Γυαλιά υγρού κρυστάλλου για αμβλυωπία (γυαλιά προπόνησης εναλλασσόμενης απόφραξης) [ATtiny13]: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Αμβλυωπία (τεμπελιά στα μάτια), μια διαταραχή της όρασης που επηρεάζει περίπου το 3% του πληθυσμού, συνήθως αντιμετωπίζεται με απλά βλέφαρα ή σταγόνες ατροπίνης. Δυστυχώς, αυτές οι μέθοδοι θεραπείας αποκλείουν το δυνατό μάτι για μεγάλα, αδιάκοπα χρονικά διαστήματα, χωρίς να επιτρέπουν σε δύο μάτια (στην πραγματικότητα νευρώνες στον εγκέφαλο που επεξεργάζονται οπτικές πληροφορίες) να συνεργαστούν και να συγχρονιστούν. Πρόσφατα βρήκα ένα άρθρο στη Wikipedia, το οποίο περιγράφει την εναλλακτική μορφή θεραπείας, στο οποίο τοποθετούνται πάνελ υγρών κρυστάλλων μπροστά στα μάτια και οι αποφράξεις τους οδηγούνται από ψηφιακά κυκλώματα. Οι μελέτες σε αυτήν τη μορφή θεραπείας είναι αρκετά ελπιδοφόρες, οπότε αποφάσισα να «αναβαθμίσω» τα συνηθισμένα ενεργά γυαλιά κλείστρου από την τηλεόραση 3D σε γυαλιά προπόνησης εναλλακτικής απόφραξης.

EDIT: Μπορείτε να βρείτε νεότερη έκδοση γυαλιών εδώ

Βήμα 1: Αποποίηση ευθυνών

Η χρήση μιας τέτοιας συσκευής μπορεί να προκαλέσει επιληπτικές κρίσεις ή άλλες δυσμενείς επιπτώσεις σε μικρό μέρος των χρηστών της συσκευής. Η κατασκευή μιας τέτοιας συσκευής απαιτεί τη χρήση μέτρια επικίνδυνων εργαλείων και μπορεί να προκαλέσει ζημιά ή ζημιά στην περιουσία. Κατασκευάζετε και χρησιμοποιείτε περιγραφείσα συσκευή με δική σας ευθύνη.

Παρ 'όλα αυτά, υπάρχουν μέρη όπου δεν είναι δυνατή η κατάλληλη ιατρική βοήθεια για άτομα με προβλήματα όρασης (τουλάχιστον αυτό μου λέει ο χάρτης του ΠΟΥ). Ευτυχώς, σήμερα η κινητή συσκευή αξίας $ 100 έχει την ίδια υπολογιστική ισχύ και ανάλυση οθόνης με τον υπολογιστή παιχνιδιών πριν από 10 χρόνια, οπότε προσωπικά πιστεύω ότι τα κυβερνητικά εμφυτεύματα DIY θα είναι διαθέσιμα ως μορφή θεραπείας για πολλούς ανθρώπους στις αναπτυσσόμενες χώρες* νωρίτερα από την κατάλληλη ιατρική βοήθεια.

* Ορισμένες μεταβιομηχανικές κομητείες στη Βόρεια Αμερική έχουν κάποια "υπέροχα" συστήματα ιατρικής ασφάλισης που έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν και τη ζωή των ανθρώπων άθλια !!!

Βήμα 2: Μέρη και εργαλεία

Μέρη και υλικά:

ενεργά τζάμια τζαμιών 3D

ATtiny13 ή ATtiny13A

2 απτά κουμπιά διακόπτη

rocker ON-OFF διακόπτης

Πυκνωτής 100 nF

Πυκνωτής 4,7 uF

Δίοδος 1N4148

μικρό κομμάτι από γυαλόχαρτο (περίπου 28mm x 35mm)

λίγα κομμάτια σύρματος (το καλώδιο UTP είναι μια μεγάλη πηγή καλωδίων)

2 μπαταρίες 3V (CR2025 ή CR2032)

μονωτική ταινία

σελοτέιπ

κυανοακρυλική κόλλα

Εργαλεία:

διαγώνιος κόφτης

πένσα

κατσαβίδι με επίπεδη λεπίδα

μικρό κατσαβίδι phillips

βοηθητικό μαχαίρι

σταθμός συγκόλλησης

κόλλα μετάλλων

Προγραμματιστής AVR (αυτόνομος προγραμματιστής όπως το USBasp ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ArduinoISP)

Βήμα 3: Ενεργά γυαλιά 3D κλείστρου

Η πηγή των πάνελ υγρών κρυστάλλων για το έργο μας είναι ενεργά γυαλιά τηλεόρασης 3D. Αυτά που χρησιμοποίησα μου κόστισαν 5 $ (ήταν προ ιδιοκτησίας). Υπάρχουν λίγα είδη ενεργών γυαλιών κλείστρου, οπότε βεβαιωθείτε ότι αυτά που χρησιμοποιείτε εμποδίζουν σωστά το πολωμένο φως (μπορείτε να το ελέγξετε τοποθετώντας πολωτικό φίλτρο ή LCD μπροστά τους, θα πρέπει να λειτουργεί ακόμη και όταν τα γυαλιά είναι σβηστά). Να είστε προσεκτικοί ότι οποιοδήποτε κομμάτι πλαστικού προσαρτημένο σε πάνελ υγρών κρυστάλλων μπορεί να επηρεάσει την πόλωση του φωτός. Τα πρώτα γυαλιά που προσπάθησα να τροποποιήσω δεν είχαν εγκατεστημένο εμπρόσθιο πολωτικό φίλτρο (πρέπει να υπάρχουν 2 από αυτά σε κάθε πάνελ υγρών κρυστάλλων, καθώς κατασκευάζονται παρόμοια με τα LCD) και όταν αναγκάστηκαν να αποκλείσουν το φως, εμφανίστηκαν μοβ και όχι μαύρα, περισσότερα για αυτό στο τελευταίο βήμα.

Τα ενεργά γυαλιά τηλεόρασης 3D κανονικά λειτουργούν στα 60Hz, εμποδίζοντας το φως εξίσου και για τα δύο μάτια. Το αριστερό μάτι είναι μπλοκαρισμένο για 8,333ms και, στη συνέχεια, το δεξί μάτι είναι μπλοκαρισμένο για 8,333ms, τότε ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Το μάτι μπλοκάρεται όταν εφαρμόζεται τάση στον πίνακα LC. Η τάση που κινεί τα πάνελ LC είναι συμμετρική 9,2V (πλάτος κορυφής-κορυφής 18,4V).

Βήμα 4: Αποσυναρμολόγηση τρισδιάστατων γυαλιών ενεργού κλείστρου

Χρησιμοποιήστε κατσαβίδι για να αφαιρέσετε τυχόν βίδες που συγκρατούν τα ποτήρια μαζί. Mightσως είναι καλή ιδέα να βάλουμε κάποια προστασία στα πάνελ LC (μάλλον θα έπρεπε να το είχα κάνει πριν αφαιρέσω τις βίδες). Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε βοηθητικό μαχαίρι (ή κόπτη κουτιού) για να κόψετε τη σύνδεση δύο τμημάτων ενός πλαισίου. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε ένα κατσαβίδι με επίπεδη λεπίδα για να ανοίξετε τη σύνδεση. Το να το ανοίξετε μπορεί να είναι λίγο δύσκολο, αλλά θα πρέπει να είναι δυνατό (προσέξτε να μην καταστρέψετε τα γυάλινα εξαρτήματα!). Αφού ολοκληρώσετε αυτήν την εργασία, αφαιρέστε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα από τα γυαλιά και τα πάνελ LC αποσυγκόλλησης από το PCB.

Βήμα 5: Τοποθέτηση γυαλιών μαζί

Συγκολλήστε 4 σύρματα σε πάνελ LC (πρέπει να είναι λίγο μακρύτερα από αυτά που φαίνονται στη φωτογραφία). Χρησιμοποιήστε μονωτική ταινία για να στερεώσετε μια λεπτή ταινία που προέρχεται από πάνελ LC και είναι συγκολλημένη σε καλώδια. Στη συνέχεια, τοποθετήστε ξανά τα πάνελ LC στο πλαίσιο των γυαλιών, στερεώστε τις βίδες. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κυανοακρυλική κόλλα για να ενώσετε πίσω χαμηλότερα μέρη του πλαισίου. Το κάλυμμα της μπαταρίας δεν χρειάζεται και δεν το ξανάβαλα στη θέση του.

Βήμα 6: Προγραμματισμός μικροελεγκτή ATtiny

Συνδέστε το ATtiny13 με τον αγαπημένο σας προγραμματιστή, ανοίξτε το αγαπημένο σας εργαλείο AVR dev και γράψτε γυαλιά.hex στη μνήμη FLASH του μικροελεγκτή. Διατηρήστε τα προεπιλεγμένα bit ασφάλειας (H: FF, L: 6A).

Χρησιμοποίησα USBasp και AVRDUDE, οπότε μετά τη σωστή σύνδεση των ακίδων VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI του ATtiny13 στον προγραμματιστή χρειάστηκε μόνο να εκτελέσω μια απλή εντολή για να ανεβάσω γυαλιά. Hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U flash: w: γυαλιά. εξάγωνο

Παρατήρησα ότι οι πίνακες Arduino είναι αρκετά δημοφιλείς στο Instructables, οπότε εδώ είναι ο σύνδεσμος για ένα σεμινάριο, που εξηγεί πώς να μετατρέψετε το Arduino σε προγραμματιστή. Μπορείτε να παραλείψετε τα βήματα 5 έως 7 που αφορούν τη σύνταξη ενός κώδικα γραμμένου σε C.

Βήμα 7: Συγκόλληση

Συγκολλήστε όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στην προεγκατάσταση. Στην εικόνα του συγκολλημένου πίνακα λείπει η δίοδος 1N4148, την επισυνάπτω αργότερα σε λευκό-μπλε σύρμα. Τα στριμμένα καλώδια θα συνδεθούν αργότερα με μπαταρίες και θα συγκρατηθούν με ασφάλεια με ταινία απομόνωσης. Μην ξεχάσετε να συνδέσετε καλώδια πίνακα LC με ακίδες PB0, PB1 και PB2 του ATtiny13.

Βήμα 8: Τελική συνέλευση

Χρησιμοποιήστε ταινία απομόνωσης για να διαχωρίσετε την κάτω πλευρά του prefboard από το σώμα του χρήστη γυαλιών. Συνδέστε το πλαίσιο γυαλιών από προεπιφάνεια με κολλητική ταινία της επιλογής σας.

Στη συνέχεια, πρέπει να συνδέσετε 2 κελιά κουμπιών (CR2025 ή CR2032) στη συσκευή. Δυστυχώς όταν είναι καινούργια, η τάση τους μπορεί να ξεπεράσει τα 3,3V. Δύο από αυτές τις κυψέλες συνδέονται σε σειρά, επομένως ακόμη και μετά από πτώση τάσης στη δίοδο 1N4148 (ελάχιστη από 0,7V), το ATtiny μπορεί να υπερβεί ελαφρώς τη Μέγιστη Τάση Λειτουργίας του 6,0V. Συνιστώ να αποφορτίσετε ελαφρώς εντελώς νέες μπαταρίες, πριν τις τοποθετήσετε στη συσκευή.

Η συσκευή καταναλώνει περίπου 1 mA.

Βήμα 9: Χρήση εναλλακτικών γυαλιών κατάρτισης απόφραξης

Το κουμπί που συνδέεται με το PB3 αλλάζει τη συχνότητα των συσκευών (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) και το κουμπί που συνδέεται με το PB4 αλλάζει για πόσο χρονικό διάστημα κλείνει κάθε μάτι (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Αφού ορίσετε τις ρυθμίσεις, πρέπει να περιμένετε περίπου 10 δευτερόλεπτα (10 δευτερόλεπτα να μην αγγίξετε κανένα κουμπί) για να αποθηκευτούν στο EEPROM και να φορτωθούν μετά την απενεργοποίηση, κατά την επόμενη εκκίνηση της συσκευής. Πατώντας ταυτόχρονα και τα δύο κουμπιά ορίζει τις προεπιλεγμένες τιμές.

Υπάρχει τουλάχιστον μία περίπτωση ανάκτησης stereopsis που επιτυγχάνεται ενώ παρακολουθείτε 3D υλικό. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε γυαλιά κατάρτισης εναλλασσόμενης απόφραξης για να παρακολουθείτε τρισδιάστατα υλικά ενώ φοράτε ένα άλλο ζευγάρι ίδιου είδους γυαλιά (μόλις δεν έχουν τροποποιηθεί), πρέπει να έχετε προσαρτήσει ένα κομμάτι ή διαφανές πλαστικό στην πίσω πλευρά των LC πάνελ τους, όπως αυτά τη φωτογραφία στο Βήμα 3 (ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κασέτα). Σε αυτήν τη διαμόρφωση, τα μη τροποποιημένα γυαλιά κάθονται πιο κοντά στην οθόνη. Or εναλλακτικά μπορείτε να βάλετε το αριστερό πάνελ LC στη θέση του δεξιού και αντίστροφα. Αυτό περιστρέφει την πόλωση των πάνελ LC, περισσότερο για αυτό στο τελευταίο βήμα. Ωστόσο, αυτό θα σας κάνει να μην μπορείτε να παρακολουθήσετε την οθόνη σας χωρίς ανοιχτά γυαλιά.

Βήμα 10: Παρόμοια Έργα

Διχοπτικός αναγνώστης ηλεκτρονικών βιβλίων: Η πρώτη επανάληψη των γυαλιών μου απαιτούσε χρήση εξωτερικού φίλτρου πόλωσης. Το επισυνάπτω μόνο στο μπροστινό μέρος του δεξιού πίνακα LC. Αυτό μου επέτρεψε να βάλω μερικά άλλα φίλτρα πόλωσης πάνω από την οθόνη ηλεκτρονικού χαρτιού (που εκπέμπει μη πολωμένο φως) και να αποκλείσω εντελώς τμήματα της σελίδας για το δεξί μάτι (το κείμενο πίσω από τα φίλτρα τρεμοπαίζει τώρα για το αριστερό μάτι, καθώς το φως είναι πλέον πολωμένο). Με αναγκάζει να διαβάζω μπλοκαρισμένα μέρη με το αριστερό μάτι και να βάζω εικόνες και από τα δύο μάτια μαζί. Και υπάρχουν μελέτες που δηλώνουν ότι η εξέταση των διποπτικών πραγμάτων είναι αρκετά επωφελής για άτομα με αμβλυωπία. Μπορείτε να κάνετε παρόμοια πράγματα με άλλες οθόνες που εκπέμπουν μη πολωμένο φως όπως οι CRT. Υπάρχει ακόμη ελπίδα για παλιούς καλούς εκπομπούς ακτίνων Χ, μπορούν να είναι χρήσιμοι για άλλη μια φορά!

Cybernetic monocle: Δυστυχώς, η πόλωση της τρισδιάστατης τηλεόρασης μου περιστρέφεται κατά 90 μοίρες από την πόλωση της οθόνης του υπολογιστή μου. Έλυσα αυτό το πρόβλημα βάζοντας το αριστερό πάνελ LC στη θέση του δεξιού. Τα πάνελ LC έχουν 2 φίλτρα πόλωσης που περιστρέφονται σε 90 μοίρες, οπότε κοιτώντας τα από την άλλη πλευρά περιστρέφονται οι πολώσεις φωτός που "γίνονται αποδεκτές" από τα πάνελ LC. Έχω αυξήσει επίσης τα πάνελ LC οδήγησης τάσης σε 9V (πλάτος κορυφής σε κορυφή 18V) χρησιμοποιώντας τη γέφυρα Η. Κάνει τα πάνελ LC πιο αδιαφανή κατά τη διάρκεια της απόφραξης. Επίσης πρόσθεσα LED που αναβοσβήνουν κατά τη διάρκεια της απόφραξης, «τυφλώνει» περαιτέρω το μάτι και δεν του επιτρέπει να συνηθίσει το σκοτάδι. Το φαινόμενο «εκτυφλωτικό» είναι ιδιαιτέρως αισθητό όταν βάζω αναγλυφικά γυαλιά 3D ανάμεσα στο μάτι μου και ένα πάνελ LC (τα έγχρωμα φίλτρα διαχέουν το φως). Όπως ανέφερα νωρίτερα, η παρακολούθηση τρισδιάστατων υλικών μπορεί να είναι καλή για την ανάκτηση στερεοψυχής και η οθόνη των υπολογιστών μου δεν υποστηρίζει τεχνολογίες 3D εκτός από το anaglyph, οπότε αισθάνομαι αναγκασμένος να προτείνω το GZ3Doom (ViveDoom), ένα mod για τα κλασικά παιχνίδια Doom της δεκαετίας του '90. Σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε δύο τύπους αναγλυφικών γυαλιών (πράσινο-ματζέντα και κόκκινο-κυανό), ώστε να μην συνηθίζετε τα μάτια σας πολύ να φοράτε φίλτρα ίδιου χρώματος.

Είθε το Icon of Sin από το MAP30 να σας χαρίσει ένα δώρο σωστής όρασης!

(είναι πολύ πιο πιθανό να θεραπεύσετε μια διαταραχή της όρασης κοιτάζοντας τους κυβερνο -δαίμονες σε ένα δαιμονικό βιντεοπαιχνίδι παρά με την επίσκεψη σε χριστιανικά ιερά)