Óculos de cristal líquido para ambliopia (óculos de treinamento de oclusão alternada) [ATtiny13]: 10 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Ambliopia (olho preguiçoso), um distúrbio da visão que afeta aproximadamente 3% da população, geralmente tratada com simples colírio ou colírio de atropina. Infelizmente, esses métodos de tratamento obstruem o olho mais forte por longos e ininterruptos períodos de tempo, não permitindo que dois olhos (na verdade, neurônios no cérebro que processam informações visuais) trabalhem juntos e se sincronizem. Recentemente, encontrei um artigo na Wikipedia que detalha formas alternativas de tratamento, em que painéis de cristal líquido são colocados na frente dos olhos e suas oclusões são acionadas por circuitos digitais. Os estudos nesta forma de tratamento são bastante promissores, então decidi "atualizar" os óculos de obturador ativo comuns de TV 3D para óculos de treinamento de oclusão alternada.

EDIT: Você pode encontrar a versão mais recente dos óculos aqui

Etapa 1: isenção de responsabilidade

O uso de tal dispositivo pode causar ataques epilépticos ou outros efeitos adversos em uma pequena parte dos usuários do dispositivo. A construção de tal dispositivo requer o uso de ferramentas moderadamente perigosas e pode causar danos ou danos à propriedade. Você constrói e usa o dispositivo descrito por sua própria conta e risco.

No entanto, existem locais onde não é possível o atendimento médico adequado para pessoas com distúrbios visuais (pelo menos este mapa da OMS me diz isso). Felizmente, hoje o dispositivo móvel de US $ 100 tem o mesmo poder de computação e resolução de tela que o gaming PC tinha 10 anos atrás, então, pessoalmente, acredito que implantes cibernéticos DIY estarão disponíveis como uma forma de tratamento para muitas pessoas em países em desenvolvimento * antes da assistência médica adequada.

* alguns condados pós-industriais na América do Norte têm alguns “excelentes” sistemas de seguro médico projetados para tornar a vida das pessoas miserável também !!!

Etapa 2: Peças e Ferramentas

Peças e materiais:

óculos 3D com obturador ativo

ATtiny13 ou ATtiny13A

2 botões de interruptor tátil

interruptor de balancim ON-OFF

Capacitor 100 nF

4,7 uF capacitor

Diodo 1N4148

pequeno pedaço de perfboard (cerca de 28 mm x 35 mm)

poucos pedaços de fio (o cabo UTP é uma ótima fonte de fios)

2 baterias de 3 V (CR2025 ou CR2032)

fita isolante

fita adesiva

cola de cianoacrilato

Ferramentas:

cortador diagonal

alicate

chave de fenda plana

chave de fenda phillips pequena

faca utilitária

estação de solda

solda

Programador AVR (programador autônomo como USBasp ou você pode usar ArduinoISP)

Etapa 3: óculos 3D com obturador ativo

A fonte de painéis de cristal líquido para o nosso projeto são óculos de TV 3D ativos. Os que usei me custaram US $ 5 (eram usados). Existem poucos tipos de óculos com obturador ativo, então certifique-se de que aqueles que você usa estão bloqueando a luz polarizada corretamente (você pode verificar colocando um filtro polarizador ou LCD na frente deles, ele deve funcionar mesmo quando os óculos estão DESLIGADOS). Esteja ciente de que qualquer pedaço de plástico preso aos painéis de cristal líquido pode influenciar a polarização da luz. Os primeiros óculos que tentei modificar não tinham filtro polarizador frontal instalado neles (deve haver 2 deles em cada painel de cristal líquido, pois eles são construídos de forma semelhante aos LCDs) e quando forçados a bloquear a luz, eles pareciam roxos, não pretos, mais sobre isso na última etapa.

Os óculos 3D ativos para TV normalmente operam a 60 Hz, bloqueando a luz igualmente para ambos os olhos. O olho esquerdo é bloqueado por 8,333 ms, e o olho direito é bloqueado por 8,333 ms, então o ciclo se repete. O olho é bloqueado quando a tensão é aplicada ao painel LC. A tensão que impulsiona os painéis LC é 9,2 V simétrica (amplitude pico a pico 18,4 V).

Etapa 4: desmontagem dos óculos 3D de obturador ativo

Use uma chave de fenda para remover todos os parafusos que prendem os vidros. Pode ser uma boa ideia colocar alguma proteção sobre os painéis LC (eu provavelmente deveria ter feito isso antes de remover os parafusos). Em seguida, use uma faca (ou cortador de caixa) para cortar a junção de duas partes de uma moldura. Em seguida, use uma chave de fenda de ponta chata para abrir a junção. Pode ser um pouco difícil abri-lo, mas deve ser possível (tome cuidado para não danificar os componentes de vidro!). Depois de concluir essa tarefa, remova as peças eletrônicas dos vidros e desolder os painéis LC do PCB.

Etapa 5: juntando os óculos

Solde 4 fios nos painéis LC (eles precisam ser um pouco mais longos que os mostrados na foto). Use fita isolante para proteger a fita fina que vem dos painéis LC e é soldada aos fios. Em seguida, coloque os painéis LC de volta na armação dos óculos e aperte os parafusos. Você pode usar cola de cianoacrilato para unir as partes inferiores da moldura. A tampa da bateria não é necessária e não a coloquei de volta no lugar.

Etapa 6: Programação do microcontrolador ATtiny

Conecte ATtiny13 ao seu programador favorito, abra sua ferramenta de desenvolvimento AVR favorita e grave glasses.hex na memória FLASH do microcontrolador. Mantenha os bits do fusível padrão (H: FF, L: 6A).

Eu usei USBasp e AVRDUDE, então depois de conectar corretamente os pinos VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI de ATtiny13 ao programador, eu só precisei executar um comando simples para fazer upload de óculos.hex:

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

Eu percebi que as placas Arduino são bastante populares no Instructables, então aqui está o link para um tutorial que explica como converter o Arduino em um programador. Você pode pular as etapas 5 a 7 que tratam da compilação de um código escrito em C.

Etapa 7: Solda

Solde todos os componentes eletrônicos no pré-cartão. Na imagem da placa soldada o diodo 1N4148 está faltando, eu o conectei depois ao fio branco-azul. Os fios trançados serão posteriormente conectados às baterias e presos com segurança no lugar por uma fita isolante. Não se esqueça de conectar os fios do painel LC aos pinos PB0, PB1 e PB2 do ATtiny13.

Etapa 8: Montagem final

Use fita isolante para separar o lado inferior do pré-cartão do corpo do usuário de óculos. Prenda a armação dos óculos pré-embarque com fita adesiva de sua escolha.

Em seguida, você precisa conectar 2 células-botão (CR2025 ou CR2032) ao dispositivo. Infelizmente, quando são novos, sua tensão pode exceder 3,3V. Duas dessas células são conectadas em série, portanto, mesmo após uma queda de tensão no diodo 1N4148 (pouco menos de 0,7 V), ATtiny pode exceder ligeiramente sua tensão máxima de operação de 6,0 V. Eu recomendo descarregar baterias completamente novas um pouco, antes de colocá-las no dispositivo.

O dispositivo consome aproximadamente 1 mA.

Etapa 9: uso de óculos de treinamento de oclusão alternados

O botão conectado ao PB3 muda a frequência dos dispositivos (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz) e o botão conectado ao PB4 muda o tempo de oclusão de cada olho (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Depois de definir as configurações, você precisa esperar cerca de 10 segundos (10 segundos sem tocar em nenhum botão) para que sejam armazenados na EEPROM e carregados após desligar, na próxima inicialização do dispositivo. Pressionar os dois botões ao mesmo tempo define os valores padrão.

Há pelo menos um caso de recuperação de estereopsia obtida durante a visualização de material 3D. Se você quiser usar óculos de treinamento de oclusão alternada para assistir a materiais 3D enquanto usa outro par do mesmo tipo de óculos (apenas não modificado), você precisa anexar um pedaço de plástico transparente na parte de trás de seus painéis LC, como aqueles a foto na Etapa 3 (ou você pode usar fita adesiva). Nessa configuração, os óculos não modificados ficam mais perto da exibição. Ou, alternativamente, você pode colocar o painel esquerdo do LC no lugar do direito e vice-versa. Isso gira a polarização dos painéis LC, mais sobre isso na última etapa. No entanto, isso o tornará incapaz de assistir a sua tela sem os óculos não modificados.

Etapa 10: Projetos semelhantes

Leitor de e-book Dichoptic: A primeira iteração dos meus óculos exigiu o uso de filtro de polarização externo. Eu o conectei apenas à frente do painel LC direito. Isso me permitiu colocar alguns outros filtros de polarização no topo da tela do e-paper (que emite luz não polarizada) e bloquear partes da página para o olho direito completamente (o texto atrás dos filtros agora está piscando para o olho esquerdo, pois a luz agora está polarizada). Isso me força a ler as partes bloqueadas com o olho esquerdo e a juntar imagens de ambos os olhos. E há estudos afirmando que olhar para coisas diópticas é bastante benéfico para pessoas com ambliopia. Você pode fazer coisas semelhantes com outros monitores que emitem luz não polarizada como CRTs. Ainda há esperança para os bons e velhos emissores de Raios-X, eles podem ser úteis mais uma vez!

Monóculo cibernético: Infelizmente, a polarização da minha TV 3D é girada em 90 graus em relação à polarização do monitor do meu PC. Resolvi esse problema colocando o painel esquerdo do LC no lugar do direito. Os painéis LC têm 2 filtros de polarização girados a 90 graus, portanto, olhar através deles do outro lado gira as polarizações de luz que são “aceitas” pelos painéis LC. Também aumentei a tensão de acionamento dos painéis LC para 9 V (amplitude pico a pico de 18 V) usando a ponte H. Isso torna os painéis LC mais opacos durante a oclusão. Também adicionei LEDs que piscam durante a oclusão, “cegando” ainda mais o olho e não permitindo que ele se acostume com a escuridão. O efeito “ofuscante” é particularmente perceptível quando coloco óculos 3D anáglifos entre meu olho e um painel LC (filtros de cor difundem a luz). Como mencionei antes, assistir a materiais 3D pode ser bom para a recuperação de estereopsia e o monitor do meu PC não suporta tecnologias 3D além do anáglifo, então me sinto forçado a recomendar GZ3Doom (ViveDoom), um mod para jogos Doom clássicos dos anos 90. Ele permite que você use dois tipos de óculos anáglifos (verde-magenta e vermelho-ciano), para que você não acostume muito seus olhos a usar os mesmos filtros de cor.

Que o Ícone do Pecado do MAP30 lhe conceda o dom da visão adequada!

(na verdade, você tem muito mais probabilidade de curar um distúrbio da visão olhando para ciberdemônios em um videogame demoníaco do que visitando santuários cristãos)