Lunettes à cristaux liquides pour l'amblyopie (lunettes d'entraînement à occlusion alternée) [ATtiny13] : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Amblyopie (œil paresseux), un trouble de la vue qui affecte environ 3% de la population, généralement traité par de simples cache-œil ou des gouttes d'atropine. Malheureusement, ces méthodes de traitement bloquent l'œil plus fort pendant de longues périodes ininterrompues, ne permettant pas à deux yeux (en fait des neurones du cerveau qui traitent les informations visuelles) de travailler ensemble et de se synchroniser. Tout récemment, j'ai trouvé un article sur Wikipedia, qui détaille une forme alternative de traitement, dans laquelle des panneaux à cristaux liquides sont placés devant les yeux et et leurs occlusions sont pilotées par des circuits numériques. Les études sur cette forme de traitement sont assez prometteuses, j'ai donc décidé de « mettre à niveau » les lunettes à obturateur actif ordinaires de la télévision 3D aux lunettes d'entraînement à occlusion alternée.

EDIT: Vous pouvez trouver une nouvelle version de lunettes ici

Étape 1: Avis de non-responsabilité

L'utilisation d'un tel appareil peut provoquer des crises d'épilepsie ou d'autres effets indésirables chez une petite partie des utilisateurs de l'appareil. La construction d'un tel appareil nécessite l'utilisation d'outils modérément dangereux et peut causer des dommages ou des dommages matériels. Vous construisez et utilisez l'appareil décrit à vos risques et périls.

Néanmoins, il existe des endroits où une assistance médicale appropriée pour les personnes souffrant de troubles visuels n'est pas possible (du moins cette carte de l'OMS me l'indique). Heureusement, aujourd'hui, un appareil mobile à 100 $ a la même puissance de calcul et la même résolution d'affichage que les PC de jeu il y a 10 ans, donc je pense personnellement que les implants cybernétiques DIY seront disponibles comme forme de traitement pour de nombreuses personnes dans les pays en développement * plus tôt qu'une assistance médicale appropriée.

* certains pays postindustriels d'Amérique du Nord ont de « bons » systèmes d'assurance médicale conçus pour rendre la vie des gens misérable aussi !!!

Étape 2: Pièces et outils

Pièces et matériaux:

lunettes 3D à obturateur actif

ATtiny13 ou ATtiny13A

2 boutons de commutation tactiles

interrupteur à bascule

Condensateur 100 nF

Condensateur de 4,7 µF

1N4148 diode

petit morceau de panneau perforé (environ 28 mm x 35 mm)

quelques morceaux de fil (le câble UTP est une excellente source de fils)

2 piles 3V (CR2025 ou CR2032)

ruban isolant

ruban adhésif

colle cyanoacrylate

Outils:

coupe diagonale

pinces

tournevis plat

petit tournevis cruciforme

couteau tout usage

poste de soudure

souder

Programmeur AVR (programmeur autonome comme USBasp ou vous pouvez utiliser ArduinoISP)

Étape 3: Lunettes 3D à obturateur actif

La source des panneaux à cristaux liquides pour notre projet sont des lunettes de télévision 3D actives. Ceux que j'ai utilisés m'ont coûté 5 $ (ils étaient d'occasion). Il existe peu de types de lunettes à obturateur actif, alors assurez-vous que celles que vous utilisez bloquent correctement la lumière polarisée (vous pouvez le vérifier en plaçant un filtre polarisant ou un écran LCD devant elles, cela devrait fonctionner même lorsque les lunettes sont éteintes). Attention, tout morceau de plastique attaché aux panneaux à cristaux liquides peut influencer la polarisation de la lumière. Les premières lunettes que j'ai essayé de modifier n'avaient pas de filtre polarisant avant installé (il devrait y en avoir 2 dans chaque panneau à cristaux liquides, car elles sont construites de la même manière que les écrans LCD) et lorsqu'elles sont obligées de bloquer la lumière, elles semblaient violettes, pas noires, plus à ce sujet dans la dernière étape.

Les lunettes TV 3D actives fonctionnent normalement à 60 Hz, bloquant la lumière de manière égale pour les deux yeux. L'œil gauche est bloqué pendant 8,333 ms, puis l'œil droit est bloqué pendant 8,333 ms, puis le cycle se répète. L'œil est bloqué lorsque la tension est appliquée au panneau LC. La tension qui alimente les panneaux LC est symétrique de 9,2 V (amplitude crête à crête 18,4 V).

Étape 4: Démontage des lunettes 3D Active Shutter

Utilisez un tournevis pour retirer les vis qui maintiennent les lunettes ensemble. Ce pourrait être une bonne idée de mettre une protection sur les panneaux LC (j'aurais probablement dû le faire avant de retirer les vis). Ensuite, utilisez un couteau tout usage (ou un cutter) pour couper la jonction de deux parties d'un cadre. Utilisez ensuite un tournevis à lame plate pour ouvrir la jonction. L'ouvrir peut être un peu difficile, mais cela devrait être possible (attention à ne pas endommager les composants en verre !). Une fois cette tâche terminée, retirez les pièces électroniques des lunettes et dessoudez les panneaux LC du PCB.

Étape 5: Assembler les lunettes

Soudez 4 fils aux panneaux LC (ils doivent être un peu plus longs que ceux montrés sur la photo). Utilisez du ruban isolant pour fixer le ruban mince provenant des panneaux LC et soudé aux fils. Remettez ensuite les panneaux LC dans le cadre des lunettes, serrez les vis. Vous pouvez utiliser de la colle cyanoacrylate pour joindre les parties inférieures du cadre. Le couvercle de la batterie n'est pas nécessaire et je ne l'ai pas remis à sa place.

Étape 6: Programmation du microcontrôleur ATtiny

Connectez ATtiny13 à votre programmeur préféré, ouvrez votre outil de développement AVR préféré et écrivez glass.hex dans la mémoire FLASH du microcontrôleur. Conservez les bits de fusible par défaut (H:FF, L:6A).

J'ai utilisé USBasp et AVRDUDE, donc après avoir correctement connecté les broches VCC, GND, RESET, SCK, MISO, MOSI d'ATtiny13 au programmeur, je n'avais qu'à exécuter une simple commande pour télécharger des lunettes.hex:

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

J'ai remarqué que les cartes Arduino sont assez populaires sur Instructables, voici donc le lien pour un tutoriel, qui explique comment convertir Arduino en programmeur. Vous pouvez sauter les étapes 5 à 7 qui traitent de la compilation d'un code écrit en C.

Étape 7: Souder

Soudez tous les composants électroniques au prefboard. Sur l'image de la carte soudée, la diode 1N4148 est manquante, je l'ai attachée plus tard au fil blanc-bleu. Les fils torsadés seront ensuite connectés aux batteries et solidement maintenus en place par du ruban isolant. N'oubliez pas de connecter les fils du panneau LC aux broches PB0, PB1 et PB2 d'ATtiny13.

Étape 8: Assemblage final

Utilisez du ruban isolant pour séparer le bas du panneau préfabriqué du corps de l'utilisateur de lunettes. Fixez la monture de lunettes préfabriquées par le ruban adhésif de votre choix.

Ensuite, vous devez attacher 2 piles bouton (CR2025 ou CR2032) à l'appareil. Malheureusement lorsqu'ils sont neufs, leur tension peut dépasser 3,3V. Deux de ces cellules sont connectées en série, donc même après une chute de tension sur la diode 1N4148 (un peu moins de 0,7V), ATtiny peut légèrement dépasser sa tension de fonctionnement maximale de 6,0V. Je recommande de décharger légèrement les piles complètement neuves avant de les mettre dans l'appareil.

L'appareil consomme environ 1 mA.

Étape 9: Utilisation de lunettes de formation à l'occlusion alternée

Le bouton connecté au PB3 change la fréquence de l'appareil (2,5 Hz, 5,0 Hz, 7,5 Hz, 10,0 Hz, 12,5 Hz) et le bouton connecté au PB4 change la durée d'occlusion de chaque œil (L-10%: R-90%, L- 30%: R-70%, L-50%: R-50%, L-70%: R-30%, L-90%: R-10%). Après avoir défini les paramètres, vous devez attendre environ 10 secondes (10 secondes sans toucher à aucun bouton) pour qu'ils soient stockés dans l'EEPROM et chargés après la mise hors tension, au prochain lancement de l'appareil. Appuyez sur les deux boutons en même temps pour définir les valeurs par défaut.

Il y a au moins un cas de récupération de stéréopsie obtenu en regardant du matériel 3D. Si vous souhaitez utiliser des lunettes d'entraînement à occlusion alternée pour regarder des matériaux 3D tout en portant une autre paire de lunettes du même type (juste non modifiée), vous devez avoir attaché un morceau de plastique transparent à l'arrière de leurs panneaux LC, comme celui-ci la photo à l'étape 3 (ou vous pouvez utiliser du scotch). Dans cette configuration, les lunettes non modifiées sont plus proches de l'écran. Ou alternativement, vous pouvez mettre le panneau LC de gauche à la place d'un panneau de droite et vice versa. Cela fait tourner la polarisation des panneaux LC, plus à ce sujet dans la dernière étape. Cependant, cela vous empêchera de regarder votre écran sans lunettes non modifiées.

Étape 10: Projets similaires

Lecteur de livre électronique Dichoptic: La première itération de mes lunettes a nécessité l'utilisation d'un filtre de polarisation externe. Je ne l'ai attaché qu'à l'avant du panneau LC droit. Cela m'a permis de mettre quelques autres filtres de polarisation au-dessus de l'écran du papier électronique (qui émet une lumière non polarisée) et de bloquer complètement certaines parties de la page pour l'œil droit (le texte derrière les filtres clignote maintenant pour l'œil gauche, car la lumière est maintenant polarisée). Cela m'oblige à lire les parties bloquées avec l'œil gauche et à assembler les images des deux yeux. Et il existe des études indiquant que regarder des choses dihoptiques est très bénéfique pour les personnes atteintes d'amblyopie. Vous pouvez faire des choses similaires avec d'autres écrans qui émettent une lumière non polarisée comme les écrans cathodiques. Il y a encore de l'espoir pour les bons vieux émetteurs de rayons X, ils peuvent redevenir utiles !

Monocle cybernétique: Malheureusement, la polarisation de mon téléviseur 3D est tournée à 90 degrés par rapport à la polarisation du moniteur de mon PC. J'ai résolu ce problème en mettant le panneau LC de gauche à la place d'un panneau de droite. Les panneaux LC ont 2 filtres de polarisation tournés à 90 degrés, donc regarder à travers eux de l'autre côté fait tourner les polarisations lumineuses qui sont "acceptées" par les panneaux LC. J'ai également augmenté la tension des panneaux LC à 9V (amplitude crête à crête 18V) en utilisant un pont en H. Il rend les panneaux LC plus opaques pendant l'occlusion. J'ai également ajouté des LED qui clignotent pendant l'occlusion, « aveuglant » davantage l'œil et ne lui permettant pas de s'habituer à l'obscurité. L'effet « aveuglant » est particulièrement perceptible lorsque je mets des lunettes 3D anaglyphes entre mon œil et une dalle LC (des filtres de couleur diffusent la lumière). Comme je l'ai mentionné plus tôt, regarder des matériaux 3D peut être bon pour la récupération de stéréopsie et le moniteur de mon PC ne prend pas en charge les technologies 3D autres que l'anaglyphe, je me sens donc obligé de recommander GZ3Doom (ViveDoom), un mod pour les jeux Doom classiques des années 90. Il permet d'utiliser deux types de lunettes anaglyphes (vert-magenta et rouge-cyan), pour ne pas trop habituer ses yeux à porter les mêmes filtres de couleur.

Puisse l'Icône du Péché de MAP30 vous offrir une vue correcte !

(vous avez en fait beaucoup plus de chances de guérir un trouble de la vue en regardant des cyberdémons dans un jeu vidéo démoniaque qu'en visitant des sanctuaires chrétiens)