जो डायोड से जुड़ी होती है) में उच्च वोल्टेज होती है, जिसकी शीर्ष प्लेट में कम वोल्टेज होता है। बेशक डायोड केवल एक दिशा में काम करते हैं, इसलिए चार्ज केवल एक दिशा में बहता है, इसलिए अनुक्रम में प्रत्येक अगला कैपेसिटर वोल्टेज के लिए चार्ज होता है जो पिछले कैपेसिटर की तुलना में अधिक होता है। मैंने Schottky डायोड का उपयोग किया है, क्योंकि उनके पास कम वोल्टेज ड्रॉप है। नो लोड वोल्टेज के तहत गुणन 3.93 है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से केवल चार्ज पंप आउटपुट पर लोड 100k प्रतिरोधक होते हैं (एक ही समय में उनमें से 1 या 2 के माध्यम से वर्तमान प्रवाह)। उस लोड के तहत, चार्ज पंप आउटपुट पर वोल्टेज 3.93*(+BATT) माइनस 1V के आसपास है, और चार्ज पंप दक्षता लगभग 75% है। D4 और C6 वोल्टेज नहीं बढ़ाते हैं, वे केवल वोल्टेज तरंगों को कम करते हैं।

ट्रांजिस्टर Q1, Q4, Q7 और 100k रेसिस्टर्स माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट से लो वोल्टेज को चार्ज पंप आउटपुट से वोल्टेज में बदलते हैं। मैंने LC पैनल को चलाने के लिए MOSFETs का उपयोग किया है क्योंकि गेट वोल्टेज में परिवर्तन होने पर ही उनके गेट से करंट प्रवाहित होता है। 27ohm रेसिस्टर्स ट्रांजिस्टर को बड़े सर्ज गेट करंट से बचाते हैं।

डिवाइस लगभग 1.5 mA की खपत करता है।