Liquid Crystal Glasses for Amblyopia (Alternating Occlusion Training Glasses) [ATtiny13]: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Amblyopi (lat öga), en synstörning som drabbar cirka 3% av befolkningen, vanligtvis behandlad med enkla ögonflagor eller atropindroppar. Tyvärr täcker dessa behandlingsmetoder starkare öga under långa, oavbrutna perioder, vilket inte tillåter två ögon (faktiskt neuroner i hjärnan som bearbetar visuell information) att arbeta tillsammans och synkronisera. Ganska nyligen hittade jag en artikel på Wikipedia, som beskriver en alternativ behandlingsform, där flytande kristallpaneler placeras framför ögonen och deras tillslutningar drivs av digitala kretsar. Studier i denna behandlingsform är ganska lovande, så jag bestämde mig för att”uppgradera” vanliga aktiva slutarglasögon från 3D -TV till alternerande ocklusionsträningsglasögon.

EDIT: Du kan hitta en nyare version av glasögon här

Steg 1: Ansvarsfriskrivning

Användning av en sådan enhet kan orsaka epileptiska anfall eller andra negativa effekter hos en liten del av enhetens användare. Konstruktion av en sådan enhet kräver användning av måttligt farliga verktyg och kan orsaka skada eller skada på egendom. Du bygger och använder den beskrivna enheten på egen risk.

Det finns dock platser där rätt medicinsk hjälp för personer med synstörningar inte är möjlig (åtminstone säger denna WHO -karta mig det). Lyckligtvis har den mobila enheten $ 100 samma datorkraft och skärmupplösning som spel -PC hade för 10 år sedan, så jag tror personligen att DIY -cybernetiska implantat kommer att finnas tillgängliga som en behandlingsform för många människor i utvecklingsländer* snabbare än rätt medicinsk hjälp.

* vissa postindustriella län i Nordamerika har några "fantastiska" sjukförsäkringssystem som är utformade för att göra människors liv olyckligt också !!!

Steg 2: Delar och verktyg

Delar och material:

aktiva slutare 3D -glasögon

ATtiny13 eller ATtiny13A

2 taktila knappar

vippströmbrytare

100 nF kondensator

4,7 uF kondensator

1N4148 -diod

liten bit perfboard (cirka 28 mm x 35 mm)

några trådar (UTP -kabel är en bra källa till ledningar)

2 3V batterier (CR2025 eller CR2032)

isoleringstejp

tejp

cyanoakrylatlim

Verktyg:

diagonal skärare

tång

platt skruvmejsel

liten Phillips skruvmejsel

verktygskniv

lödstation

löda

AVR -programmerare (fristående programmerare som USBasp eller du kan använda ArduinoISP)

Steg 3: Active Shutter 3D -glasögon

Källan till flytande kristallpaneler för vårt projekt är aktiva 3D -TV -glasögon. De jag använde kostade mig $ 5 (de var begagnade). Det finns få typer av aktiva slutarglasögon, så se till att de du använder blockerar ordentligt polariserat ljus (du kan kontrollera det genom att placera polarisationsfilter eller LCD framför dem, det ska fungera även när glasögonen är AV). Var försiktig så att alla plastbitar som är fästa på flytande kristallpaneler kan påverka ljuspolarisationen. De första glasögonen jag försökte ändra hade inte ett främre polariseringsfilter installerat i dem (det borde finnas 2 av dem i varje flytande kristallpanel, eftersom de är byggda på samma sätt som LCD -skärmar) och när de tvingades blockera ljus såg de lila ut, inte svarta, mer om detta i det sista steget.

Aktiva 3D -TV -glasögon fungerar normalt vid 60Hz och blockerar ljuset lika för båda ögonen. Vänster öga är blockerat i 8.333 ms, och sedan blockeras höger öga i 8.333 ms, sedan upprepar sig cykeln. Ögon blockeras när spänning appliceras på LC -panelen. Spänning som driver LC-paneler är symmetrisk 9,2V (topp-till-topp-amplitud 18,4V).

Steg 4: Demontering av Active Shutter 3D -glasögon

Använd skruvmejsel för att ta bort alla skruvar som håller glasögonen ihop. Det kan vara en bra idé att sätta lite skydd över LC -paneler (jag borde nog ha gjort det innan jag tog bort skruvarna). Använd sedan verktygskniv (eller boxskärare) för att skära sammanfogningen av två delar av en ram. Använd sedan plattskruvmejsel för att bända upp skarven. Att öppna det kan vara lite svårt, men det borde vara möjligt (var försiktig så att du inte skadar glaskomponenter!). När du har slutfört den uppgiften tar du bort elektroniska delar från glasögon och avlödda LC -paneler från kretskortet.

Steg 5: Sätta ihop glasögon

Löd 4 ledningar till LC -paneler (de måste vara lite längre än de som visas på bilden). Använd isoleringstejp för att säkra tunn tejp som kommer från LC -paneler och är lödd på trådar. Sätt sedan tillbaka LC -panelerna i glasögonramen, skruva fast skruvarna. Du kan använda cyanoakrylatlim för att foga samman de nedre delarna av ramen. Batteriluckan behövs inte och jag satte inte tillbaka den på plats.

Steg 6: Programmering av ATtiny Microcontroller

Anslut ATtiny13 till din favoritprogrammerare, öppna ditt favorit AVR -utvecklingsverktyg och skriv glasses.hex till mikrokontroller FLASH -minne. Behåll standard säkringsbitar (H: FF, L: 6A).

Jag använde USBasp och AVRDUDE, så efter korrekt anslutning av VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI -stift på ATtiny13 till programmeraren behövde jag bara utföra ett enkelt kommando för att ladda upp glasögon. Hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U blixt: w: glasögon. hex

Jag har märkt att Arduino -kort är ganska populära på Instructables, så här är länken till en handledning som förklarar hur man konverterar Arduino till en programmerare. Du kan hoppa över steg 5 till 7 som handlar om sammanställning av en kod skriven i C.

Steg 7: Lödning

Löd alla elektroniska komponenter på prefboard. På bilden av lödad bräda saknas 1N4148-diod, jag fäst den senare på vitblå tråd. Vridna trådar kommer senare att anslutas till batterier och hållas säkert på plats med isoleringstejp. Glöm inte att ansluta LC -panelledningar till PB0-, PB1- och PB2 -stiften på ATtiny13.

Steg 8: Slutmontering

Använd isoleringstejp för att skilja undersidan av prefabriken från glasögonanvändarens. Sätt fast glasögonramen med självhäftande tejp efter eget val.

Därefter måste du fästa 2 knappceller (CR2025 eller CR2032) till enheten. Tyvärr, när de är nya, kan deras spänning överstiga 3,3V. Två av dessa celler är seriekopplade, så även efter ett spänningsfall på 1N4148 -diod (lite mindre än 0,7V) kan ATtiny något överskrida sin maximala driftsspänning på 6,0V. Jag rekommenderar att du laddar ur helt nya batterier något innan du sätter dem i enheten.

Enheten förbrukar cirka 1 mA.

Steg 9: Användning av alternerande ocklusionsträningsglasögon

Knapp ansluten till PB3 ändrar enhetsfrekvens (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz) och knappen som är ansluten till PB4 ändras hur länge varje öga är tilltäppt (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). När du har ställt in inställningarna måste du vänta i cirka 10 sekunder (10 sekunder utan att någon knapp trycks) för att de ska lagras i EEPROM och laddas efter att strömmen har stängts av vid nästa enhetsstart. Genom att trycka på båda knapparna samtidigt ställs standardvärdena in.

Det finns minst ett fall av stereopsis -återhämtning när du tittar på 3D -material. Om du vill använda alternerande ocklusionsträningsglasögon för att titta på 3D -material medan du bär ett annat par av samma typ av glasögon (bara oförändrad), måste du ha fäst en bit o genomskinlig plast på baksidan av sina LC -paneler, som de fotot i steg 3 (eller så kan du använda tejp). I den konfigurationen sitter oförändrade glasögon närmare skärmen. Eller alternativt kan du sätta vänster LC -panel istället för en höger och vice versa. Det roterar LC -panelernas polarisering, mer om detta i det sista steget. Men om du gör det kan du inte titta på din skärm utan omodifierade glasögon.

Steg 10: Liknande projekt

Dikoptisk e-bokläsare: Första iterationen av mina glasögon krävde användning av externt polarisationsfilter. Jag fäst den bara på framsidan av höger LC -panel. Det tillät mig att lägga några andra polarisationsfilter ovanpå e-pappersdisplayen (som avger opolariserat ljus) och blockera delar av sidan för höger öga helt (text bakom filter flimrar nu för vänster öga, eftersom ljuset nu är polariserat). Det tvingar mig att läsa blockerade delar med vänster öga och att sätta ihop bilder från båda ögonen. Och det finns studier som säger att att titta på dihoptiska saker är ganska fördelaktigt för personer med amblyopi. Du kan göra liknande saker med andra skärmar som avger opolariserat ljus som CRT. Det finns fortfarande hopp om gamla gamla röntgenstrålare, de kan vara användbara ännu en gång!

Kybernetisk monokel: Tyvärr roteras min 3D -TV: s polarisering 90 grader från polarisering av min PC: s bildskärm. Jag löste detta problem genom att sätta vänster LC -panel istället för en höger. LC -paneler har två polarisationsfilter roterade i 90 grader, så att titta genom dem från andra sidan roterar ljuspolarisationer som "accepteras" av LC -panelerna. Jag har också ökat spänningsdrivande LC-paneler till 9V (topp-till-topp-amplitud 18V) med hjälp av H bridge. Det gör LC -paneler mer ogenomskinliga under ocklusionen. Jag har också lagt till lysdioder som blinkar under ocklusionen, vilket ytterligare "blindar" ögat och inte låter det vänja sig vid mörker. Den "bländande" effekten är speciell när man sätter anaglyph 3D -glasögon mellan ögat och en LC -panel (färgfilter sprider ljuset). Som jag nämnde tidigare kan titta på 3D -material vara bra för stereopsisåterställning och min datorskärm stöder inte annan 3D -teknik än anaglyph, så jag känner mig tvungen att rekommendera GZ3Doom (ViveDoom), en mod för klassiska Doom -spel från 90 -talet. Det låter dig använda två typer av anaglyfglasögon (grön-magenta och röd-cyan), så att du inte vänjer dina ögon för mycket med att ha samma färgfilter.

Må syndens ikon från MAP30 ge dig en gåva av rätt syn!

(du är faktiskt mycket mer benägna att läka en synstörning genom att titta på cyberdemoner i ett demoniskt videospel än genom att besöka kristna helgedomar)