แว่นตาคริสตัลเหลวสำหรับ Amblyopia (แว่นตาฝึกการบดเคี้ยวสลับ) [ATtiny13]: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

Amblyopia (ตาขี้เกียจ) ความผิดปกติของการมองเห็นที่ส่งผลกระทบต่อประชากรประมาณ 3% มักจะรักษาด้วยผ้าปิดตาธรรมดาหรือยาหยอดตา atropine น่าเสียดายที่วิธีการรักษาเหล่านั้นปิดตาที่แข็งแรงขึ้นเป็นเวลานานโดยไม่หยุดชะงัก ทำให้ตาทั้งสองข้าง (อันที่จริงเซลล์ประสาทในสมองประมวลผลข้อมูลภาพ) ทำงานร่วมกันและประสานกันไม่ได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันพบบทความเกี่ยวกับวิกิพีเดียซึ่งมีรายละเอียดรูปแบบการรักษาทางเลือก โดยวางแผงคริสตัลเหลวไว้ข้างหน้าดวงตา และการบดเคี้ยวถูกขับเคลื่อนโดยวงจรดิจิทัล การศึกษาในรูปแบบการรักษานี้มีแนวโน้มค่อนข้างดี ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจ "อัพเกรด" แว่นตา Active Shutter ธรรมดาจากทีวี 3D ไปเป็นแว่นตาฝึกการบดเคี้ยวสลับกัน

แก้ไข: คุณสามารถหาแว่นตารุ่นใหม่ได้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: ข้อจำกัดความรับผิดชอบ

การใช้อุปกรณ์ดังกล่าวอาจทำให้เกิดอาการชักจากลมบ้าหมูหรือผลกระทบอื่นๆ ต่อผู้ใช้อุปกรณ์ส่วนน้อย การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวต้องใช้เครื่องมือที่มีอันตรายปานกลางและอาจก่อให้เกิดอันตรายหรือความเสียหายต่อทรัพย์สินได้ คุณสร้างและใช้อุปกรณ์ที่อธิบายไว้โดยยอมรับความเสี่ยงเอง

อย่างไรก็ตาม มีสถานที่บางแห่งที่ไม่สามารถให้ความช่วยเหลือทางการแพทย์ที่เหมาะสมสำหรับผู้ที่มีความผิดปกติทางสายตาได้ (อย่างน้อยแผนที่ WHO นี้ก็บอกฉันอย่างนั้น) โชคดีที่วันนี้ อุปกรณ์พกพาราคา $100 มีพลังประมวลผลและความละเอียดในการแสดงผลเท่ากันกับพีซีสำหรับเล่นเกมเมื่อ 10 ปีที่แล้ว โดยส่วนตัวแล้วฉันเชื่อว่ารากฟันเทียมไซเบอร์เนติกแบบ DIY จะพร้อมใช้งานในรูปแบบการรักษาสำหรับคนจำนวนมากในประเทศกำลังพัฒนา* เร็วกว่าความช่วยเหลือทางการแพทย์ที่เหมาะสม

* มณฑลหลังอุตสาหกรรมบางแห่งในอเมริกาเหนือมีระบบประกันสุขภาพที่ "ดีเยี่ยม" ที่ออกแบบมาเพื่อให้ชีวิตผู้คนอนาถเช่นกัน!!!

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ชิ้นส่วนและวัสดุ:

แว่นตาสามมิติแบบแอคทีฟชัตเตอร์

ATtiny13 หรือ ATtiny13A

ปุ่มสวิตช์สัมผัส 2 ปุ่ม

สวิตซ์เปิด-ปิด โยกเยก

ตัวเก็บประจุ 100 nF

ตัวเก็บประจุ 4.7 ยูเอฟ

1N4148 ไดโอด

แผ่นไม้อัดชิ้นเล็ก (ประมาณ 28 มม. x 35 มม.)

ลวดไม่กี่ชิ้น (สาย UTP เป็นแหล่งสายไฟที่ดี)

แบตเตอรี่ 3V 2 ก้อน (CR2025 หรือ CR2032)

เทปฉนวน

สก๊อตเทป

กาวไซยาโนอะคริเลต

เครื่องมือ:

เครื่องตัดแนวทแยง

คีม

ไขควงปากแบน

ไขควงปากแฉกขนาดเล็ก

มีดยูทิลิตี้

สถานีบัดกรี

ประสาน

โปรแกรมเมอร์ AVR (โปรแกรมเมอร์แบบสแตนด์อโลนเช่น USBasp หรือคุณสามารถใช้ ArduinoISP)

ขั้นตอนที่ 3: แว่นตาสามมิติแบบแอคทีฟชัตเตอร์

แหล่งที่มาของแผงคริสตัลเหลวสำหรับโครงการของเราคือแว่นตา 3D TV ที่ใช้งานอยู่ สิ่งที่ฉันใช้ทำให้ฉันเสียค่าใช้จ่าย 5 เหรียญ (เป็นของมือสอง) แว่นตา Active Shutter มีไม่กี่แบบ ดังนั้นควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแว่นที่คุณใช้ปิดกั้นแสงโพลาไรซ์อย่างเหมาะสม (คุณสามารถตรวจสอบได้โดยการวางฟิลเตอร์โพลาไรซ์หรือ LCD ไว้ข้างหน้า แว่นตาจะทำงานแม้ในขณะที่ปิดแว่นตา) ระวังว่าชิ้นส่วนพลาสติกใดๆ ที่ติดกับแผงคริสตัลเหลวอาจส่งผลต่อโพลาไรซ์ของแสง แว่นตาตัวแรกที่ฉันพยายามแก้ไขไม่ได้ติดตั้งฟิลเตอร์โพลาไรซ์ด้านหน้า (ควรมี 2 อันในแต่ละแผงคริสตัลเหลวเนื่องจากสร้างคล้ายกับ LCD) และเมื่อถูกบังคับให้บล็อกแสงปรากฏเป็นสีม่วงไม่ใช่สีดำ เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในขั้นตอนสุดท้าย

โดยปกติแล้ว แว่นตา Active 3D TV จะทำงานที่ 60Hz โดยจะบังแสงทั้งสองข้างเท่าๆ กัน ตาซ้ายถูกบล็อกเป็นเวลา 8.333 มิลลิวินาที จากนั้นตาขวาจะถูกบล็อกเป็นเวลา 8.333 มิลลิวินาที จากนั้นวงจรจะวนซ้ำ ตาถูกปิดกั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับแผง LC แรงดันไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนพาเนล LC มีความสมมาตร 9.2V (แอมพลิจูดสูงสุดถึงจุดสูงสุด 18.4V)

ขั้นตอนที่ 4: การถอดประกอบแว่นตา Active Shutter 3D

ใช้ไขควงไขสกรูที่ยึดกระจกเข้าด้วยกัน อาจเป็นความคิดที่ดีที่จะป้องกันแผง LC (ฉันน่าจะทำได้ก่อนที่จะถอดสกรูออก) จากนั้นใช้มีดเอนกประสงค์ (หรือเครื่องตัดกล่อง) เพื่อตัดการเชื่อมต่อของเฟรมสองส่วน จากนั้นใช้ไขควงปากแบนแงะเปิดข้อต่อ การแงะเปิดออกอาจทำได้ยากสักหน่อย แต่น่าจะเป็นไปได้ (ระวังอย่าให้ส่วนประกอบที่เป็นแก้วเสียหาย!) หลังจากที่คุณทำงานนั้นเสร็จแล้ว ให้นำชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ออกจากแว่นตาและแผง LC ที่ถอดออกจาก PCB

ขั้นตอนที่ 5: ใส่แว่นตาเข้าด้วยกัน

บัดกรีสายไฟ 4 เส้นเข้ากับแผง LC (ต้องยาวกว่าที่แสดงในภาพเล็กน้อย) ใช้เทปฉนวนเพื่อยึดเทปบางที่มาจากแผง LC และบัดกรีเป็นสายไฟ จากนั้นใส่แผง LC กลับเข้าไปในกรอบแว่นตา ขันสกรูให้แน่น คุณสามารถใช้กาวไซยาโนอะคริเลตเพื่อเชื่อมส่วนล่างของโครงกลับ ไม่จำเป็นต้องใช้ฝาปิดแบตเตอรี่และฉันไม่ได้ใส่กลับเข้าที่

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรม ATtiny Microcontroller

เชื่อมต่อ ATtiny13 กับโปรแกรมเมอร์คนโปรด เปิดเครื่องมือ AVR dev ที่คุณชื่นชอบ แล้วเขียน glasses.hex ลงในหน่วยความจำ FLASH ของไมโครคอนโทรลเลอร์ เก็บฟิวส์บิตเริ่มต้นไว้ (H:FF, L:6A)

ฉันใช้ USBasp และ AVRDUDE ดังนั้นหลังจากเชื่อมต่อ VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI พินของ ATtiny13 กับโปรแกรมเมอร์อย่างถูกต้องแล้ว ฉันต้องใช้คำสั่งง่ายๆ เพียงคำสั่งเดียวในการอัปโหลด glasses.hex:

avrdude -c usbasp -p t13 -B 8 -U แฟลช:w:glasses.hex

ฉันสังเกตเห็นว่าบอร์ด Arduino ค่อนข้างเป็นที่นิยมใน Instructables ดังนั้นนี่คือลิงค์สำหรับบทช่วยสอนที่อธิบายวิธีแปลง Arduino เป็นโปรแกรมเมอร์ คุณสามารถข้ามขั้นตอนที่ 5 ถึง 7 ที่เกี่ยวข้องกับการรวบรวมโค้ดที่เขียนด้วยภาษา C

ขั้นตอนที่ 7: การบัดกรี

ประสานชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเข้ากับแผ่นสำเร็จรูป ในภาพของบอร์ดบัดกรี 1N4148 ไดโอดหายไปฉันต่อเข้ากับสายสีขาว - น้ำเงินในภายหลัง ต่อมาสายไฟบิดเกลียวจะเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และยึดไว้อย่างแน่นหนาด้วยเทปแยก อย่าลืมเชื่อมต่อสายแผง LC กับพิน PB0, PB1 และ PB2 ของ ATtiny13

ขั้นตอนที่ 8: การประกอบขั้นสุดท้าย

ใช้เทปแยกเพื่อแยกด้านล่างของแผ่นสำเร็จรูปออกจากตัวผู้ใช้แว่นตา ติดกรอบแว่นสำเร็จรูปด้วยเทปกาวที่คุณเลือก

ถัดไป คุณต้องแนบเซลล์ปุ่ม 2 ปุ่ม (CR2025 หรือ CR2032) เข้ากับอุปกรณ์ น่าเสียดายที่เมื่อเป็นของใหม่ แรงดันไฟฟ้าอาจเกิน 3.3V เซลล์สองเซลล์เหล่านั้นเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม ดังนั้นแม้หลังจากแรงดันไฟฟ้าตกบนไดโอด 1N4148 (น้อยกว่า 0.7V เล็กน้อย) ATtiny อาจเกินแรงดันใช้งานสูงสุดที่ 6.0V เล็กน้อย ฉันแนะนำให้ปล่อยแบตเตอรี่ใหม่ทั้งหมดเล็กน้อย ก่อนนำไปใส่ในอุปกรณ์

อุปกรณ์กินไฟประมาณ 1 mA

ขั้นตอนที่ 9: การใช้แว่นฝึกการบดเคี้ยวสลับกัน

ปุ่มที่เชื่อมต่อกับ PB3 จะเปลี่ยนความถี่ของอุปกรณ์ (2.5Hz, 5.0Hz, 7.5Hz, 10.0Hz, 12.5Hz) และปุ่มที่เชื่อมต่อกับ PB4 จะเปลี่ยนความถี่ในการปิดตาแต่ละข้าง (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). หลังจากตั้งค่าแล้ว คุณต้องรอประมาณ 10 วินาที (10 วินาทีโดยไม่แตะปุ่มใดๆ) เพื่อให้จัดเก็บไว้ใน EEPROM และโหลดหลังจากปิดเครื่อง ในการเปิดตัวอุปกรณ์ครั้งถัดไป การกดปุ่มทั้งสองพร้อมกันจะเป็นการตั้งค่าเริ่มต้น

มีอย่างน้อยหนึ่งกรณีของการกู้คืนสามมิติที่ทำได้ในขณะที่ดูเนื้อหา 3 มิติ หากคุณต้องการใช้ Alternating Occlusion Training Glasses เพื่อดูวัสดุ 3D ในขณะที่สวมแว่นตาประเภทเดียวกันอีกคู่หนึ่ง (เพิ่งยังไม่ได้ปรับแต่ง) คุณต้องติดแผ่นพลาสติกใสที่ด้านหลังของแผง LC เหมือนกับอันที่หนึ่ง รูปภาพในขั้นตอนที่ 3 (หรือคุณสามารถใช้สก๊อตเทปก็ได้) ในการกำหนดค่านั้นแว่นตาที่ไม่มีการปรับเปลี่ยนให้นั่งใกล้กับจอแสดงผลมากขึ้น หรือคุณสามารถวางแผง LC ด้านซ้ายแทนแผงด้านขวาและในทางกลับกัน ที่หมุนโพลาไรซ์ของแผง LC ให้มากขึ้นในขั้นตอนสุดท้าย อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้จะทำให้คุณไม่สามารถรับชมจอแสดงผลของคุณโดยไม่ได้สวมแว่นตาที่ไม่ได้ปรับแต่ง

ขั้นตอนที่ 10: โครงการที่คล้ายกัน

เครื่องอ่าน e-book Dichoptic: การวนซ้ำครั้งแรกของแว่นตาของฉันต้องใช้ตัวกรองโพลาไรซ์ภายนอก ฉันติดไว้ที่ด้านหน้าของแผง LC ด้านขวาเท่านั้น ซึ่งทำให้ฉันสามารถใส่ฟิลเตอร์โพลาไรซ์อื่นๆ สองสามตัวที่ด้านบนของจอแสดงผล e-paper (ซึ่งปล่อยแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์) และปิดกั้นส่วนต่างๆ ของหน้าสำหรับตาขวาทั้งหมด (ข้อความที่อยู่ด้านหลังฟิลเตอร์ตอนนี้กะพริบสำหรับตาซ้าย เนื่องจากตอนนี้แสงโพลาไรซ์แล้ว) มันบังคับให้ฉันอ่านส่วนที่ปิดด้วยตาซ้ายและรวมภาพจากตาทั้งสองข้างเข้าด้วยกัน และมีการศึกษาที่ระบุว่าการดูสิ่งที่เกี่ยวกับไดฮอปติกค่อนข้างมีประโยชน์สำหรับผู้ที่มีภาวะสายตาสั้น คุณสามารถทำสิ่งที่คล้ายกันกับจอแสดงผลอื่นๆ ที่ปล่อยแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ เช่น CRT ยังมีความหวังสำหรับเครื่องเอ็กซ์เรย์แบบเก่าที่ดี พวกมันจะมีประโยชน์อีกครั้ง!

กล้อง Cybernetic: ขออภัย โพลาไรซ์ของทีวี 3D ของฉันหมุนที่ 90 องศาจากโพลาไรซ์ของจอภาพพีซีของฉัน ฉันแก้ไขปัญหานี้โดยวางแผง LC ทางซ้ายไว้แทนแผงด้านขวา แผง LC มีตัวกรองโพลาไรซ์ 2 ตัวที่หมุนอยู่ที่ 90 องศา ดังนั้นการมองผ่านจากอีกด้านหนึ่งจะเป็นการหมุนโพลาไรซ์ของแสงที่ "ยอมรับ" โดยแผง LC ฉันยังเพิ่มแรงดันไฟขับเคลื่อนแผง LC เป็น 9V (แอมพลิจูดสูงสุดถึงจุดสูงสุด 18V) โดยใช้สะพาน H ทำให้แผง LC มีความทึบมากขึ้นในระหว่างการบดเคี้ยว นอกจากนี้ ฉันยังเพิ่มไฟ LED ที่กะพริบระหว่างการบดเคี้ยว ทำให้ตา "บอด" เพิ่มเติมและไม่ยอมให้คุ้นเคยกับความมืด เอฟเฟกต์ "ทำให้ตาบอด" จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อฉันใส่แว่นตา 3D อนากลิฟระหว่างดวงตาของฉันกับแผง LC (ฟิลเตอร์สีจะกระจายแสง) ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การดูวัสดุ 3D อาจดีสำหรับการกู้คืนสามมิติ และจอภาพพีซีของฉันไม่รองรับเทคโนโลยี 3D อื่นนอกเหนือจากอนากลิฟ ดังนั้นฉันจึงรู้สึกว่าถูกบังคับให้แนะนำ GZ3Doom (ViveDoom) ซึ่งเป็นม็อดสำหรับเกม Doom คลาสสิกในยุค 90 ช่วยให้คุณใช้แว่นตาอนากลิฟได้สองแบบ (เขียว-แดงและน้ำเงิน-เขียว) ดังนั้นคุณจึงไม่ควรใส่ฟิลเตอร์สีเดียวกันมากเกินไป

ขอให้ Icon of Sin จาก MAP30 มอบของขวัญแห่งการมองเห็นที่ถูกต้องให้กับคุณ!

(ที่จริงแล้วคุณมีแนวโน้มที่จะรักษาโรคสายตาโดยดูจากปีศาจไซเบอร์ในวิดีโอเกมมากกว่าการไปสถานศักดิ์สิทธิ์ของคริสเตียน)