Očala s tekočimi kristali za ambliopijo (očala za izmenično okluzijo) [ATtiny13]: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ambliopija (leno oko), motnja vida, ki prizadene približno 3% prebivalstva, običajno pa se zdravi s preprostimi očesi ali kapljicami atropina. Na žalost te metode zdravljenja dolgotrajno in neprekinjeno zapirajo močnejše oko in ne dopuščajo, da bi dve očesi (pravzaprav nevroni v možganih, ki obdelujejo vizualne informacije) delovali skupaj in se sinhronizirali. Pred kratkim sem našel članek na Wikipediji, ki podrobno opisuje alternativno obliko zdravljenja, v kateri so plošče s tekočimi kristali postavljene pred oči in njihove okluzije poganja digitalno vezje. Študije te oblike zdravljenja so precej obetavne, zato sem se odločil, da navadna aktivna očala iz 3D -televizije "nadgradim" na očala za vadbo z okluzijo.

EDIT: Novejšo različico očal najdete tukaj

1. korak: zavrnitev odgovornosti

Uporaba take naprave lahko pri majhnem delu uporabnikov naprave povzroči epileptične napade ali druge škodljive učinke. Konstrukcija takšne naprave zahteva uporabo zmerno nevarnih orodij in lahko povzroči škodo ali materialno škodo. Opisano napravo izdelate in uporabljate na lastno odgovornost.

Kljub temu obstajajo kraji, kjer ustrezna zdravniška pomoč ljudem z motnjami vida ni mogoča (vsaj ta karta SZO mi to pove). Na srečo ima danes mobilna naprava v vrednosti 100 USD enako računalniško moč in ločljivost zaslona, kot jo je imel igralni računalnik pred 10 leti, zato osebno verjamem, da bodo kibernetski vsadki DIY na voljo kot oblika zdravljenja za mnoge ljudi v državah v razvoju* prej kot ustrezna medicinska pomoč.

* nekatere postindustrijske okraje v Severni Ameriki imajo nekaj "odličnih" sistemov zdravstvenega zavarovanja, ki naj bi tudi ljudem povzročali nesreče !!!

2. korak: Deli in orodja

Deli in materiali:

3D očala z aktivnimi zaklopi

ATtiny13 ali ATtiny13A

2 taktilna stikala

stikalo za vklop-izklop

100 nF kondenzator

4,7 uF kondenzator

1N4148 dioda

majhen kos plošče (približno 28 mm x 35 mm)

nekaj kosov žice (UTP kabel je odličen vir žic)

2 3V bateriji (CR2025 ali CR2032)

izolacijski trak

selotejp

cianoakrilatno lepilo

Orodja:

diagonalni rezalnik

klešče

ploski izvijač

mali križni izvijač

pomožni nož

spajkalna postaja

spajkanje

AVR programer (samostojni programer, kot je USBasp ali pa uporabite ArduinoISP)

3. korak: 3D očala z aktivnim zaklopom

Vir plošč s tekočimi kristali za naš projekt so aktivna očala 3D TV. Tisti, ki sem jih uporabil, so me stali 5 USD (bili so že v lasti). Obstaja nekaj vrst aktivnih očal, zato se prepričajte, da tiste, ki jih uporabljate, pravilno blokirajo polarizirano svetlobo (to lahko preverite tako, da pred njimi postavite polarizacijski filter ali LCD, delovati mora tudi, ko so očala izklopljena). Bodite previdni, da lahko kateri koli kos plastike, pritrjen na plošče s tekočimi kristali, vpliva na polarizacijo svetlobe. Prva očala, ki sem jih poskušala spremeniti, niso imela vgrajenega sprednjega polarizirajočega filtra (v vsaki plošči s tekočimi kristali bi morala biti 2, saj sta zgrajeni podobno kot LCD -ji) in ko so bili prisiljeni blokirati svetlobo, so se pojavili vijolični, ne črni, več o tem v zadnjem koraku.

Aktivna očala 3D TV običajno delujejo pri 60 Hz in enako blokirajo svetlobo za obe očesi. Levo oko je blokirano 8,333 ms, nato pa desno oko 8,333 ms, nato se cikel ponovi. Ko je napetost na LC plošči napeta, se oko zamaši. Napetost, ki poganja LC plošče, je simetrična 9,2 V (amplituda od vrha do vrha 18,4 V).

4. korak: Demontaža 3D očal z aktivnim zaklopom

Z izvijačem odstranite vse vijake, ki držijo stekla skupaj. Morda bi bilo dobro, če bi na LC plošče dali nekaj zaščite (verjetno bi to moral narediti, preden sem odstranil vijake). Nato z rezalnim nožem (ali rezalnikom) razrežite spajanje dveh delov okvirja. Nato z ravnim izvijačem odprete spoj. Odpiranje je lahko nekoliko težavno, vendar bi moralo biti možno (pazite, da ne poškodujete steklenih sestavnih delov!). Ko dokončate to nalogo, odstranite elektronske dele s stekel in odlepite LC plošče s tiskanega vezja.

5. korak: Sestavljanje očal

Spajite 4 žice na LC plošče (morajo biti malo daljše od tistih, prikazanih na fotografiji). Za pritrditev tankega traku, ki prihaja iz LC plošč in je spajkan na žice, uporabite izolacijski trak. Nato vstavite LC plošče nazaj v okvir stekel, privijte vijake. Za lepljenje spodnjih delov okvirja lahko uporabite cianoakrilatno lepilo. Pokrov baterije ni potreben in ga nisem dal nazaj na svoje mesto.

6. korak: Programiranje mikrokrmilnika ATtiny

Povežite ATtiny13 s svojim najljubšim programerjem, odprite svoje najljubše orodje AVR dev in napišite glasses.hex v pomnilnik FLASH mikrokontrolerja. Hranite privzete varovalke (H: FF, L: 6A).

Uporabil sem USBasp in AVRDUDE, zato sem po pravilni povezavi zatičev VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI ATtiny13 s programerjem izvedel le en preprost ukaz za nalaganje glasses.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U bliskavica: w: očala.hex

Opazil sem, da so plošče Arduino zelo priljubljene v Instructables, zato je tukaj povezava do vadnice, ki pojasnjuje, kako pretvoriti Arduino v programerja. Korake od 5 do 7, ki obravnavajo sestavljanje kode, napisane v jeziku C.

7. korak: Spajkanje

Spajkajte vse elektronske komponente na montažno ploščo. Na sliki spajkane plošče manjka dioda 1N4148, kasneje sem jo pritrdil na belo-modro žico. Zvite žice bodo kasneje priključene na baterije in jih varno pritrdile z izolacijskim trakom. Ne pozabite priključiti žic plošče LC na zatiče PB0, PB1 in PB2 ATtiny13.

8. korak: Končna montaža

Z izolacijskim trakom ločite spodnjo stran montažne plošče od telesa uporabnika očal. Okvir stekla za montažne plošče pritrdite z lepilnim trakom po vaši izbiri.

Nato morate na napravo priključiti 2 gumbi (CR2025 ali CR2032). Na žalost, ko so novi, lahko njihova napetost preseže 3,3 V. Dve od teh celic sta zaporedno povezani, zato lahko ATtiny tudi po padcu napetosti na 1N4148 diodi (malo manj kot 0,7 V) nekoliko preseže svojo največjo delovno napetost 6,0 V. Priporočam, da popolnoma nove baterije rahlo izpraznite, preden jih vstavite v napravo.

Naprava porabi približno 1 mA.

9. korak: Uporaba nadomestnih očal za usposabljanje pri okluziji

Gumb, povezan s PB3, spreminja frekvenco naprav (2,5Hz, 5,0Hz, 7,5Hz, 10,0Hz, 12,5Hz), gumb, povezan s PB4, pa spreminja, kako dolgo je vsako oko zaprto (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Ko nastavite nastavitve, morate počakati približno 10 sekund (10 sekund, da se ne dotaknete nobene tipke), da se shranijo v EEPROM in naložijo po izklopu pri naslednjem zagonu naprave. S hkratnim pritiskom obeh gumbov nastavite privzete vrednosti.

Med gledanjem 3D materiala je dosežen vsaj en primer obnovitve stereopsije. Če želite z očali za treniranje z okluzijo gledati 3D materiale, medtem ko nosite drug par iste vrste očal (samo nespremenjenih), morate na hrbtno stran njihovih LC plošč pritrditi kos prozorne plastike, na primer enega fotografijo v 3. koraku (ali pa uporabite lepilni trak). V tej konfiguraciji nespremenjena očala sedijo bližje zaslonu. Lahko pa namestite levo LC ploščo namesto desne in obratno. To vrti polarizacijo LC plošč, več o tem v zadnjem koraku. Vendar s tem ne boste mogli gledati zaslona brez nespremenjenih očal.

10. korak: Podobni projekti

Bralnik e-knjig Dichoptic: Prva ponovitev očal je zahtevala uporabo zunanjega polarizacijskega filtra. Pritrdil sem ga le na sprednjo stran desne LC plošče. To mi je omogočilo, da sem na zaslon e-papirja (ki oddaja nepolarizirano svetlobo) postavil nekaj drugih polarizacijskih filtrov in popolnoma blokiral dele strani za desno oko (besedilo za filtri zdaj utripa za levo oko, saj je svetloba zdaj polarizirana). Prisili me, da z levim očesom berem blokirane dele in povezujem slike z obeh očes skupaj. Obstajajo tudi študije, ki pravijo, da je pogled na dihoptične stvari zelo koristen za ljudi z ambliopijo. Podobne stvari lahko delate z drugimi zasloni, ki oddajajo nepolarizirano svetlobo, kot so CRT -ji. Še vedno obstaja upanje za dobre stare oddajnike rentgenskih žarkov, lahko so še enkrat uporabni!

Kibernetski monokl: Na žalost je polarizacija mojega 3D -televizorja zasukana za 90 stopinj glede na polarizacijo monitorja mojega računalnika. To težavo sem rešil tako, da sem levo LC ploščo namestil na desno. LC plošče imajo 2 polarizacijska filtra, obrnjena za 90 stopinj, zato gledanje skozi njih z druge strani vrti polarizacije svetlobe, ki jih LC plošče "sprejmejo". Prav tako sem z uporabo H mostu povečal napetostne LC plošče na 9V (amplituda od vrha do vrha 18V). Zaradi tega je LC plošča med okluzijo bolj neprozorna. Dodala sem tudi LED, ki utripajo med okluzijo, kar dodatno "zaslepi" oko in mu ne dovoli, da se navadi na temo. Učinek "zaslepitve" je poseben, ko med očesom in LC ploščo postavim anaglifna 3D očala (barvni filtri razpršijo svetlobo). Kot sem že omenil, je gledanje 3D -materialov lahko dobro za obnovo stereopsije in monitor mojega osebnega računalnika ne podpira drugih 3D -tehnologij, razen anaglifa, zato sem prisiljen priporočiti GZ3Doom (ViveDoom), mod za klasične igre Doom iz 90. let. Omogoča vam uporabo dveh vrst anaglifskih očal (zeleno-magenta in rdeče-cijan), zato svojih oči ne navajate preveč na nošenje enakih barvnih filtrov.

Naj vam Ikona greha iz MAP30 podari darilo pravega vida!

(pravzaprav je veliko bolj verjetno, da boste z gledanjem kiberdemonov v demonski videoigri ozdravili motnjo vida kot z obiskom krščanskih svetišč)