Очила с течни кристали за амблиопия (Очила за редуване на оклузия) [ATtiny13]: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Амблиопия (мързеливо око), нарушение на зрението, което засяга приблизително 3% от населението, обикновено се лекува с обикновени очни часовници или капки атропин. За съжаление, тези методи на лечение блокират по -силно око за дълги, непрекъснати периоди от време, като не позволяват на две очи (всъщност неврони в мозъка, които обработват визуална информация) да работят заедно и да се синхронизират. Съвсем наскоро намерих статия в Уикипедия, която описва алтернативна форма на лечение, при която панели с течни кристали се поставят пред очите и техните оклузии се задвижват от цифрова схема. Проучванията в тази форма на лечение са доста обещаващи, затова реших да „надстроя“обикновените активни очила от 3D телевизия до Очила за променлива оклузия.

РЕДАКТИРАНЕ: Можете да намерите по -нова версия на очилата тук

Стъпка 1: Отказ от отговорност

Използването на такова устройство може да причини епилептични припадъци или други неблагоприятни ефекти при малка част от потребителите на устройството. Конструкцията на такова устройство изисква използване на умерено опасни инструменти и може да причини вреда или материални щети. Вие създавате и използвате описаното устройство на свой собствен риск.

Въпреки това има места, където не е възможна подходяща медицинска помощ за хора със зрителни нарушения (поне тази карта на СЗО ми казва така). За щастие, днес мобилното устройство от $ 100 има същата изчислителна мощност и разделителна способност на дисплея, каквито имаше компютърът за игри преди 10 години, така че аз лично вярвам, че кибернетичните импланти „Направи си сам“ще бъдат достъпни като форма на лечение за много хора в развиващите се страни* по -рано от подходяща медицинска помощ.

* някои постиндустриални окръзи в Северна Америка имат някои „страхотни“системи за медицинско осигуряване, предназначени да влошат живота на хората !!!

Стъпка 2: Части и инструменти

Части и материали:

3D очила с активен затвор

ATtiny13 или ATtiny13A

2 тактилни бутона за превключване

бутон ON-OFF

100 nF кондензатор

4.7 uF кондензатор

1N4148 диод

малко парче перфорирана дъска (около 28 мм х 35 мм)

няколко парчета тел (UTP кабелът е чудесен източник на проводници)

2 3V батерии (CR2025 или CR2032)

изолационна лента

тиксо

цианоакрилатно лепило

Инструменти:

диагонална фреза

клещи

отвертка с плоско острие

малка отвертка Phillips

помощен нож

станция за запояване

спойка

AVR програмист (самостоятелен програмист като USBasp или можете да използвате ArduinoISP)

Стъпка 3: 3D очила с активен затвор

Източник на течнокристални панели за нашия проект са активни 3D телевизионни очила. Тези, които използвах, ми струваха $ 5 (те бяха предварително собственост). Има няколко вида активни стъкла на затвора, затова се уверете, че тези, които използвате, блокират правилно поляризираната светлина (можете да проверите това, като поставите поляризиращ филтър или LCD пред тях, трябва да работи дори когато стъклата са изключени). Внимавайте, че всяко парче пластмаса, прикрепено към панели с течни кристали, може да повлияе на поляризацията на светлината. Първите очила, които се опитах да модифицирам, нямат инсталиран преден поляризиращ филтър (трябва да има 2 от тях във всеки панел с течни кристали, тъй като са изградени подобно на LCD дисплеите) и когато бяха принудени да блокират светлината, те изглеждаха лилави, а не черни, повече за това в последната стъпка.

Активните 3D телевизионни очила обикновено работят при 60Hz, блокирайки светлината еднакво и за двете очи. Лявото око е блокирано за 8.333ms, а след това дясното око е блокирано за 8.333ms, след което цикълът се повтаря. Окото се блокира, когато напрежението се приложи към LC панела. Напрежението, което задвижва LC панелите, е симетрично 9.2V (амплитуда от пик до пик 18.4V).

Стъпка 4: Демонтаж на 3D очила с активен затвор

Използвайте отвертка, за да премахнете всички винтове, които държат стъклата заедно. Може да е добра идея да поставите известна защита върху LC панелите (вероятно трябваше да го направя, преди да сваля винтовете). След това използвайте нож (или резачка за кутии), за да изрежете съединяването на две части на рамката. След това използвайте отвертка с плоско острие, за да отворите съединението. Отварянето му може да е малко трудно, но би трябвало да е възможно (внимавайте да не повредите стъклени компоненти!). След като изпълните тази задача, отстранете електронните части от стъклата и отлепете LC панелите от печатната платка.

Стъпка 5: Сглобяване на очила

Запоявайте 4 проводника към LC панели (те трябва да са малко по -дълги от тези, показани на снимката). Използвайте изолационна лента, за да закрепите тънка лента, която идва от LC панели и е запоена към проводници. След това поставете LC панелите обратно в рамката на очилата, затегнете винтовете. Можете да използвате цианоакрилатно лепило за свързване на долните части на рамката. Капакът на батерията не е необходим и не го поставих на мястото му.

Стъпка 6: Програмиране на микроконтролер ATtiny

Свържете ATtiny13 към любимия си програмист, отворете любимия си AVR dev инструмент и напишете glasses.hex към микроконтролер FLASH памет. Запазете предпазителите по подразбиране (H: FF, L: 6A).

Използвах USBasp и AVRDUDE, така че след правилно свързване на VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI щифтове на ATtiny13 към програмиста, трябваше само да изпълня една проста команда за качване на glasses.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U светкавица: w: очила.шест

Забелязах, че дъските на Arduino са доста популярни в Instructables, така че тук е връзката за урок, който обяснява как да конвертирате Arduino в програмист. Можете да пропуснете стъпки 5 до 7, които се занимават с компилиране на код, написан на C.

Стъпка 7: Запояване

Запоявайте всички електронни компоненти към сглобяемата дъска. На изображението на споена платка липсва диод 1N4148, прикрепих го по-късно към бяло-син проводник. По -късно усуканите проводници ще бъдат свързани към батерии и здраво закрепени на място с изолационна лента. Не забравяйте да свържете проводниците на LC панела към PB0, PB1 и PB2 щифтове на ATtiny13.

Стъпка 8: Окончателно сглобяване

Използвайте изолационна лента, за да отделите долната страна на сглобяемия панел от тялото на потребителя на очила. Прикрепете рамката на чашите за сглобяеми плоскости с лепяща лента по ваш избор.

След това трябва да прикрепите 2 клетки с бутони (CR2025 или CR2032) към устройството. За съжаление, когато са нови, напрежението им може да надхвърли 3.3V. Две от тези клетки са свързани последователно, така че дори след спад на напрежението на 1N4148 диод (малко по -малко от 0.7V), ATtiny може леко да надвиши максималното си работно напрежение от 6.0V. Препоръчвам леко разреждане на напълно нови батерии, преди да ги поставите в устройството.

Устройството консумира приблизително 1 mA.

Стъпка 9: Използване на редуващи се очила за оклузия

Бутонът, свързан с PB3, променя честотата на устройствата (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz), а бутонът, свързан към PB4, се променя за колко време всяко око е запушено (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). След като зададете настройки, трябва да изчакате около 10 секунди (10 секунди, без да докосвате никакви бутони), за да бъдат съхранени в EEPROM и заредени след изключване на захранването при следващото стартиране на устройството. Натискането на двата бутона едновременно задава стойности по подразбиране.

Има поне един случай на възстановяване на стереопсиса, постигнат при гледане на 3D материал. Ако искате да използвате очила за редуване на запушване, за да гледате 3D материали, докато носите друг чифт от същия вид очила (просто немодифицирани), трябва да прикрепите парче или прозрачна пластмаса към задната страна на техните LC панели, като тези снимката в Стъпка 3 (или можете да използвате скоч лента). В тази конфигурация немодифицираните очила седят по -близо до дисплея. Или алтернативно можете да поставите ляв LC панел на мястото на десен и обратно. Това завърта поляризацията на LC панелите, повече за това в последната стъпка. Това обаче ще ви накара да не можете да гледате дисплея си без немодифицирани очила.

Стъпка 10: Подобни проекти

Дихоптичен четец на електронни книги: Първата итерация на очилата ми изискваше използване на външен поляризационен филтър. Прикрепих го само към предната част на десния LC панел. Това ми позволи да сложа няколко други поляризационни филтъра върху дисплея на електронна хартия (който излъчва неполяризирана светлина) и да блокирам части от страницата за дясното око (текстът зад филтрите сега мига за лявото око, тъй като светлината вече е поляризирана). Принуждава ме да чета блокирани части с лявото око и да сглобявам изображения от двете очи. Има и проучвания, които твърдят, че разглеждането на диоптични неща е доста полезно за хората с амблиопия. Можете да правите подобни неща с други дисплеи, които излъчват неполяризирана светлина като CRT. Все още има надежда за стари добри рентгенови излъчватели, те могат да бъдат полезни още веднъж!

Кибернетичен монокъл: За съжаление поляризацията на моя 3D телевизор се завърта на 90 градуса спрямо поляризацията на монитора на моя компютър. Реших този проблем, като поставих левия LC панел на мястото на десния. LC панелите имат 2 поляризационни филтъра, завъртени на 90 градуса, така че гледайки през тях от другата страна, се въртят светлинните поляризации, които са „приети“от LC панелите. Също така увеличих напрежението, управлявайки LC панели до 9V (амплитуда от пик до пик 18V), като използвах H мост. Това прави LC панелите по -непрозрачни по време на запушването. Също така добавих светодиоди, които мигат по време на запушването, допълнително „заслепявайки“окото и не му позволявайки да свикне с тъмнината. „Заслепяващият“ефект е особено забележим, когато поставям анаглифни 3D очила между очите си и LC панел (цветните филтри разсейват светлината). Както споменах по -рано, гледането на 3D материали може да е добро за възстановяване на стереопсиса и мониторът на моя компютър не поддържа 3D технологии, различни от анаглиф, така че се чувствам принуден да препоръчам GZ3Doom (ViveDoom), мод за класически Doom игри от 90 -те. Позволява ви да използвате два вида анаглифни очила (зелено-магента и червено-циан), така че да не привиквате твърде много очите си да носите филтри със същия цвят.

Нека иконата на греха от MAP30 ви даде подарък за правилно зрение!

(всъщност е много по -вероятно да излекувате разстройство на зрението, като гледате кибердемоните в демонична видео игра, отколкото като посещавате християнски светилища)