Naočare s tekućim kristalima za ambliopiju (naočare za vježbanje naizmjenične okluzije) [ATtiny13]: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ambliopija (lijeno oko), poremećaj vida koji pogađa približno 3% populacije, obično se liječi jednostavnim okularima ili kapima atropina. Nažalost, te metode liječenja zaklanjaju jače oko na duge i neprekinute periode, ne dopuštajući da dva oka (zapravo neuroni u mozgu koji obrađuju vizualne informacije) rade zajedno i sinhroniziraju se. Nedavno sam pronašao članak na Wikipediji koji detaljno opisuje alternativni oblik liječenja, u kojem se ploče s tekućim kristalima postavljaju ispred očiju, a njihove okluzije pokreću digitalna kola. Studije u ovom obliku liječenja prilično obećavaju, pa sam odlučio “nadograditi” obične aktivne naočare sa 3D TV -a na naočare za obuku s alternativnim okluzijom.

EDIT: Novije verzije naočara možete pronaći ovdje

Korak 1: Odricanje odgovornosti

Upotreba takvog uređaja može uzrokovati epileptičke napade ili druge štetne učinke kod malog dijela korisnika uređaja. Konstrukcija takvog uređaja zahtijeva upotrebu umjereno opasnih alata i može uzrokovati štetu ili oštećenje imovine. Opisani uređaj pravite i koristite na vlastitu odgovornost.

Ipak, postoje mjesta na kojima nije moguća odgovarajuća medicinska pomoć za osobe s vizualnim poremećajima (barem mi ovo govori karta SZO). Srećom, danas mobilni uređaj od 100 USD ima istu računalnu moć i rezoluciju ekrana kao i prije 10 godina, pa lično vjerujem da će DIY kibernetski implantati biti dostupni kao oblik liječenja mnogim ljudima u zemljama u razvoju* prije nego odgovarajuća medicinska pomoć.

* neke postindustrijske županije u Sjevernoj Americi imaju neke "sjajne" sisteme zdravstvenog osiguranja osmišljene da i ljudima zagorčaju živote !!!

Korak 2: Dijelovi i alati

Dijelovi i materijali:

3D naočare sa aktivnim zatvaračem

ATtiny13 ili ATtiny13A

2 taktilna prekidača

prekidač za uključivanje-isključivanje

100 nF kondenzator

4.7 uF kondenzator

1N4148 dioda

mali komad ploče (oko 28 mm x 35 mm)

nekoliko komada žice (UTP kabel je odličan izvor žica)

2 3V baterije (CR2025 ili CR2032)

izolacijska traka

selotejp

cijanoakrilatno ljepilo

Alati:

dijagonalni rezač

kliješta

ravni odvijač

mali Phillips odvijač

pomoćni nož

lemna stanica

lemljenje

AVR programer (samostalni programer poput USBaspa ili možete koristiti ArduinoISP)

Korak 3: 3D naočare sa aktivnim zatvaračem

Izvor panela s tekućim kristalima za naš projekt su aktivne 3D TV naočale. One koje sam koristio koštale su me 5 USD (bile su u vlasništvu). Postoji nekoliko vrsta aktivnih naočara, pa se pobrinite da one koje koristite pravilno blokiraju polarizirano svjetlo (to možete provjeriti postavljanjem polarizacijskog filtra ili LCD -a ispred njih, trebalo bi raditi čak i kad su naočale isključene). Budite oprezni da bilo koji komad plastike pričvršćen na ploče s tekućim kristalima može utjecati na polarizaciju svjetlosti. Prve čaše koje sam pokušao izmijeniti nisu imale ugrađen prednji polarizacijski filter (trebalo bi ih biti 2 na svakoj ploči s tekućim kristalima, jer su izgrađene slično LCD -ovima), a kad su bile prisiljene blokirati svjetlo, izgledale su ljubičaste, a ne crne, više o tome u posljednjem koraku.

Aktivne 3D TV naočare obično rade na 60Hz, blokirajući svjetlost podjednako za oba oka. Lijevo oko blokirano je 8.333ms, a zatim desno oko blokirano 8.333ms, a zatim se ciklus ponavlja. Oko se blokira kada se napon primijeni na LC ploču. Napon koji pokreće LC ploče je simetričan 9,2 V (amplituda od vrha do vrha 18,4 V).

Korak 4: Rastavljanje 3D naočara sa aktivnim zatvaračem

Odvijačem uklonite sve vijke koji drže čaše zajedno. Možda bi bilo dobro staviti malo zaštite na LC ploče (vjerovatno sam to trebao učiniti prije nego što sam uklonio vijke). Zatim upotrijebite pomoćni nož (ili rezač kutija) za rezanje spajanja dva dijela okvira. Zatim pomoću odvijača s ravnim lopaticama otvorite spoj. Otvaranje može biti malo teško, ali bi trebalo biti moguće (pazite da ne oštetite staklene komponente!). Nakon što obavite taj zadatak, uklonite elektroničke dijelove sa stakala i odlepite LC ploče s PCB -a.

Korak 5: Sastavljanje čaša zajedno

Lemite 4 žice na LC ploče (moraju biti malo duže od onih prikazanih na fotografiji). Izolacijskom trakom pričvrstite tanku traku koja dolazi s LC ploča i lemljena je na žice. Zatim vratite LC ploče na okvir čaša, pričvrstite vijke. Za spajanje donjih dijelova okvira možete upotrijebiti cijanoakrilatno ljepilo. Poklopac baterije nije potreban i nisam ga vratio na mesto.

Korak 6: Programiranje ATtiny mikrokontrolera

Povežite ATtiny13 sa svojim omiljenim programatorom, otvorite omiljeni AVR dev alat i upišite glasses.hex u FLASH memoriju mikrokontrolera. Zadržite zadane bitove osigurača (H: FF, L: 6A).

Koristio sam USBasp i AVRDUDE, pa sam nakon ispravnog povezivanja VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI pinova ATtiny13 na programera trebao izvršiti samo jednu jednostavnu naredbu za postavljanje glasses.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U blic: w: naočare.hex

Primijetio sam da su Arduino ploče prilično popularne na Instructables, pa evo veze za vodič koji objašnjava kako pretvoriti Arduino u programera. Možete preskočiti korake od 5 do 7 koji se bave sastavljanjem koda napisanog na C.

Korak 7: Lemljenje

Lemite sve elektroničke komponente na montažnu ploču. Na slici lemljene ploče 1N4148 dioda nedostaje, kasnije sam je pričvrstio na bijelo-plavu žicu. Upletene žice kasnije će biti spojene na baterije i sigurno pričvršćene izolacijskom trakom. Ne zaboravite spojiti žice LC ploče na PB0, PB1 i PB2 pinove ATtiny13.

Korak 8: Završna montaža

Izolacijskom trakom odvojite donju stranu montažne ploče od tijela korisnika naočala. Okvir naočara za montažu pričvrstite ljepljivom trakom po vašem izboru.

Zatim morate priključiti 2 ćelije dugmadi (CR2025 ili CR2032) na uređaj. Nažalost, kada su novi, njihov napon može premašiti 3,3 V. Dvije od tih ćelija spojene su u seriju, pa čak i nakon pada napona na 1N4148 diodi (malo manje od 0,7 V), ATtiny može neznatno premašiti maksimalni radni napon od 6,0 V. Preporučujem da malo ispraznite potpuno nove baterije prije nego ih stavite u uređaj.

Uređaj troši približno 1 mA.

Korak 9: Upotreba naočara za vježbanje naizmjenične okluzije

Dugme povezano sa PB3 menja frekvenciju uređaja (2,5Hz, 5,0Hz, 7,5Hz, 10,0Hz, 12,5Hz), a dugme povezano sa PB4 menja koliko dugo je svako oko zatvoreno (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Nakon što postavite postavke, trebate pričekati oko 10 sekundi (10 sekundi bez dodirivanja bilo koje tipke) da bi bile spremljene u EEPROM i učitane nakon isključivanja, pri sljedećem pokretanju uređaja. Pritiskanjem oba dugmeta istovremeno postavljaju se podrazumevane vrednosti.

Postoji barem jedan slučaj oporavka stereopsije postignut gledanjem 3D materijala. Ako želite koristiti naočare za vježbanje pri promjeni okluzije za gledanje 3D materijala dok nosite drugi par iste vrste naočala (samo nepromijenjene), morate pričvrstiti komad prozirne plastike na stražnju stranu njihovih LC ploča, poput onih jedne fotografiju u koraku 3 (ili možete koristiti selotejp). U toj konfiguraciji nepromenjene naočare sede bliže ekranu. Ili možete postaviti lijevu LC ploču umjesto desne i obrnuto. To rotira polarizaciju LC panela, o tome više u posljednjem koraku. Međutim, ako to učinite, nećete moći gledati zaslon bez nepromijenjenih naočala.

Korak 10: Slični projekti

Čitač e-knjiga sa dihotopijom: Prva iteracija naočara zahtijevala je upotrebu vanjskog polarizacijskog filtera. Pričvrstio sam ga samo na prednju stranu desne LC ploče. To mi je omogućilo da postavim nekoliko drugih polarizacijskih filtera na ekran e-papira (koji emitira nepolariziranu svjetlost) i potpuno blokiram dijelove stranice za desno oko (tekst iza filtera sada treperi za lijevo oko, jer je svjetlo sada polarizirano). Prisiljava me da čitam blokirane dijelove lijevim okom i da stavim slike sa oba oka zajedno. Postoje i studije koje navode da je gledanje na dihoptične stvari vrlo korisno za osobe s ambliopijom. Slične stvari možete učiniti i s drugim ekranima koji emitiraju nepolarizirano svjetlo poput CRT -a. Još uvijek postoji nada za dobre stare rendgenske zrake, oni mogu biti još jednom korisni!

Kibernetski monokl: Nažalost, polarizacija mog 3D televizora je rotirana za 90 stepeni od polarizacije monitora mog računara. Ovaj problem sam riješio postavljanjem lijevog LC panela umjesto desnog. LC ploče imaju 2 polarizacijska filtera rotirana za 90 stupnjeva, pa gledajući kroz njih s druge strane rotiraju svjetlosne polarizacije koje "prihvaćaju" LC ploče. Također sam povećao naponske pogonske LC ploče na 9V (amplituda od 18 do 18V) pomoću H mosta. Čini LC ploče neprozirnijim tokom okluzije. Također sam dodao LED diode koje trepere tokom okluzije, dodatno "zasljepljujući" oko i ne dopuštajući mu da se navikne na mrak. Efekt "zasljepljivanja" posebno se primjećuje kada stavim anaglifne 3D naočale između oka i LC ploče (filtri u boji raspršuju svjetlost). Kao što sam ranije spomenuo, gledanje 3D materijala moglo bi biti dobro za oporavak stereopsi i monitor mojih računara ne podržava 3D tehnologije osim anaglifa, pa se osjećam prisiljenim preporučiti GZ3Doom (ViveDoom), mod za klasične Doom igre iz 90 -ih. Omogućuje vam korištenje dvije vrste anaglifskih naočala (zeleno-magenta i crveno-cijan), tako da ne navikavate oči previše na nošenje filtera iste boje.

Neka vam Ikona grijeha s MAP30 daruje pravilan vid!

(Zapravo je mnogo vjerojatnije da ćete izliječiti poremećaj vida gledajući cyberdemone u demonskoj video igri nego posjetom kršćanskim svetilištima)