Liquid Crystal Glasses for Amblyopia (Alternative Occlusion Training Glasses) [ATtiny13]: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Amblyopi (dovent øje), en synsforstyrrelse, der påvirker cirka 3% af befolkningen, normalt behandlet med simple øjenlommer eller atropindråber. Desværre lukker disse behandlingsmetoder stærkere øje i lange, uafbrudte perioder, hvilket ikke tillader to øjne (faktisk neuroner i hjernen, der behandler visuel information) at arbejde sammen og synkronisere. For ganske nylig fandt jeg en artikel på Wikipedia, der beskriver en alternativ behandlingsform, hvor flydende krystalpaneler placeres foran øjnene, og deres okklusioner drives af digitale kredsløb. Undersøgelser i denne behandlingsform er ganske lovende, så jeg besluttede at "opgradere" almindelige aktive lukkerglas fra 3D -tv til alternerende okklusionstræningsglas.

EDIT: Du kan finde nyere version af briller her

Trin 1: Ansvarsfraskrivelse

Brug af en sådan enhed kan forårsage epileptiske anfald eller andre negative virkninger hos en lille del af enhedens brugere. Konstruktion af en sådan enhed kræver brug af moderat farlige værktøjer og kan forårsage skade på ejendom. Du bygger og bruger beskrevet enhed på egen risiko.

Ikke desto mindre er der steder, hvor ordentlig lægehjælp til mennesker med synsforstyrrelser ikke er mulig (i hvert fald fortæller dette WHO -kort mig det). Heldigvis har $ 100 mobilenhed i dag den samme computerkraft og skærmopløsning som gaming PC havde for 10 år siden, så jeg tror personligt, at DIY cybernetiske implantater vil være tilgængelige som en behandlingsform for mange mennesker i udviklingslande* hurtigere end ordentlig lægehjælp.

* nogle postindustrielle amter i Nordamerika har nogle “store” sygesikringssystemer designet til også at gøre folks liv elendigt !!!

Trin 2: Dele og værktøjer

Dele og materialer:

aktive lukker 3D -briller

ATtiny13 eller ATtiny13A

2 tastbare knapper

vippekontakt til vippe

100 nF kondensator

4,7 uF kondensator

1N4148 diode

lille stykke perfboard (ca. 28 mm x 35 mm)

få stykker ledning (UTP -kabel er en god kilde til ledninger)

2 3V batterier (CR2025 eller CR2032)

isolerende tape

tape

cyanoacrylatlim

Værktøjer:

diagonal fræser

tang

fladskruetrækker

lille phillips skruetrækker

schweizer kniv

lodde station

loddetin

AVR -programmerer (standalone programmerer som USBasp eller du kan bruge ArduinoISP)

Trin 3: Aktive lukker 3D -briller

Kilden til flydende krystalpaneler til vores projekt er aktive 3D -tv -briller. Dem jeg brugte kostede mig $ 5 (de var pre-owned). Der er få slags aktive lukkerglas, så sørg for, at dem, du bruger, blokerer ordentligt polariseret lys (du kan kontrollere det ved at placere polariseringsfilter eller LCD foran dem, det skal fungere, selv når brillerne er slukket). Vær på vagt over for, at ethvert stykke plast, der er fastgjort til flydende krystalpaneler, kan påvirke lyspolarisering. De første briller, jeg forsøgte at ændre, havde ikke et frontpolariseringsfilter installeret i dem (der skulle være 2 af dem i hvert flydende krystalpanel, da de er bygget på samme måde som LCD -skærme), og da de blev tvunget til at blokere lys, virkede de lilla, ikke sorte, mere om dette i det sidste trin.

Aktive 3D -tv -briller fungerer normalt ved 60Hz og blokerer lys for begge øjne. Venstre øje er blokeret i 8.333 ms, og derefter er højre øje blokeret for 8.333 ms, derefter gentager cyklussen sig selv. Øjet er blokeret, når der tilføres spænding på LC -panelet. Spænding, der driver LC-paneler, er symmetrisk 9,2V (spids-til-spids amplitude 18,4V).

Trin 4: Demontering af Active Shutter 3D -briller

Brug skruetrækker til at fjerne eventuelle skruer, der holder glassene sammen. Det kan være en god idé at lægge en vis beskyttelse over LC -paneler (jeg skulle nok have gjort det, før jeg fjernede skruerne). Brug derefter værktøjskniv (eller æskeskærer) til at skære sammenføjningen af to dele af en ramme. Brug derefter en fladskruetrækker til at lirke sammenføjningen. Det kan være lidt svært at lirke det op, men det burde være muligt (pas på ikke at beskadige glaskomponenter!). Når du har udført opgaven, skal du fjerne elektroniske dele fra glas og aflodde LC -paneler fra printkort.

Trin 5: Sæt briller sammen

Lod 4 ledninger til LC -paneler (de skal være lidt længere end dem, der vises på billedet). Brug isoleringstape til at fastgøre tyndt tape, der kommer fra LC -paneler og er loddet til ledninger. Sæt derefter LC -paneler tilbage i brillerammen, og skru skruerne. Du kan bruge cyanoacrylatlim til at forbinde de nederste dele af rammen. Batteridæksel er ikke nødvendigt, og jeg lagde det ikke tilbage.

Trin 6: Programmering af ATtiny Microcontroller

Tilslut ATtiny13 til din yndlingsprogrammerer, åbn dit foretrukne AVR -dev -værktøj og skriv briller. Hex til mikrokontroller FLASH -hukommelse. Behold standard sikringsbits (H: FF, L: 6A).

Jeg brugte USBasp og AVRDUDE, så efter korrekt tilslutning af VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI pins på ATtiny13 til programmereren behøvede jeg kun at udføre en enkel kommando for at uploade briller. Hex:

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

Jeg har bemærket, at Arduino -boards er ret populære på Instructables, så her er linket til en tutorial, der forklarer, hvordan man konverterer Arduino til en programmerer. Du kan springe trin 5 til 7 over, der omhandler kompilering af en kode skrevet i C.

Trin 7: Lodning

Lodde alle elektroniske komponenter på prefboard. På billedet af loddet bord mangler 1N4148 diode, jeg vedhæftede det senere til hvidblå ledning. Snoede ledninger tilsluttes senere til batterier og holdes sikkert på plads med isoleringstape. Glem ikke at tilslutte LC -panelledninger til PB0-, PB1- og PB2 -benene på ATtiny13.

Trin 8: Sidste samling

Brug isoleringstape til at adskille undersiden af præfabrikken fra glassets bruger. Fastgør præfabrikkens brilleramme med tape efter eget valg.

Dernæst skal du vedhæfte 2 knapceller (CR2025 eller CR2032) til enheden. Desværre, når de er nye, kan deres spænding overstige 3,3V. To af disse celler er forbundet i serie, så selv efter et spændingsfald på 1N4148 diode (lidt mindre end 0,7V) kan ATtiny lidt overstige dens maksimale driftsspænding på 6,0V. Jeg anbefaler at aflade helt nye batterier en smule, før du sætter dem i enheden.

Enheden bruger cirka 1 mA.

Trin 9: Brug af alternerende okklusionsbriller

Knappen tilsluttet PB3 ændrer enhedsfrekvens (2,5Hz, 5,0Hz, 7,5Hz, 10,0Hz, 12,5Hz), og knappen tilsluttet PB4 ændrer, hvor længe hvert øje er lukket (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Når du har indstillet indstillinger, skal du vente i cirka 10 sekunder (10 sekunder uden at trykke på nogen knapper), før de gemmes i EEPROM og indlæses efter afbrydelse ved næste enhedsstart. Ved at trykke på begge knapper samtidigt indstilles standardværdierne.

Der er mindst ét tilfælde af stereopsis -genopretning opnået, mens man ser 3D -materiale. Hvis du vil bruge alternerende okklusionstræningsglas til at se 3D -materialer, mens du har et andet par samme briller på (bare uændret), skal du have vedhæftet et stykke klar plast på bagsiden af deres LC -paneler, som dem fotoet i trin 3 (eller du kan bruge tape). I denne konfiguration sidder umodificerede briller tættere på skærmen. Eller alternativt kan du sætte venstre LC -panel i stedet for et højre og omvendt. Det roterer LC -panelernes polarisering, mere om dette i det sidste trin. Hvis du gør det, kan du dog ikke se din skærm uden umodificerede briller.

Trin 10: Lignende projekter

Dichoptic e-book reader: Første iteration af mine briller krævede brug af eksternt polarisationsfilter. Jeg fastgjorde den kun foran på højre LC -panel. Det tillod mig at sætte få andre polarisationsfiltre oven på e-papirdisplay (der udsender upolariseret lys) og blokere dele af siden for højre øje helt (tekst bag filtre flimrer nu for venstre øje, da lyset nu er polariseret). Det tvinger mig til at læse blokerede dele med venstre øje og til at sætte billeder fra begge øjne sammen. Og der er undersøgelser, der siger, at at se på dihoptiske ting er ganske gavnligt for mennesker med amblyopi. Du kan gøre lignende ting med andre skærme, der udsender upolariseret lys som CRT'er. Der er stadig håb om gode gamle røntgenstråler, de kan være nyttige igen!

Kybernetisk monokel: Desværre roteres mit 3D -tvs polarisering 90 grader fra polarisering af min pc’s skærm. Jeg løste dette problem ved at sætte venstre LC -panel i stedet for et højre. LC -paneler har 2 polarisationsfiltre roteret ved 90 grader, så når man kigger igennem dem fra den anden side, roteres lyspolarisationer, der “accepteres” af LC -panelerne. Jeg har også øget spændingen, der driver LC-paneler til 9V (peak-to-peak amplitude 18V) ved hjælp af H bridge. Det gør LC -paneler mere uigennemsigtige under okklusionen. Jeg tilføjede også LED'er, der blinker under okklusionen, yderligere "blænder" øjet og ikke tillader det at vænne sig til mørket. Den "blændende" effekt er særpræg, der er mærkbar, når jeg lægger anaglyph 3D -briller mellem mit øje og et LC -panel (farvefiltre diffunderer lyset). Som jeg nævnte tidligere, kan se 3D -materialer være godt til stereopsis -gendannelse, og min pc -skærm understøtter ikke andre 3D -teknologier end anaglyph, så jeg føler mig tvunget til at anbefale GZ3Doom (ViveDoom), en mod til klassiske Doom -spil fra 90'erne. Det giver dig mulighed for at bruge to typer anaglyph-briller (grøn-magenta og rød-cyan), så du ikke vænner dine øjne for meget til at bære de samme farvefiltre.

Måtte Syndikonet fra MAP30 give dig en gave med det rette syn!

(du er faktisk meget mere tilbøjelig til at helbrede en synsforstyrrelse ved at se på cyberdemoner i et dæmonisk videospil end ved at besøge kristne helligdomme)