Naizmjenično isključujući dihoptički modifikator stereoskopskog prijenosa 32 [STM32F103C8T6+STMAV340 VGA Superimposer]: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Neko sam vrijeme radio na nasljedniku izvornog AODMoST -a. Novi uređaj koristi brži i bolji 32-bitni mikrokontroler i brži analogni video prekidač. Omogućuje AODMoST -u 32 rad s većim rezolucijama i implementaciju novih funkcionalnosti. Uređaj se sada može napajati i 5V naponom USB -a.

Najveća nova značajka je implementacija jednostavne maske sa uzorkom za jedno oko i maske s obrnutim uzorkom za drugo, slična onoj predstavljenoj u ovom članku: Gledanje filma u Dichoptiju liječi ambliopiju u djetinjstvu. Postoji i više mogućnosti prilagodbe oblika, položaja i stalne randomizacije tih parametara.

Trebao bih istaknuti da nisam implementirao sve ideje koje sam imao, a firmver se može dalje razvijati. Ali pretpostavljam da zbog društveno -ekonomskih problema u dogledno vrijeme neću moći raditi na ovom projektu, pa ga objavljujem kakav jest. Firmware sada može raditi s 3D sadržajem u formatima Top - Bottom i Side by Side, a testiran je na PC -u opremljenom Nvidia GPU -om i Xbox 360.

2020-11-26 AŽURIRANJE: Konačno sam uspio stvoriti MODE 3: BESPLATNI PLETAJUĆI OBJEKTI. Uključen je u verziju 1.00 firmvera. Ovaj novi softver sadrži i nekoliko malih prilagodbi, na primjer sada svi načini imaju zasebne postavke Oblik, Maska i Nasumična snimka koje se spremaju kad je uređaj isključen. Zadržat ću starije datoteke (od verzije 0.50 firmvera, kada u nazivu datoteke nema podataka o verziji, znači da je to ovaj stari firmver) u slučaju da je verzija 1.00 nekako neispravna.

Izvorni kod, shemu, PCB, korisnički priručnik itd. Za ovaj projekt možete preuzeti ovdje:

aodmost_32_all_files_1.00.zip

aodmost_32_all_files.zip

Pribor:

Dijelovi i materijali:

• STM32F103C8T6 mikrokontroler (LQFP-48)
• 74AC00 quad NAND vrata (SOIC-14, uski 3,9 mm)
• STMAV340 analogni video prekidač (TSSOP-16)
• LM1117-3.3 regulator napona (TO-263)
• 3x BC817 tranzistor (SOT-23)
• 3x bijela LED dioda 3 mm
• 2x raspršena žuta LED dioda od 3 mm
• difuzna crvena LED dioda od 3 mm
• 2x difuzno plava LED dioda od 3 mm
• raspršena zelena LED dioda od 3 mm
• Kristal 8 MHz (HC49-4H)
• mikro USB ženski priključak tipa B (imajte na umu da ih ima mnogo vrsta, a neki možda nisu kompatibilni s rupama u dizajnu PCB -a, možete potpuno preskočiti USB jer se USB koristi samo kao napajanje od 5 V)
• 2x D-SUB ženski VGA konektor s 15 pinova pod pravim kutom (imajte na umu da postoji mnogo vrsta, a trebate dužu verziju sa iglama koje će izbušiti rupe na PCB-u)
• 2 pin 2,54 mm ravno muško zaglavlje
• 3 pin 2,54 mm ravno muško zaglavlje
• 11x 6x6 mm taktilni prekidači SMD/SMT
• 2x 10 uF 16V kućište A 1206 tantalni kondenzator
• 10x 100 nF 0805 kondenzator
• 2x 15 pF 1206 kondenzator
• 3x 1k ohm trimpot 6 mm
• 3x 10k 1206 otpornik
• 4x 4k7 1206 otpornik
• 3x 2k7 1206 otpornik
• 2x 1k 1206 otpornik
• 3x 470 ohm 1206 otpornik
• 3x 75 ohm 1206 otpornik
• 3x 10 ohm 1206 otpornik
• dvostrano obložena bakrena ploča (najmanje 79,375x96,901 mm)
• nekoliko komada bakrene žice (pogotovo nešto s malim promjerom poput 0,07 mm moglo bi biti korisno ako namjeravate popraviti prekinutu stazu pored vodova mikrokontrolera LQFP)

Alati:

• dijagonalni rezač
• kliješta
• odvijač s ravnim lopaticama
• pinceta
• pomoćni nož
• datoteka
• središnji udarac
• čekić
• mala igla
• Suhi/vlažni brusni papir od 1000 zrna
• papirnati ručnici
• pila ili drugi alat koji može rezati PCB
• Svrdlo 4x 0,8 mm
• Burgija od 1 mm
• Bušilica od 3 mm
• bušilica ili rotacijski alat
• natrijev persulfat
• plastični spremnik i plastični alat koji se može koristiti za vađenje PCB -a iz otopine za jetkanje
• smeđa traka za pakiranje
• izolacijska traka
• multimetar
• lemna stanica
• stožasti vrh za lemljenje sa finim vrhom
• dlijeto vrh za lemljenje
• lem
• lemni tok (koristio sam razred RMA, fluks gel namijenjen za montažu i popravke SMT -a, došao u štrcaljki od 1,4 cm^3)
• žica za lemljenje
• laserski printer
• Svjetlucavi papir
• pegla za odjeću
• sredstvo za čišćenje kreme
• aceton
• alkohol za trljanje
• stalni proizvođač
• ST-LINK/V2 (ili njegov klon) + kabeli koji ga mogu spojiti na softver AODMoST 32 + koji može koristiti programer

Korak 1: Odricanje od odgovornosti

Korištenje takvog uređaja može uzrokovati epileptičke napade ili druge štetne učinke kod malog dijela korisnika uređaja. Izgradnja takvog uređaja zahtijeva uporabu umjereno opasnih alata i može uzrokovati štetu ili oštećenje imovine. Opisani uređaj izrađujete i koristite na vlastitu odgovornost

Korak 2: Izrada PCB -a metodom prijenosa tonera

Morate ispisati zrcalnu sliku F. Cu (prednja strana) i normalnu sliku B. Cu (stražnju stranu) na sjajnom papiru pomoću laserskog pisača (bez uključenih postavki uštede tonera). Vanjske dimenzije ispisanih slika trebale bi biti 79.375x96.901mm (ili što je moguće bliže). Izrežite PCB na veličinu ispisane slike, možete dodati nekoliko mm sa svake strane PCB -a ako želite. Ja osobno to volim raditi tako da pomoćnim nožem napravim duboki red po cijeloj dužini laminata (morate nekoliko puta rezati po cijeloj dužini), a zatim ponoviti postupak s druge strane. Kad su redovi dovoljno duboki, cijeli se laminat lako prepolovi. Postupak lomljenja laminata morate izvršiti dva puta, jer morate imati odgovarajuću duljinu i širinu rezultirajućeg komada. Manji komadi laminata mogu se odlomiti pomoću kliješta (pazite da ne ogrebete bakar previše, upotrijebite zaštitni sloj papira, na primjer između kliješta i PCB -a). Sada biste datotekom trebali zagladiti rubove rezultirajućeg komada ploče.

Zatim ćete morati očistiti bakrene slojeve navlaženim finim brusnim papirom, a zatim ukloniti čestice koje su ostale brusnim papirom sredstvom za čišćenje kreme (možete koristiti i tekućinu za pranje posuđa ili sapun). Zatim ga očistite alkoholom. Nakon toga trebate biti vrlo oprezni da ne dodirnete bakar prstima.

Sada je vrijeme da izrežete plahtu sa zrcalnom slikom F. Cu -a na prikladniju veličinu (ostavite nekoliko cm oko vanjskog pravokutnika) i stavite je na peglu za odjeću (toner gore). Željezo možete držati između bedara, ali budite vrlo oprezni da grijaća ploča bude stalno gore i da ništa ne dodiruje. Zatim postavite PCB na sjajni papir (toner očisti bočne strane) i uključite glačalo (upotrijebite punu snagu). Nakon kratkog vremena papir bi se trebao zalijepiti za PCB. Možete koristiti komad tkanine ili ručnik da gurnete ploču uz papir i pomaknete papir koji se malo zalijepio za PCB. Pričekajte barem nekoliko minuta dok papir ne promijeni boju u žutu. Nažalost, morate odrediti pravo vrijeme za eksperimentalni prekid procesa prijenosa, pa u slučaju da je slika na bakru jako loše kvalitete, morat ćete očistiti toner acetonom, pijeskom i daskom za pranje te započeti cijeli proces od početka.

Kad mislite da je prijenos tonera završen, stavite PCB s papirom u vodu (možete dodati sredstvo za čišćenje kreme ili tekućinu za pranje) na 20 minuta. Zatim trljajte papir s PCB -a. Ako se toner nije zalijepio za bakar, upotrijebite trajni marker za zamjenu tonera.

Sada morate udarcima označiti središta četiri prazna mjesta u uglovima PCB -a. Kasnije će se ti centri izbušiti, a rezultirajuće rupe koristiti za poravnavanje obje strane PCB -a.

Zatim morate stražnju stranu laminata prekriti smeđom trakom za pakiranje. Pomiješajte svježu vodu s natrijevim persulfatom i stavite PCB u otopinu za jetkanje. Otopinu pokušajte držati na 40 ° C. Na radijator ili neki drugi izvor topline možete staviti plastičnu posudu. Povremeno miješajte otopinu u spremniku. Pričekajte da se nepokriveni bakar potpuno otopi. Kad je gotovo, uklonite PCB iz otopine i isperite je u vodi. Odlijepite traku za pakiranje. Uklonite toner acetonom (sredstvo za uklanjanje laka za nokte mora ga sadržavati prilično). U ovom trenutku možete početi uklanjati sve kratke spojeve pomoću pomoćnog noža.

Sada izbušite četiri rupe za poravnavanje pomoću svrdla od 0,8 mm. Zatim izbušite odgovarajuće rupe kroz papir s likom B. Cu istom bušilicom od 0,8 mm. Kad to učinite, izbrusite i očistite stražnju stranu PCB -a. Zatim stavite ploču na ravnu površinu (odozgo očišćeni bakar), prekrijte je sjajnim papirom na kojem se nalazi slika B. Cu (toner je dolje) i stavite četiri svrdla od 0,8 mm u rupe (okrugli dio prema dolje), kako bi papir i laminat poravnat. Sada biste trebali nakratko lagano dodirnuti papir vrhom pegle za vruću odjeću, tako da se papir i PCB zalijepe jedan za drugi. Zatim uklonite bušilice, stavite peglu između bedara i stavite papir s laminatom na vrh glačala te ponovite postupak prenošenja tonera. Kasnije namočite papir u vodu kako biste ga uklonili i zamijenili preostali toner trajnim markerom.

Sada morate prekriti prednju stranu PCB -a ljepljivom trakom, kao i stražnju stranu oko već izbušenih rupa. Zatim nagrižite stražnju stranu na isti način kao i prednju stranu, odlijepite traku, uklonite toner i počnite tražiti kratke spojeve.

Također morate izbušiti ostale rupe na PCB -u. Postoje četiri rupe od 3 mm za montažu VGA konektora. Rupe od 1 mm koriste se za ostale VGA rupe, trimpote, zaglavlja iglica i vijase pored mikro USB -a (ako ne namjeravate koristiti USB, ovdje možete lemiti druge 5V priključke za napajanje). Sve ostale rupe mogu se napraviti bušilicom od 0,8 mm.

Korak 3: Lemljenje elektroničkih komponenti

Možete početi tako što ćete sav bakar prekriti lemljenjem (upotrijebite vrh dlijeta i izvedite radnju na površini već prekrivenoj fluksom). Ako je nakon ove operacije na nekim mjestima prisutna prevelika količina lema, uklonite ga žicom za lemljenje. Ako su neki tragovi otopljeni u otopini za jetkanje, zamijenite ih tankim žicama. Tada možete početi lemiti druge komponente, iako vam preporučujem da ćete čekati s velikim i glomaznim stvarima oko mjesta za MCU do kraja. Pri električnim priključcima koristite pristojnu količinu fluksa.

MCU u pakiranju LQFP-48 je najteže lemiti. Počnite tako da ga poravnate, lemljenjem samo jednog odvoda blizu vrha pakiranja, a zatim još jednog odvoda na suprotnoj strani, kako biste MCU učvrstili u svom položaju. Zatim prekrijte redove ili odvode u toku i nježno ih zalijepite vrhom dlijeta do bakrenih tračnica. Pazite da ne savijete vodiče unatrag. Ako to učinite, možete pokušati gurnuti nizove igala i gurnuti iglu. Ili ako se toga zaista bojite, postavite iglu tamo čak i prije nego što počnete lemiti. Kontrolirajte da nema kratkih spojeva i da se vode električni spojevi, jednostavan multimetar s ispitivačem kontinuiteta trebao bi biti primjeren (mogao bi uništiti integrirani krug, ali je testiranje preživjelo moje). Ako ste napravili neki kratki spoj, postavite žicu za lemljenje na nju i počnite zagrijavati. Ako su bakrene tračnice na PCB -u oštećene, zamijenite ih vrlo tankom žicom. Moguće je lemiti žicu izravno na vodiče LQFP-a s konusnim vrhom s finim vrhom. Učinio sam to nekoliko puta, uglavnom zato što sam oštetio tragove pri odlemljivanju MCU -a, što je bilo izvan svake nade nakon prvog pokušaja lemljenja (to se može učiniti ubadanjem igala iglom). Iskreno se nadam da ćete prvi put uspjeti.

Ostali IC -ovi su slični i trebali bi biti lemljeni na isti način, ali imaju manju količinu većih vodiča, pa ne bi trebali predstavljati veliki izazov. LM1117 ima veliki jezičak koji bi trebao biti lemljen na bakar, ali teško ga je pravilno zagrijati običnim lemilicom, pa ako se zalijepi za PCB i pokrije stranice s određenom količinom lemljenja, to bi trebalo biti dovoljno.

Neke THT komponente potrebno je lemiti s obje strane ploče. U slučaju trimpota i LED dioda, to je prilično ravno. Prilikom lemljenja zaglavlja igle, gurnite plastiku više gore nego što bi trebalo biti prije ove operacije, zatim zalemite sve pinove s obje strane, a zatim gurnite plastiku natrag u izvorni položaj. Prilikom lemljenja kvarcnog kristala, prvo ga postavite više gore nego što je potrebno, lemite žice s obje strane, a zatim dok ih zagrijavate s donje strane, gurnite kristal niže. Imajte na umu da sam također omotao kristalno kućište u žicu, a zatim lemio žicu na tlo (veliko bakreno punjenje lijevo i ispod kristala). Prije lemljenja dijelova VGA konektora koji ulaze u rupe od 3 mm, lemio sam neke žice na bakar s obje strane kako bih se uvjerio da su oba sloja bakra spojena, pa sam tek onda lemio zaštitne kabele. Vias se može napraviti postavljanjem veće žice unutar rupe (na primjer neiskorištene duljine komponente THT komponente), lemljenjem s obje strane PCB -a, a zatim izrezivanjem nepotrebnog dijela.

Za lemljenje USB konektora možete koristiti konusni vrh s finim vrhom za male vodiče.

Kad mislite da ste sve zalemili, trebali biste još jednom provjeriti nema li kratkih spojeva ili loših veza.

Korak 4: Programiranje STM32 mikrokontrolera

Za razvoj AODMoST 32 firmvera koristio sam System Workbench za STM32 (verzija za Linux), koji koristi OpenOCD za programiranje mikrokontrolera. Možete pronaći detaljne upute o tome kako uvesti ovaj projekt u SW4STM32 unutar datoteke sw4stm32_configuration_1.00.pdf.

Alternativno, možete koristiti ST-LINK Utility (STSW-LINK004). Testirao sam Windows verziju i dobro je radila s aodmost_32_1.00.bin

Koristio sam jeftin klon ST-LINK/V2 kao svoj programer, što nije idealno, ali je uspjelo. Za programiranje MCU-a trebao sam napajati AODMoST 32 s USB priključka i spojiti 3 kratkospojna kabela s 2,54 mm ženskim konektorima na programator s jedne strane i SW-DP priključak AODMoST 32 s druge strane. Morate spojiti GND, SWCLK i SWDIO. Prilikom programiranja provjerite je li softver postavljen za resetiranje softverskog sustava.

aodmost_32_1.00.bin i aodmost_32_1.00.elf datoteke potrebne za programiranje MCU -a nalaze se unutar arhive aodmost_32_all_files_1.00.zip.

Flash memorija MCU -a trebala bi biti prazna prije programiranja, inače bi neki stari podaci koji su ostali u posljednjih 4 kB mogli ometati spremanje i učitavanje postavki.

Korak 5: Upotreba AODMoST -a 32

Sada možete spojiti svoju grafičku karticu ili konzolu za videoigre na VGA IN, spojiti 3D zaslon na VGA OUT i napajanje od 5 V na mikro USB. Kad se AODMoST 32 napaja, čeka video signal (i otkrivanje polarizacije impulsa sinkronizacije). To je signalizirano crvenom LED -om NE SIGNALA koja svijetli. Također plave LED diode trebaju biti stalno uključene. Ako trepere, to znači da nešto nije u redu s 8MHz HSE kristalom. Za to vrijeme možete pritisnuti gumbe kako biste provjerili jesu li ispravno spojeni. Ako se pritisne barem jedna tipka, svijetle žute LED diode. Kad se pritisnu dva ili više gumba, svijetle i bijele LED diode. Kad se detektira video signal, započinje niz pokretanja. Sastoji se od toga da se svaka druga LED u nizu svijetli (0b10101010) tijekom 300 ms, a zatim se uključuju još četiri LED diode u trajanju od 300 ms (0b01010101). Gotovo je, tako da možete provjeriti jesu li LED diode ispravno spojene na MCU.

Uređaj ima 4 načina rada. Prema zadanim postavkama započinje u NAČINU 0: VIDEO PROLAZ. Tu je i NAČIN 1: VRH - DNO, NAČIN 2: BOČNO PO STRANICI i NAČIN 3: BESPLATNI PLIVAJUĆI OBJEKTI. Postoji 6 stranica postavki. Oni s brojevima 0 i 3 sadrže postavke učestalosti/razdoblja, stope začepljenja, uključenih/isključenih objekata i slično. Stranice 1 i 4 sadrže postavke položaja, dok stranice 2 i 5 sadrže postavke veličine. Pritiskom na tipke MODE + PAGE vraćate zadane postavke u svim načinima rada. Postoje i opcije za promjenu oblika objekta, uvođenje uzorka maske i nasumično odabiranje nekih postavki. Više o konfiguriranju AODMoST 32 možete pročitati u priručniku_1.00.pdf

Jedan od mogućih izvora 3D sadržaja u formatu Top - Bottom ili Side By Side su računalne igre. Ako koristite video karticu GeForce, mnoge igre s ovog popisa mogu se izmijeniti za ispis u kompatibilnom formatu. U osnovi, morate koristiti modove/popravke temeljene na 3DMigotu, koji vam omogućuju izlaz SBS/TB 3D -a na bilo koji zaslon nakon dekommentiranja "run = CustomShader3DVision2SBS" u "d3dx.ini" mod/fix konfiguracijskoj datoteci. Za dobru kvalitetu slike također morate onemogućiti 3D Vision Discover nijansu u upravljačkim programima NVIDIA. Morate promijeniti “StereoAnaglyphType” na “0” u “HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \”. Više o ovome možete pročitati ovdje.

U novim verzijama upravljačkih programa Nvidia morate zaključati ključ registra. Za otvaranje uređivača registra pritisnite WIN+R, zatim upišite regedit i pritisnite ENTER. Za zaključavanje ključa potrebno je da desnom tipkom miša kliknete na njega, odaberete Dopuštenja, Napredno, Onemogući nasljeđivanje, potvrdite onemogućavanje nasljeđivanja, vratite se u prozor Dopuštenja i na kraju označite okvire Odbij za sve korisnike i grupe koje možete označiti i potvrditi kliknite gumb U redu. Imajte na umu da bi moglo biti potrebno promijeniti vrijednosti "LeftAnaglyphFilter" "RightAnaglyphFilter". Ako želite unijeti bilo kakve promjene, morate otključati ključ registra otključavanjem tih okvira za odbijanje ili omogućavanjem nasljeđivanja. Ako imate problema s omogućavanjem 3D Visiona, jer se čarobnjak za postavljanje na upravljačkoj ploči NVIDIA ruši, morate promijeniti "StereoVisionConfirmed" u "1" u "HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \"”. To će omogućiti 3D Vision u načinu otkrivanja. Nažalost, Nvidia je prestala podržavati 3D Vision, pa je najnovija verzija upravljačkog programa koja se može koristiti 425.31, ali ako zaista želite koristiti noviju verziju, možete isprobati ovo.

Postoje i drugi načini za dobivanje 3D igara. Možete isprobati SuperDepth3D, ReShade shader nakon obrade. GZ3Doom (ViveDoom) izvorno podržava 3D i može se igrati bez posebnog softvera. Windows verzije Rise of the Tomb Raider i Shadow of the Tomb Raider imaju izvornu podršku za Side by Side 3D.

Alternativno, možete koristiti i Xbox 360 koji podržava VGA izlaz i ima nekoliko igara koje podržavaju 3D na vrhu - Botom ili Side by Side. Ovdje možete pronaći popis Xbox 360 igara koje podržavaju 3D (iako postoje neke pogreške na ovom popisu, na primjer kopija Halo: Combat Evolved Anniversary koju sam testirao ne podržava Top-Bottom, niti SBS).

Naravno, filmove možete pronaći i u formatu Top - Bottom ili Side By Side i reproducirati ih na velikom broju hardvera.

U galeriji možete pronaći sljedeće igre:

• Avatar Jamesa Camerona: Igra, SBS, Xbox 360
• Gears of War 3, SBS, Xbox 360
• Vještica 3: Divlji lov, TB, računalo
• Rise of the Tomb Raider, SBS (uređaj je postavljen na MODE 3: BESPLATNI PLIVAJUĆI OBJEKTI), PC

Korak 6: Pregled dizajna

VGA signal ima 3 komponente boje: crvenu, zelenu i plavu. Svaki od njih se šalje zasebnom žicom, s intenzitetom boje komponente kodiranom na naponskoj razini koja može varirati između 0V i 0.7V. AODMoST 32 crta objekte (prekrivanje) zamjenom signala u boji koji generira video kartica s naponom koji osiguravaju tranzistori Q1-Q3 u konfiguraciji emitera sljedbenika, koji pretvaraju impedanciju napona na 2k7 otporniku-1k trimpot naponskom razdjelniku. Prebacivanje signala vrši se pomoću analognog multipleksera/demultipleksera STMAV340.

Vrijeme ovog uključivanja održava se pomoću naprednog upravljačkog mjerača vremena (TIM1) MCU-a, koji koristi sva četiri svoja registra usporedbe za pogon izlaza. Stanje tih izlaza zatim se obrađuje putem 3 brza NAND vrata. Radi ovako: HSync mjerači pulsa za poništavanje brojača. Usporedi 1 Kontrole registra kada treba početi crtati prvi objekt u liniji, Usporedi 2 Registriraj kada ga zaustaviti. Usporedite 3 kontrole u registru kada početi crtati drugi objekt u retku, u usporedbi 4 registrirajte kada je potrebno zaustaviti. Kada je potreban treći objekt, ponovno se koriste registri za usporedbu 1 i 2. NAND vrata su spojena na takav način da šalju signal multiplekseru koji zamjenjuje izvorni video, kada mu par kanala Usporedi kaže da je crtanje objekta započelo, ali još nije dovršeno.

Horizontalni i vertikalni sinkronizacijski impulsi razlikuju se u naponskoj razini između 0V i 5V, a žice koje ih nose izravno su spojene na prekidne pinove tolerantne na 5V STM32F103C8T6 konfigurirane kao ulazi visoke impedance.

Uređaj troši približno 75 mA.