Čaše s tekućim kristalima za ambliopiju (naočale za izmjenu okluzije) [ATtiny13]: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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, neprekinute vremenske periode, ne dopuštajući da dva oka (zapravo neuroni u mozgu koji obrađuju vizualne informacije) rade zajedno i sinkroniziraju se. Nedavno sam pronašao članak na Wikipediji koji 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 naočale s 3D TV -a na naočale za obuku s alternativnim okluzijom.

EDIT: Novije verzije naočala možete pronaći ovdje

Korak 1: Odricanje od odgovornosti

Korištenje takvog uređaja može uzrokovati epileptičke napade ili druge štetne učinke kod malog dijela korisnika uređaja. Izgradnja takvog uređaja zahtijeva uporabu umjereno opasnih alata i može uzrokovati štetu ili oštećenje imovine. Opisani uređaj izrađujete i koristite na vlastitu odgovornost.

Ipak, postoje mjesta na kojima nije moguća odgovarajuća medicinska pomoć osobama s poremećajima vida (barem mi ova karta SZO -a to govori). Srećom, danas mobilni uređaj od 100 USD ima istu računalnu snagu i razlučivost zaslona kao i igračka računala prije 10 godina, pa osobno 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" sustave zdravstvenog osiguranja osmišljene da i ljudima zagorčaju živote !!!

Korak 2: Dijelovi i alati

Dijelovi i materijali:

3D naočale s aktivnim kapcima

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 odličan je izvor žica)

2 3V baterije (CR2025 ili CR2032)

izolacijska traka

samoljepljiva vrpca

cijanoakrilatno ljepilo

Alati:

dijagonalni rezač

kliješta

odvijač s ravnim lopaticama

mali Phillips odvijač

pomoćni nož

lemna stanica

lem

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

Korak 3: 3D naočale s 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 naočala, pa se pobrinite da one koje koristite pravilno blokiraju polarizirano svjetlo (to možete provjeriti postavljanjem polarizirajućeg 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 naočale koje sam pokušao izmijeniti nisu imale ugrađen prednji polarizacijski filter (trebalo bi ih biti 2 na svakoj ploči s tekućim kristalima, jer su izrađene slično LCD -ima), a kad su bile prisiljene blokirati svjetlo, izgledale su ljubičaste, a ne crne, više o tome u posljednjem koraku.

Aktivne 3D TV naočale normalno 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 naočala s aktivnim zatvaračem

Odvijačem uklonite sve vijke koji drže čaše zajedno. Možda bi bilo dobro staviti malo zaštite na LC ploče (vjerojatno 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 ste dovršili taj zadatak, uklonite elektroničke dijelove sa stakala i odlepite LC ploče s PCB -a.

Korak 5: Sastavljanje čaša

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 natrag u okvir naočala, pričvrstite vijke. Za spajanje donjih dijelova okvira možete upotrijebiti cijanoakrilatno ljepilo. Poklopac baterije nije potreban i nisam ga vratio na mjesto.

Korak 6: Programiranje ATtiny mikrokontrolera

Povežite ATtiny13 s vašim omiljenim programatorom, otvorite svoj 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 s programatorom trebao izvršiti samo jednu jednostavnu naredbu za postavljanje naočala.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U bljeskalica: w: naočale.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

Lemiti sve elektroničke komponente na montažnu ploču. Na slici lemljene ploče nedostaje 1N4148 dioda, kasnije sam je priključio 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 čaša za montažu pričvrstite ljepljivom trakom po vašem izboru.

Zatim morate priključiti 2 ćelije gumba (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 lagano pražnjenje potpuno novih baterija prije stavljanja u uređaj.

Uređaj troši približno 1 mA.

Korak 9: Upotreba naočala za vježbanje izmjenične okluzije

Gumb spojen na PB3 mijenja frekvenciju uređaja (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz), a gumb spojen na PB4 mijenja koliko dugo je svako oko začepljeno (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 gumba istovremeno postavljaju se zadane vrijednosti.

Postoji barem jedan slučaj oporavka stereopsije postignut tijekom gledanja 3D materijala. Ako želite koristiti naočale za izmjenu 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 3. koraku (ili možete koristiti selotejp). U toj konfiguraciji neizmijenjene naočale sjede bliže zaslonu. Ili možete postaviti lijevu LC ploču umjesto desne i obrnuto. To rotira polarizaciju LC panela, o tome više u posljednjem koraku. Međutim, na taj način nećete moći gledati zaslon bez nepromijenjenih naočala.

Korak 10: Slični projekti

Čitač e-knjiga s dihotopijom: Prva iteracija naočala zahtijevala je upotrebu vanjskog polarizacijskog filtra. Pričvrstio sam ga samo na prednju stranu desne LC ploče. To mi je omogućilo da postavim nekoliko drugih polarizacijskih filtera na zaslon 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 na čitanje blokiranih dijelova lijevim okom i stavljanje slika s 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 zaslonima koji emitiraju nepolarizirano svjetlo poput CRT -ova. Još uvijek postoji nada za dobre stare emitere X-zraka, oni mogu još jednom biti korisni!

Kibernetski monokl: Nažalost, polarizacija mog 3D televizora rotirana je za 90 stupnjeva od polarizacije monitora mog računala. Ovaj sam problem riješio tako što sam lijevu LC ploču postavio na mjesto desne. 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 18V) od vrha do vrha pomoću H mosta. Čini LC ploče neprozirnijim tijekom okluzije. Također sam dodao LED diode koje trepere tijekom okluzije, dodatno "zasljepljujući" oko i ne dopuštajući mu da se navikne na mrak. Učinak "zasljepljivanja" osobito 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 računala 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 veća vjerojatnost da ćete izliječiti poremećaj vida gledajući cyberdemone u demonskoj videoigri nego posjetom kršćanskim svetištima)