Okulary ciekłokrystaliczne do niedowidzenia (okulary do treningu okluzji naprzemiennej) [ATtiny13]: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Niedowidzenie (leniwe oko), zaburzenie widzenia, które dotyka około 3% populacji, zwykle leczone zwykłymi opaskami na oczy lub kroplami z atropiną. Niestety, te metody leczenia zasłaniają silniejsze oko na długie, nieprzerwane okresy czasu, nie pozwalając dwóm oczom (właściwie neuronom w mózgu przetwarzającym informacje wizualne) na współpracę i synchronizację. Całkiem niedawno trafiłem na artykuł na Wikipedii, który opisuje alternatywną formę leczenia, w której panele ciekłokrystaliczne umieszcza się przed oczami, a ich okluzje sterowane są za pomocą obwodów cyfrowych. Badania nad tą formą leczenia są dość obiecujące, dlatego postanowiłem „ulepszyć” zwykłe aktywne okulary migawkowe z telewizora 3D do okularów Alternating Occlusion Training Glasses.

EDIT: Nowszą wersję okularów znajdziesz tutaj

Krok 1: Zastrzeżenie

Używanie takiego urządzenia może powodować napady padaczkowe lub inne niekorzystne skutki u niewielkiej części użytkowników urządzenia. Budowa takiego urządzenia wymaga użycia umiarkowanie niebezpiecznych narzędzi i może spowodować szkody lub zniszczenie mienia. Opisane urządzenie budujesz i używasz na własne ryzyko.

Niemniej jednak są miejsca, w których odpowiednia pomoc medyczna dla osób z zaburzeniami wzroku nie jest możliwa (przynajmniej ta mapa WHO mi tak mówi). Na szczęście dzisiaj urządzenie mobilne za 100 USD ma taką samą moc obliczeniową i rozdzielczość ekranu, jak komputery do gier 10 lat temu, więc osobiście wierzę, że cybernetyczne implanty DIY będą dostępne jako forma leczenia dla wielu osób w krajach rozwijających się* szybciej niż odpowiednia pomoc medyczna.

* niektóre postindustrialne hrabstwa w Ameryce Północnej mają kilka „świetnych” systemów ubezpieczeń zdrowotnych, które mają na celu uprzykrzyć ludziom życie!!!

Krok 2: Części i narzędzia

Części i materiały:

okulary 3D z aktywną migawką

ATtiny13 lub ATtiny13A

2 dotykowe przyciski przełącznika

przełącznik kołyskowy ON-OFF

Kondensator 100 nF

Kondensator 4,7 uF

Dioda 1N4148

mały kawałek płyty perforowanej (około 28mm x 35mm)

kilka kawałków drutu (kabel UTP jest świetnym źródłem przewodów)

2 baterie 3V (CR2025 lub CR2032)

taśma izolacyjna

taśma klejąca

klej cyjanoakrylowy

Narzędzia:

przecinak ukośny

szczypce

śrubokręt płaski

mały śrubokręt krzyżakowy

nóż uniwersalny

stacja lutownicza

lutować

Programator AVR (samodzielny programator jak USBasp lub możesz użyć ArduinoISP)

Krok 3: Okulary 3D z aktywną migawką

Źródłem paneli ciekłokrystalicznych dla naszego projektu są aktywne okulary telewizyjne 3D. Te, których użyłem, kosztowały mnie 5 USD (były używane). Istnieje kilka rodzajów okularów z aktywną migawką, więc upewnij się, że te, których używasz, odpowiednio blokują spolaryzowane światło (możesz to sprawdzić, umieszczając przed nimi filtr polaryzacyjny lub LCD, powinny działać nawet przy wyłączonych okularach). Należy uważać, aby każdy kawałek plastiku przymocowany do paneli ciekłokrystalicznych mógł wpływać na polaryzację światła. Pierwsze okulary, które próbowałem modyfikować, nie miały zamontowanego przedniego filtra polaryzacyjnego (powinny być po 2 w każdym panelu ciekłokrystalicznym, ponieważ są zbudowane podobnie do LCD) i przymuszone do blokowania światła wydawały się fioletowe, a nie czarne, więcej na ten temat w ostatnim kroku.

Aktywne okulary telewizyjne 3D zwykle działają z częstotliwością 60 Hz, blokując światło równomiernie dla obu oczu. Lewe oko jest zablokowane na 8.333ms, a następnie prawe na 8.333ms, po czym cykl się powtarza. Oko jest zablokowane, gdy do panelu LC jest napięcie. Napięcie zasilające panele LC jest symetryczne 9,2 V (amplituda międzyszczytowa 18,4 V).

Krok 4: Demontaż okularów 3D z aktywną migawką

Użyj śrubokręta, aby usunąć wszystkie śruby mocujące okulary. Dobrym pomysłem może być zabezpieczenie paneli LC (prawdopodobnie powinienem to zrobić przed odkręceniem śrub). Następnie za pomocą noża uniwersalnego (lub przecinaka do kartonów) przeciąć połączenie dwóch części ramy. Następnie użyj płaskiego śrubokręta, aby podważyć połączenie. Podważenie może być nieco trudne, ale powinno być możliwe (uważaj, aby nie uszkodzić szklanych elementów!). Po wykonaniu tego zadania wyjmij części elektroniczne z okularów i wylutuj panele LC z PCB.

Krok 5: Składanie okularów

Przylutuj 4 przewody do paneli LC (muszą być nieco dłuższe niż te pokazane na zdjęciu). Użyj taśmy izolacyjnej, aby zabezpieczyć cienką taśmę pochodzącą z paneli LC i przylutowaną do przewodów. Następnie włóż panele LC z powrotem do ramki okularów, dokręć śruby. Do łączenia tylnych dolnych części ramy można użyć kleju cyjanoakrylowego. Pokrywa baterii nie jest potrzebna i nie włożyłem jej z powrotem na miejsce.

Krok 6: Programowanie mikrokontrolera ATtiny

Podłącz ATtiny13 do swojego ulubionego programatora, otwórz swoje ulubione narzędzie programistyczne AVR i zapisz glasses.hex do pamięci FLASH mikrokontrolera. Zachowaj domyślne bezpieczniki (H:FF, L:6A).

Użyłem USBasp i AVRDUDE, więc po poprawnym podłączeniu pinów VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI ATtiny13 do programatora wystarczyło wykonać jedno proste polecenie wgrania glasses.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U flash:w:glasses.hex

Zauważyłem, że płytki Arduino są dość popularne w Instructables, więc oto link do samouczka, który wyjaśnia, jak przekonwertować Arduino na programistę. Możesz pominąć kroki od 5 do 7, które dotyczą kompilacji kodu napisanego w C.

Krok 7: Lutowanie

Przylutuj wszystkie elementy elektroniczne do prefboardu. Na zdjęciu lutowanej płytki brak diody 1N4148, podłączyłem ją później do przewodu biało-niebieskiego. Skręcone przewody zostaną później podłączone do akumulatorów i bezpiecznie umocowane taśmą izolacyjną. Nie zapomnij podłączyć przewodów panelu LC do pinów PB0, PB1 i PB2 ATtiny13.

Krok 8: Montaż końcowy

Użyj taśmy izolacyjnej, aby oddzielić dolną stronę płyty prefboard od korpusu okularów. Przymocuj ramkę do okularów z prefboardu za pomocą wybranej przez siebie taśmy samoprzylepnej.

Następnie należy podłączyć 2 baterie guzikowe (CR2025 lub CR2032) do urządzenia. Niestety, gdy są nowe, ich napięcie może przekraczać 3,3V. Dwa z tych ogniw są połączone szeregowo, więc nawet po spadku napięcia na diodzie 1N4148 (nieco poniżej 0,7V), ATtiny może nieznacznie przekroczyć maksymalne napięcie pracy 6,0V. Zalecam nieznaczne rozładowanie zupełnie nowych akumulatorów przed włożeniem ich do urządzenia.

Urządzenie pobiera około 1 mA.

Krok 9: Stosowanie okularów do treningu zgryzu naprzemiennego

Przycisk podłączony do PB3 zmienia częstotliwość urządzenia (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz), a przycisk podłączony do PB4 zmienia czas zatkania każdego oka (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Po ustawieniu ustawień należy odczekać około 10 sekund (10 sekund nie dotykania żadnych przycisków), aby zostały zapisane w pamięci EEPROM i załadowane po wyłączeniu zasilania, przy następnym uruchomieniu urządzenia. Jednoczesne naciśnięcie obu przycisków powoduje ustawienie wartości domyślnych.

Istnieje co najmniej jeden przypadek odzyskania stereopsji podczas oglądania materiału 3D. Jeśli chcesz używać okularów do treningu naprzemiennego okluzji do oglądania materiałów 3D podczas noszenia innej pary tego samego rodzaju okularów (tylko niezmodyfikowanych), musisz przymocować kawałek przezroczystego plastiku do tylnej strony ich paneli LC, taki jak ten zdjęcie w kroku 3 (lub możesz użyć taśmy samoprzylepnej). W tej konfiguracji niemodyfikowane okulary leżą bliżej wyświetlacza. Alternatywnie można umieścić lewy panel LC w miejsce prawego i odwrotnie. To zmienia polaryzację paneli LC, więcej o tym w ostatnim kroku. Uniemożliwi Ci to jednak oglądanie wyświetlacza bez założonych niezmodyfikowanych okularów.

Krok 10: Podobne projekty

Dichoptyczny czytnik e-booków: Pierwsza iteracja moich okularów wymagała użycia zewnętrznego filtra polaryzacyjnego. Przymocowałem go tylko z przodu prawego panelu LC. To pozwoliło mi umieścić kilka innych filtrów polaryzacyjnych na wyświetlaczu e-papieru (który emituje niespolaryzowane światło) i całkowicie zablokować części strony dla prawego oka (tekst za filtrami miga teraz dla lewego oka, ponieważ światło jest teraz spolaryzowane). Zmusza mnie do odczytywania zablokowanych fragmentów lewym okiem i łączenia obrazów z obu oczu. Są też badania, które stwierdzają, że patrzenie na rzeczy dihoptyczne jest całkiem korzystne dla osób z niedowidzeniem. Możesz zrobić podobne rzeczy z innymi wyświetlaczami, które emitują niespolaryzowane światło, takie jak CRT. Wciąż jest nadzieja na stare, dobre emitery rentgenowskie, mogą się przydać ponownie!

Monokl cybernetyczny: Niestety, polaryzacja mojego telewizora 3D jest obrócona o 90 stopni od polaryzacji monitora mojego komputera. Rozwiązałem ten problem umieszczając lewy panel LC w miejsce prawego. Panele LC mają 2 filtry polaryzacyjne obrócone o 90 stopni, więc patrząc przez nie z drugiej strony obracają się polaryzacje światła, które są „akceptowane” przez panele LC. Zwiększyłem również napięcie zasilające panele LC do 9V (amplituda międzyszczytowa 18V) za pomocą mostka H. Sprawia, że panele LC są bardziej nieprzejrzyste podczas okluzji. Dodałem też diody LED, które migają podczas okluzji, dodatkowo „oślepiając” oko i nie pozwalając mu przyzwyczaić się do ciemności. Efekt „oślepiania” jest szczególnie zauważalny, gdy wkładam okulary anaglifowe 3D między oko a panel LC (kolorowe filtry rozpraszają światło). Jak wspomniałem wcześniej, oglądanie materiałów 3D może być dobre dla odzyskania stereopsji, a mój monitor PC nie obsługuje technologii 3D innych niż anaglif, więc czuję się zmuszony polecić GZ3Doom (ViveDoom), mod do klasycznych gier Doom z lat 90-tych. Pozwala używać dwóch rodzajów okularów anaglifowych (zielono-magenta i czerwono-cyjan), dzięki czemu nie przyzwyczajasz się zbytnio do noszenia tych samych filtrów kolorów.

Niech Ikona Grzechu z MAP30 obdarzy Was darem właściwego widzenia!

(w rzeczywistości znacznie częściej wyleczysz wadę wzroku, patrząc na cyberdemony w demonicznej grze wideo, niż odwiedzając chrześcijańskie sanktuaria)