Šķidro kristālu brilles ambliopijai (mainīgas oklūzijas treniņu brilles) [ATtiny13]: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ambliopija (slinka acs), redzes traucējumi, kas skar aptuveni 3% iedzīvotāju, un parasti to ārstē ar vienkāršiem acu plāksteriem vai atropīna pilieniem. Diemžēl šīs ārstēšanas metodes ilgstoši un nepārtraukti slēpj spēcīgāku aci, neļaujot divām acīm (patiesībā smadzeņu neironiem, kas apstrādā vizuālo informāciju) sadarboties un sinhronizēties. Pavisam nesen Vikipēdijā es atradu rakstu, kurā sīki aprakstīts alternatīvs ārstēšanas veids, kurā šķidro kristālu paneļi ir novietoti acu priekšā un to oklūzijas izraisa digitālā shēma. Pētījumi par šo ārstēšanas veidu ir diezgan daudzsološi, tāpēc es nolēmu “modernizēt” parastās aktīvās slēģu brilles no 3D televizora uz mainīga aizsprostojuma mācību brillēm.

EDIT: Jaunāku brilles versiju varat atrast šeit

1. darbība. Atruna

Šādas ierīces lietošana nelielai ierīces lietotāju daļai var izraisīt epilepsijas lēkmes vai citus nelabvēlīgus efektus. Lai izveidotu šādu ierīci, ir jāizmanto vidēji bīstami instrumenti, un tā var nodarīt kaitējumu īpašumam. Aprakstīto ierīci veidojat un lietojat uz savu risku.

Tomēr ir vietas, kur pienācīga medicīniskā palīdzība cilvēkiem ar redzes traucējumiem nav iespējama (vismaz šī PVO karte man tā saka). Par laimi, šodien 100 ASV dolāru vērtai mobilajai ierīcei ir tāda pati skaitļošanas jauda un displeja izšķirtspēja kā spēļu personālajam datoram pirms 10 gadiem, tāpēc es personīgi uzskatu, ka DIY kibernētiskie implanti būs pieejami ārstēšanai daudziem jaunattīstības valstu cilvēkiem* ātrāk nekā pienācīga medicīniskā palīdzība.

* dažos Ziemeļamerikas pēcindustriālajos apgabalos ir dažas “lieliskas” medicīniskās apdrošināšanas sistēmas, kas paredzētas, lai padarītu cilvēku dzīvi arī nožēlojamu !!!

2. darbība: detaļas un rīki

Detaļas un materiāli:

aktīvās aizvara 3D brilles

ATtiny13 vai ATtiny13A

2 taustes slēdža pogas

svira ON-OFF slēdzis

100 nF kondensators

4.7 uF kondensators

1N4148 diode

mazs perforācijas dēļa gabals (apmēram 28 mm x 35 mm)

daži stieples gabali (UTP kabelis ir lielisks vadu avots)

2 3V baterijas (CR2025 vai CR2032)

izolācijas lente

līmlente

ciānakrilāta līme

Rīki:

diagonālais griezējs

knaibles

plakans skrūvgriezis

mazs skrūvgriezis

komunālais nazis

lodēšanas stacija

lodēt

AVR programmētājs (atsevišķs programmētājs, piemēram, USBasp vai varat izmantot ArduinoISP)

3. darbība. Aktīvās aizvara 3D brilles

Šķidro kristālu paneļu avots mūsu projektam ir aktīvas 3D TV brilles. Tie, kurus izmantoju, man izmaksāja 5 USD (tie bija iepriekš piederoši). Ir maz veidu aktīvo slēģu stiklu, tāpēc pārliecinieties, ka tie, ko izmantojat, pareizi bloķē polarizēto gaismu (to varat pārbaudīt, novietojot priekšā polarizācijas filtru vai LCD, tam vajadzētu darboties pat tad, ja brilles ir izslēgtas). Esiet piesardzīgs, jo jebkurš plastmasas gabals, kas piestiprināts pie šķidro kristālu paneļiem, var ietekmēt gaismas polarizāciju. Pirmajās brillēs, kuras mēģināju modificēt, nebija uzstādīts priekšējais polarizācijas filtrs (katrā no tiem vajadzētu būt 2 katrā šķidro kristālu panelī, jo tās ir veidotas līdzīgi kā LCD), un, piespiežot bloķēt gaismu, tās izskatījās violetas, nevis melnas, vairāk par to pēdējā solī.

Aktīvās 3D TV brilles parasti darbojas 60 Hz frekvencē, vienādi bloķējot gaismu abām acīm. Kreisā acs ir bloķēta 8,333 ms, un tad labā acs tiek bloķēta 8,333 ms, tad cikls atkārtojas. Acis ir aizsprostotas, kad tiek pievienots spriegums LC panelim. Spriegums, kas vada LC paneļus, ir simetrisks 9,2 V (amplitūda no maksimuma līdz maksimumam 18,4 V).

4. darbība. Aktīvo aizvaru 3D brilles demontāža

Izmantojiet skrūvgriezi, lai noņemtu visas skrūves, kas kopā satur brilles. Varētu būt laba ideja aizsargāt LC paneļus (man tas droši vien bija jādara pirms skrūvju noņemšanas). Pēc tam izmantojiet utilitāro nazi (vai kastes griezēju), lai sagrieztu divu rāmja daļu savienojumus. Pēc tam izmantojiet plakano skrūvgriezi, lai atvērtu savienojumu. Atvērt to var būt nedaudz grūti, taču tam vajadzētu būt iespējai (uzmanieties, lai nesabojātu stikla detaļas!). Kad esat pabeidzis šo uzdevumu, noņemiet elektroniskās detaļas no brillēm un atkausējiet LC paneļus no PCB.

5. solis: brilles salikšana kopā

Lodējiet 4 vadus pie LC paneļiem (tiem jābūt nedaudz garākiem par tiem, kas parādīti fotoattēlā). Izmantojiet izolācijas lenti, lai nostiprinātu plānu lenti, kas nāk no LC paneļiem un ir pielodēta pie vadiem. Pēc tam ievietojiet LC paneļus atpakaļ brilles rāmī, pieskrūvējiet skrūves. Lai savienotu rāmja apakšējās daļas, varat izmantot ciānakrilāta līmi. Akumulatora pārsegs nav vajadzīgs, un es to nenovietoju savā vietā.

6. darbība: ATtiny mikrokontrollera programmēšana

Pievienojiet ATtiny13 savam iecienītākajam programmētājam, atveriet iecienīto AVR izstrādātāja rīku un uzrakstiet brilles. Hex ar mikrokontrollera FLASH atmiņu. Saglabājiet noklusējuma drošinātāju bitus (H: FF, L: 6A).

Es izmantoju USBasp un AVRDUDE, tāpēc, pareizi pievienojot ATtiny13 VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI tapas programmētājam, man vajadzēja izpildīt tikai vienu vienkāršu komandu, lai augšupielādētu brilles. Hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U zibspuldze: w: brilles.heks

Esmu ievērojis, ka Arduino dēļi ir diezgan populāri vietnē Instructables, tāpēc šeit ir apmācības saite, kurā paskaidrots, kā pārvērst Arduino par programmētāju. Varat izlaist 5. līdz 7. darbību, kas saistīta ar C rakstīta koda apkopošanu.

7. solis: lodēšana

Lodējiet visas elektroniskās sastāvdaļas uz priekšplates. Lodētās plāksnes attēlā trūkst 1N4148 diodes, vēlāk to piestiprināju pie balti zilas stieples. Savīti vadi vēlāk tiks pievienoti baterijām un droši turēti vietā ar izolācijas lenti. Neaizmirstiet savienot LC paneļa vadus ar ATtiny13 PB0, PB1 un PB2 tapām.

8. solis: galīgā montāža

Izmantojiet izolācijas lenti, lai nodalītu priekšplates apakšējo malu no brilles lietotāja ķermeņa. Piestipriniet stikla paneļu rāmi ar izvēlēto līmlenti.

Tālāk ierīcei jāpievieno 2 pogu šūnas (CR2025 vai CR2032). Diemžēl, kad tie ir jauni, to spriegums var pārsniegt 3,3 V. Divas no šīm šūnām ir savienotas virknē, tāpēc pat pēc sprieguma krituma 1N4148 diodei (mazākais par 0,7 V) ATtiny var nedaudz pārsniegt maksimālo darba spriegumu 6,0 V. Pirms jaunu ierīču ievietošanas ierīcē iesaku tās pilnībā izlādēt.

Ierīce patērē aptuveni 1 mA.

9. solis: mainīgu oklūzijas treniņbrilles izmantošana

Poga, kas savienota ar PB3, maina ierīču frekvenci (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz), un pogai PB4 pieslēgtā poga maina katras acs aizvēršanas laiku (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Pēc iestatījumu iestatīšanas jums jāgaida apmēram 10 sekundes (10 sekundes, nepieskaroties nevienai pogai), lai nākamajā ierīces palaišanas brīdī tie tiktu saglabāti EEPROM un ielādēti pēc izslēgšanas. Nospiežot abas pogas vienlaicīgi, tiek iestatītas noklusējuma vērtības.

Skatoties 3D materiālu, ir sasniegts vismaz viens stereopsijas atgūšanas gadījums. Ja vēlaties izmantot mainīgas oklūzijas treniņbrilles, lai skatītos 3D materiālus, valkājot citu tāda paša veida brilles (tikai nemodificētas), to LC paneļu aizmugurē jāpiestiprina caurspīdīgas plastmasas gabals. fotoattēlu 3. darbībā (vai arī varat izmantot skotu lenti). Šādā konfigurācijā nemodificētas brilles atrodas tuvāk displejam. Vai arī jūs varat novietot kreiso LC paneli labā vietā un otrādi. Tas pagriež LC paneļu polarizāciju, vairāk par to pēdējā solī. Tomēr, to darot, jūs nevarēsit skatīties displeju bez nemainītām brillēm.

10. darbība. Līdzīgi projekti

Dichoptisks e-grāmatu lasītājs: manām brillēm vispirms bija jāizmanto ārējs polarizācijas filtrs. Es to piestiprināju tikai labā LC paneļa priekšpusē. Tas ļāva man ievietot dažus citus polarizācijas filtrus virs e-papīra displeja (kas izstaro nepolizētu gaismu) un pilnībā bloķēt lapas daļas labajai acij (teksts aiz filtriem tagad mirgo kreisajai acij, jo gaisma tagad ir polarizēta). Tas man liek lasīt bloķētās daļas ar kreiso aci un salikt attēlus no abām acīm kopā. Un ir pētījumi, kas liecina, ka dihoptisku lietu skatīšanās ir diezgan izdevīga cilvēkiem ar ambliopiju. Jūs varat darīt līdzīgas darbības ar citiem displejiem, kas izstaro nepolizētu gaismu, piemēram, CRT. Joprojām ir cerība uz veciem labiem rentgena staru izstarotājiem, tie var būt noderīgi vēlreiz!

Kibernētiskais monoklis: diemžēl mana 3D televizora polarizācija tiek pagriezta par 90 grādiem no datora monitora polarizācijas. Es atrisināju šo problēmu, ievietojot kreiso LC paneli labā vietā. LC paneļiem ir 2 polarizācijas filtri, kas pagriezti par 90 grādiem, tāpēc, skatoties caur tiem no otras puses, tiek pagrieztas gaismas polarizācijas, kuras “pieņem” LC paneļi. Izmantojot H tiltu, esmu arī palielinājis sprieguma vadīšanas LC paneļus līdz 9V (amplitūda no maksimuma līdz maksimumam 18V). Tas padara LC paneļus necaurspīdīgākus oklūzijas laikā. Es pievienoju arī gaismas diodes, kas mirgo oklūzijas laikā, vēl vairāk “apžilbinot” aci un neļaujot tai pierast pie tumsas. “Aklinošais” efekts ir īpaši pamanāms, ja starp aci ievietoju LC paneli anaglifu 3D brilles (krāsu filtri izkliedē gaismu). Kā jau minēju iepriekš, 3D materiālu skatīšanās varētu būt noderīga, lai atgūtu stereopsiju, un mana datora monitors neatbalsta citas 3D tehnoloģijas, izņemot anaglifu, tāpēc es jūtos spiests ieteikt GZ3Doom (ViveDoom), kas ir modifikācija klasiskajām Doom spēlēm 90. gados. Tas ļauj izmantot divu veidu anaglifu brilles (zaļš-purpursarkans un sarkans-ciāns), lai jūs pārāk nepieradinātu acis pie tādu pašu krāsu filtru nēsāšanas.

Lai grēka ikona no MAP30 piešķir jums pareizas redzes dāvanu!

(patiesībā jūs, visticamāk, izārstēsit redzes traucējumus, apskatot kiberdēmus dēmoniskā videospēlē, nekā apmeklējot kristiešu svētnīcas)