Gafas de cristal líquido para ambliopía (gafas de entrenamiento de oclusión alterna) [ATtiny13]: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Ambliopía (ojo vago), un trastorno de la vista que afecta aproximadamente al 3% de la población, generalmente tratado con parches o gotas de atropina simples. Desafortunadamente, esos métodos de tratamiento ocluyen un ojo más fuerte durante períodos de tiempo largos e ininterrumpidos, lo que no permite que dos ojos (en realidad, neuronas en el cerebro que procesan la información visual) trabajen juntos y se sincronicen. Recientemente encontré un artículo en Wikipedia, que detalla formas alternativas de tratamiento, en las que se colocan paneles de cristal líquido frente a los ojos y sus oclusiones son controladas por circuitos digitales. Los estudios en esta forma de tratamiento son bastante prometedores, por lo que decidí "actualizar" las gafas de obturador activo ordinarias de la televisión 3D a las gafas de entrenamiento de oclusión alterna.

EDITAR: puede encontrar una versión más nueva de gafas aquí

Paso 1: descargo de responsabilidad

El uso de un dispositivo de este tipo puede causar ataques epilépticos u otros efectos adversos en una pequeña parte de los usuarios del dispositivo. La construcción de un dispositivo de este tipo requiere el uso de herramientas moderadamente peligrosas y puede causar daños o daños a la propiedad. Usted construye y usa el dispositivo descrito bajo su propio riesgo.

Sin embargo, hay lugares donde no es posible la asistencia médica adecuada para las personas con trastornos visuales (al menos este mapa de la OMS me lo dice). Afortunadamente, hoy en día el dispositivo móvil de $ 100 tiene la misma potencia informática y resolución de pantalla que la PC para juegos de hace 10 años, por lo que personalmente creo que los implantes cibernéticos de bricolaje estarán disponibles como una forma de tratamiento para muchas personas en los países en desarrollo * antes que la asistencia médica adecuada.

* ¡Algunos condados postindustriales de América del Norte tienen algunos "excelentes" sistemas de seguro médico diseñados para hacer que la vida de las personas también sea miserable!

Paso 2: Piezas y herramientas

Partes y materiales:

gafas 3D con obturador activo

ATtiny13 o ATtiny13A

2 botones de interruptor táctil

interruptor basculante ON-OFF

Condensador de 100 nF

Condensador de 4,7 uF

Diodo 1N4148

pequeña pieza de perfboard (alrededor de 28 mm x 35 mm)

pocas piezas de alambre (el cable UTP es una gran fuente de alambres)

2 baterías de 3V (CR2025 o CR2032)

cinta insultiva

cinta adhesiva

pegamento de cianoacrilato

Instrumentos:

cortador diagonal

alicates

destornillador de punta plana

destornillador Phillips pequeño

cuchillo de uso

estación de soldadura

soldar

Programador AVR (programador independiente como USBasp o puede usar ArduinoISP)

Paso 3: Gafas 3D con obturador activo

La fuente de los paneles de cristal líquido para nuestro proyecto son las gafas de TV 3D activas. Los que usé me costaron $ 5 (eran usados). Hay pocos tipos de lentes con obturador activo, así que asegúrese de que los que usa bloqueen adecuadamente la luz polarizada (puede verificarlo colocando un filtro polarizador o LCD frente a ellos, debería funcionar incluso con los lentes apagados). Tenga cuidado de que cualquier pieza de plástico adherida a los paneles de cristal líquido pueda influir en la polarización de la luz. Las primeras gafas que intenté modificar no tenían un filtro polarizador frontal instalado (debería haber 2 de ellas en cada panel de cristal líquido, ya que están construidas de manera similar a las pantallas LCD) y cuando se vieron obligadas a bloquear la luz, parecían moradas, no negras., más sobre esto en el último paso.

Las gafas de TV 3D activas normalmente funcionan a 60 Hz, bloqueando la luz por igual para ambos ojos. El ojo izquierdo se bloquea durante 8.333ms, y luego el ojo derecho se bloquea durante 8.333ms, luego el ciclo se repite. El ojo está bloqueado cuando se aplica voltaje al panel LC. El voltaje que impulsa los paneles LC es simétrico de 9,2 V (amplitud de pico a pico de 18,4 V).

Paso 4: Desmontaje de las gafas 3D con obturador activo

Utilice un destornillador para quitar los tornillos que sujetan las gafas. Podría ser una buena idea poner algo de protección sobre los paneles LC (probablemente debería haberlo hecho antes de quitar los tornillos). Luego use un cuchillo (o un cortador de cajas) para cortar la unión de dos partes de un marco. Luego, use un destornillador de punta plana para hacer palanca y abrir la unión. Hacer palanca para abrirlo puede ser un poco difícil, pero debería ser posible (¡tenga cuidado de no dañar los componentes de vidrio!). Una vez que haya completado esa tarea, retire las piezas electrónicas de las gafas y desolde los paneles LC de la PCB.

Paso 5: armar los anteojos

Suelde 4 cables a los paneles LC (deben ser un poco más largos que los que se muestran en la foto). Use cinta aislante para asegurar la cinta delgada que proviene de los paneles LC y está soldada a los cables. Luego, vuelva a colocar los paneles LC en el marco de las gafas y apriete los tornillos. Puede usar pegamento de cianoacrilato para unir las partes inferiores del marco. No se necesita la tapa de la batería y no la volví a colocar en su lugar.

Paso 6: Programación del microcontrolador ATtiny

Conecte ATtiny13 a su programador favorito, abra su herramienta de desarrollo AVR favorita y escriba glasses.hex en la memoria FLASH del microcontrolador. Mantenga los bits de fusible predeterminados (H: FF, L: 6A).

Usé USBasp y AVRDUDE, así que después de conectar correctamente los pines VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI de ATtiny13 al programador, solo necesitaba ejecutar un comando simple para cargar glasses.hex:

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

He notado que las placas Arduino son bastante populares en Instructables, así que aquí está el enlace de un tutorial que explica cómo convertir Arduino en un programador. Puede omitir los pasos 5 a 7 que tratan de la compilación de un código escrito en C.

Paso 7: soldadura

Suelde todos los componentes electrónicos a la placa previa. En la imagen de la placa soldada falta el diodo 1N4148, lo conecté más tarde al cable blanco-azul. Los cables trenzados se conectarán más tarde a las baterías y se mantendrán firmemente en su lugar con cinta aislante. No olvide conectar los cables del panel LC a los pines PB0, PB1 y PB2 de ATtiny13.

Paso 8: Montaje final

Utilice cinta aislante para separar el lado inferior del prefboard del cuerpo del usuario de anteojos. Fije el marco de anteojos prefboard con cinta adhesiva de su elección.

A continuación, debe adjuntar 2 pilas de botón (CR2025 o CR2032) al dispositivo. Desafortunadamente, cuando son nuevos, su voltaje puede exceder los 3.3V. Dos de esas celdas están conectadas en serie, por lo que incluso después de una caída de voltaje en el diodo 1N4148 (poco menos de 0,7 V), ATtiny puede exceder ligeramente su voltaje de funcionamiento máximo de 6,0 V. Recomiendo descargar un poco las baterías completamente nuevas antes de colocarlas en el dispositivo.

El dispositivo consume aproximadamente 1 mA.

Paso 9: uso de anteojos de entrenamiento de oclusión alterna

El botón conectado a PB3 cambia la frecuencia de los dispositivos (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) y el botón conectado a PB4 cambia el tiempo que cada ojo está ocluido (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Después de establecer la configuración, debe esperar unos 10 segundos (10 segundos sin tocar ningún botón) para que se almacenen en EEPROM y se carguen después del apagado, en el próximo lanzamiento del dispositivo. Al presionar ambos botones al mismo tiempo, se establecen los valores predeterminados.

Hay al menos un caso de recuperación de estereopsis lograda mientras se ve material en 3D. Si desea usar anteojos de entrenamiento de oclusión alterna para ver materiales en 3D mientras usa otro par del mismo tipo de anteojos (solo sin modificar), debe haber colocado una pieza de plástico transparente en la parte posterior de sus paneles LC, como estos la foto en el Paso 3 (o puede usar cinta adhesiva). En esa configuración, las gafas sin modificar se colocan más cerca de la pantalla. O, alternativamente, puede colocar el panel LC izquierdo en lugar del derecho y viceversa. Eso hace girar la polarización de los paneles LC, más sobre esto en el último paso. Sin embargo, si lo hace, no podrá ver su pantalla sin las gafas sin modificar.

Paso 10: Proyectos similares

Lector de libros electrónicos con dichoptic: La primera iteración de mis gafas requirió el uso de un filtro de polarización externo. Lo adjunté solo al frente del panel LC derecho. Eso me permitió poner algunos otros filtros de polarización en la parte superior de la pantalla del papel electrónico (que emite luz no polarizada) y bloquear partes de la página para el ojo derecho por completo (el texto detrás de los filtros ahora parpadea para el ojo izquierdo, ya que la luz ahora está polarizada). Me obliga a leer las partes bloqueadas con el ojo izquierdo y a juntar imágenes de ambos ojos. Y hay estudios que afirman que observar las cosas dihopticas es bastante beneficioso para las personas con ambliopía. Puede hacer cosas similares con otras pantallas que emiten luz no polarizada como los CRT. Todavía hay esperanza para los viejos emisores de rayos X, ¡pueden ser útiles una vez más!

Monóculo cibernético: Desafortunadamente, la polarización de mi televisor 3D está rotada 90 grados con respecto a la polarización del monitor de mi PC. Resolví este problema colocando el panel LC izquierdo en lugar del derecho. Los paneles LC tienen 2 filtros de polarización rotados a 90 grados, por lo que mirar a través de ellos desde el otro lado hace girar las polarizaciones de luz que son "aceptadas" por los paneles LC. También he aumentado el voltaje de los paneles LC de conducción a 9 V (amplitud de pico a pico de 18 V) mediante el uso de un puente H. Hace que los paneles LC sean más opacos durante la oclusión. También agregué LED que parpadean durante la oclusión, "cegando" aún más el ojo y no permitiendo que se acostumbre a la oscuridad. El efecto "cegador" es particularmente notable cuando coloco anteojos anaglifo 3D entre mi ojo y un panel LC (los filtros de color difunden la luz). Como mencioné anteriormente, ver materiales en 3D puede ser bueno para la recuperación de la estereopsis y el monitor de mi PC no es compatible con tecnologías 3D que no sean anaglifo, por lo que me siento obligado a recomendar GZ3Doom (ViveDoom), un mod para los juegos clásicos de Doom de los años 90. Te permite usar dos tipos de lentes anaglifos (verde-magenta y rojo-cian), por lo que no acostumbras demasiado tus ojos a usar los mismos filtros de color.

¡Que el Icono del Pecado de MAP30 te otorgue un regalo de la vista adecuada!

(en realidad, es mucho más probable que sane un trastorno de la vista mirando a los ciberdemonios en un videojuego demoníaco que visitando santuarios cristianos)