Okuliare z tekutých kryštálov pre amblyopiu (tréningové okuliare so striedavou oklúziou) [ATtiny13]: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Amblyopia (lenivé oko), porucha zraku, ktorá postihuje približne 3% populácie, zvyčajne sa lieči jednoduchými páskami na oči alebo kvapkami atropínu. Tieto metódy liečby bohužiaľ na dlhé, neprerušované časové obdobia zatvárajú silnejšie oko a nedovoľujú, aby dve oči (vlastne neuróny v mozgu, ktoré spracovávajú vizuálne informácie) spolupracovali a synchronizovali. Nedávno som našiel článok na Wikipédii, ktorý podrobne popisuje alternatívnu formu liečby, v ktorej sú panely z tekutých kryštálov umiestnené pred očami a ich oklúzie sú poháňané digitálnymi obvodmi. Štúdie tejto formy liečby sú celkom sľubné, a preto som sa rozhodol „upgradovať“bežné aktívne okuliare s uzávierkou z 3D televízora na tréningové okuliare na striedavé zatváranie.

EDIT: Novšiu verziu okuliarov nájdete tu

Krok 1: Vylúčenie zodpovednosti

Používanie takéhoto zariadenia môže u malej časti používateľov zariadenia spôsobiť epileptické záchvaty alebo iné nežiaduce účinky. Konštrukcia takéhoto zariadenia vyžaduje použitie stredne nebezpečných nástrojov a môže spôsobiť ujmu na zdraví alebo vecné škody. Popisované zariadenie staviate a používate na vlastné riziko.

Napriek tomu existujú miesta, kde nie je možná riadna lekárska pomoc ľuďom s poruchami zraku (aspoň mi to hovorí táto mapa WHO). Našťastie dnes mobilné zariadenie v hodnote 100 dolárov má rovnaký výpočtový výkon a rozlíšenie displeja, ako mal herný počítač pred 10 rokmi, takže osobne verím, že kybernetické implantáty pre domácich majstrov budú k dispozícii ako forma liečby pre mnoho ľudí v rozvojových krajinách* skôr ako riadna lekárska pomoc.

* niektoré postindustriálne kraje v Severnej Amerike majú niekoľko „skvelých“systémov zdravotného poistenia navrhnutých tak, aby tiež ľuďom boli mizerné životy !!!

Krok 2: Diely a nástroje

Časti a materiál:

3D okuliare s aktívnou uzávierkou

ATtiny13 alebo ATtiny13A

2 dotykové spínacie tlačidlá

kolískový vypínač ON-OFF

Kondenzátor 100 nF

4,7 uF kondenzátor

Dióda 1N4148

malý kus dosky (asi 28 mm x 35 mm)

niekoľko kúskov drôtu (kábel UTP je skvelým zdrojom drôtov)

2 3V batérie (CR2025 alebo CR2032)

izolačná páska

lepiaca páska

kyanoakrylátové lepidlo

Náradie:

diagonálna fréza

kliešte

plochý skrutkovač

malý krížový skrutkovač

úžitkový nôž

spájkovacia stanica

spájka

Programátor AVR (samostatný programátor ako USBasp alebo môžete použiť ArduinoISP)

Krok 3: 3D okuliare s aktívnou uzávierkou

Zdrojom panelov z tekutých kryštálov pre náš projekt sú aktívne 3D televízne okuliare. Tie, ktoré som použil, ma stáli 5 dolárov (boli použité). Existuje niekoľko druhov okuliarov s aktívnou uzávierkou, preto sa ubezpečte, že tie, ktoré používate, správne blokujú polarizované svetlo (môžete to skontrolovať umiestnením polarizačného filtra alebo LCD pred ne, malo by to fungovať, aj keď sú okuliare vypnuté). Dávajte si pozor, že akýkoľvek kus plastu pripevnený k panelom z tekutých kryštálov môže ovplyvniť polarizáciu svetla. Prvé okuliare, ktoré som sa pokúsil upraviť, nemali nainštalovaný predný polarizačný filter (v každom paneli z tekutých kryštálov by ich mali byť 2, pretože sú stavané podobne ako displeje LCD) a keď boli nútené blokovať svetlo, vyzerali ako fialové, nie čierne., viac o tom v poslednom kroku.

Aktívne 3D televízne okuliare bežne fungujú pri 60 Hz a blokujú svetlo rovnako pre obe oči. Ľavé oko je zablokované na 8,333 ms, a potom je pravé oko zablokované na 8,333 ms, potom sa cyklus opakuje. Oko je zablokované, keď je na panel LC privedené napätie. Napätie, ktoré poháňa LC panely, je symetrické 9,2 V (amplitúda špička-špička 18,4 V).

Krok 4: Demontáž 3D okuliarov s aktívnou uzávierkou

Pomocou skrutkovača odskrutkujte všetky skrutky, ktoré držia okuliare pohromade. Možno by bolo dobré dať na panely LC ochranu (pravdepodobne som to mal urobiť skôr, ako som odstránil skrutky). Potom nožom (alebo vykrajovátkom) rozrežte spojenie dvoch častí rámu. Potom pomocou plochého skrutkovača otvorte spojenie. Jeho otvorenie môže byť trochu náročné, ale malo by to byť možné (dávajte pozor, aby ste nepoškodili sklenené diely!). Po dokončení tejto úlohy vyberte elektronické súčiastky z okuliarov a odspájkovacie panely LC z dosky plošných spojov.

Krok 5: Spojenie okuliarov

Spájkujte 4 drôty na panely LC (musia byť o niečo dlhšie ako tie, ktoré sú uvedené na fotografii). Na zaistenie tenkej pásky, ktorá pochádza z panelov LC a je spájkovaná s drôtmi, použite izolačnú pásku. Potom vložte panely LC späť do rámu okuliarov a pripevnite skrutky. Na spojenie spodných častí rámu môžete použiť kyanoakrylátové lepidlo. Kryt batérie nie je potrebný a nedal som ho späť na svoje miesto.

Krok 6: Programovanie mikrokontroléra ATtiny

Pripojte ATtiny13 k svojmu obľúbenému programátoru, otvorte svoj obľúbený nástroj pre vývoj AVR a píšte okuliare.hex do pamäte FLASH mikrokontroléra. Ponechajte predvolené poistkové bity (H: FF, L: 6A).

Použil som USBasp a AVRDUDE, takže po správnom zapojení pinov VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI ATtiny13 k programátoru som potreboval vykonať jeden jednoduchý príkaz na nahranie okuliarov.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U blesk: š: okuliare.hex

Všimol som si, že dosky Arduino sú na Instructables veľmi populárne, takže tu je odkaz na návod, ktorý vysvetľuje, ako previesť Arduino na programátora. Môžete preskočiť kroky 5 až 7, ktoré sa zaoberajú kompiláciou kódu napísaného v jazyku C.

Krok 7: Spájkovanie

Spájkujte všetky elektronické súčiastky na prefabrikáty. Na obrázku spájkovanej dosky 1N4148 dióda chýba, neskôr som ju pripevnil na bielo-modrý drôt. Skrútené vodiče budú neskôr pripojené k batériám a bezpečne zaistené na mieste izolačnou páskou. Nezabudnite pripojiť vodiče panela LC k pinom PB0, PB1 a PB2 ATtiny13.

Krok 8: Konečná montáž

Izolačnou páskou oddeľte spodnú stranu prefabrikátu od tela používateľa okuliarov. Pripevnite rám prefabrikovaných okuliarov lepiacou páskou podľa vlastného výberu.

Ďalej musíte k zariadeniu pripojiť 2 gombíkové bunky (CR2025 alebo CR2032). Bohužiaľ, keď sú nové, ich napätie môže prekročiť 3,3 V. Dva z týchto článkov sú zapojené do série, takže aj po poklese napätia na dióde 1N4148 (len málo ako 0,7V) môže ATtiny mierne prekročiť maximálne prevádzkové napätie 6,0V. Úplne nové batérie odporúčam pred vložením do zariadenia mierne vybiť.

Zariadenie spotrebuje približne 1 mA.

Krok 9: Používanie tréningových okuliarov so striedavou oklúziou

Tlačidlo pripojené k PB3 mení frekvenciu zariadenia (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz) a tlačidlo pripojené k systému PB4 mení, ako dlho je každé oko uzavreté (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Po nastavení musíte počkať asi 10 sekúnd (10 sekúnd, keď sa nedotknete žiadnych tlačidiel), kým sa pri ďalšom spustení zariadenia uložia do pamäte EEPROM a načítajú sa po vypnutí. Stlačením oboch tlačidiel súčasne nastavíte predvolené hodnoty.

Pri sledovaní 3D materiálu je dosiahnutý najmenej jeden prípad obnovy stereopsy. Ak chcete používať tréningové okuliare so striedavým oklúziou na sledovanie 3D materiálov v inom páre rovnakého druhu okuliarov (len neupravených), musíte na zadnú stranu LC panelov pripevniť kus číreho plastu, ako je ten. fotografiu v kroku 3 (alebo môžete použiť škótsku pásku). V tejto konfigurácii neupravené okuliare sedia bližšie k displeju. Alebo alternatívne môžete dať ľavý LC panel na miesto pravého a naopak. To otáča polarizáciu panelov LC, viac o tom v poslednom kroku. V opačnom prípade však nebudete môcť sledovať displej bez nasadených neupravených okuliarov.

Krok 10: Podobné projekty

Dichoptická čítačka elektronických kníh: Prvá iterácia okuliarov vyžadovala použitie externého polarizačného filtra. Pripojil som ho iba k prednej časti pravého LC panelu. To mi umožnilo umiestniť na displej elektronického papiera (ktorý vyžaruje nepolarizované svetlo) niekoľko ďalších polarizačných filtrov a úplne zablokovať časti stránky pre pravé oko (text za filtrami teraz bliká pre ľavé oko, pretože svetlo je teraz polarizované). Núti ma čítať zablokované časti ľavým okom a dávať dohromady obrázky z oboch očí. A existujú štúdie, ktoré tvrdia, že pohľad na dihoptické veci je pre ľudí s amblyopiou celkom prospešný. Podobné veci môžete robiť aj s inými displejmi, ktoré vyžarujú nepolarizované svetlo ako CRT. Stále existuje nádej na staré dobré röntgenové žiariče, môžu byť ešte raz užitočné!

Kybernetický monokel: Polarizácia môjho 3D televízora je bohužiaľ otočená o 90 stupňov od polarizácie monitora môjho počítača. Tento problém som vyriešil umiestnením ľavého LC panelu na pravý. Panely LC majú 2 polarizačné filtre otočené o 90 stupňov, takže pri pohľade cez ne z druhej strany sa otáčajú polarizácie svetla, ktoré „panely“akceptujú. Pomocou mostíka H som tiež zvýšil napätie panelov LC na 9 V (amplitúda špička-špička 18 V). Vďaka tomu sú panely LC počas oklúzie nepriehľadnejšie. Tiež som pridal LED diódy, ktoré blikajú počas oklúzie, ďalej „oslepujú“oko a nedovolia mu zvyknúť si na temnotu. „Oslepujúci“efekt je zvláštnosťou, keď si medzi oko a LC panel vložím 3D okuliare anaglyph (farebné filtre rozptyľujú svetlo). Ako som už spomenul, sledovanie 3D materiálov môže byť dobré na obnovu stereopsis a môj počítačový monitor nepodporuje iné technológie ako anaglyf, takže sa cítim nútený odporučiť GZ3Doom (ViveDoom), režim pre klasické hry Doom z 90. rokov. Umožňuje vám použiť dva typy anaglyfových okuliarov (zeleno-purpurový a červeno-azúrový), takže si oči príliš nezvyknete na nosenie rovnakých farebných filtrov.

Nech vám ikona hriechu z MAP30 poskytne dar správneho zraku!

(v skutočnosti je oveľa väčšia pravdepodobnosť, že vyliečite poruchu zraku pohľadom na kybernetických démonov v démonickej videohre, než keď navštívite kresťanské svätyne)