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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Već neko vrijeme radim na nasljedniku originalnog AODMoST -a. Novi uređaj koristi brži i bolji 32-bitni mikrokontroler i brži analogni video prekidač. Omogućava AODMoST -u 32 da radi s većim rezolucijama i implementira nove funkcionalnosti. Uređaj se sada može napajati i pomoću 5V napona USB -a.

Najveća nova značajka je implementacija jednostavne maske sa uzorkom za jedno oko i obrnuto uzorkovane maske za drugo oko, slične onoj predstavljenoj u ovom članku: Gledanje filma u Dichoptiu liječi dječju ambliopiju. Postoji i više mogućnosti prilagođavanja oblika, položaja i stalne randomizacije tih parametara.

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

2020-11-26 AŽURIRANJE: Konačno sam uspio stvoriti MODE 3: BESPLATNI PLIVAJUĆI OBJEKTI. Uključen je u verziju 1.00 firmvera. Ovaj novi softver sadrži i nekoliko malih prilagodbi, na primjer sada svi načini rada imaju zasebne postavke Oblik, Maska i Nasumična snimanja koja se spremaju kada je uređaj isključen. Zadržat ću starije datoteke (od verzije 0.50 firmvera, kada u nazivu datoteke nema podataka o verziji, znači da je ovo 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

Potrošni materijal:

Dijelovi i materijali:

• STM32F103C8T6 mikrokontroler (LQFP-48)
• 74AC00 quad NAND kapija (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
• difuzna zelena LED dioda od 3 mm
• Kristal 8 MHz (HC49-4H)
• mikro USB ženski konektor tipa B (imajte na umu da ih ima mnogo, 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 sa 15 pinova pod pravim uglom (imajte na umu da postoji mnogo tipova i potrebna vam je duža verzija sa pinovima koji će izbušiti rupe na štampanoj ploči)
• 2 pin 2,54 mm ravno muško zaglavlje
• 3 -pinski 2,54 mm ravni muški pin zaglavlje
• 11x 6x6mm 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 6mm
• 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 (posebno 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
• ravni odvijač
• pinceta
• pomoćni nož
• datoteku
• centar bušenje
• čekić
• mala igla
• Suvi/vlažni brusni papir od 1000 peska
• papirni ubrusi
• pila ili drugi alat koji može rezati PCB
• Svrdlo 4x 0,8 mm
• Burgija od 1 mm
• Bušilica od 3 mm
• bušilica ili rotirajući alat
• natrijum 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
• konusni vrh za lemljenje sa finim vrhom
• dlijeto vrh za lemljenje
• lemljenje
• lemni fluks (koristio sam RMA klasu, fluks gel namijenjen za SMT montažu i popravke, koji je došao u štrcaljki od 1,4 cm^3)
• žica za lemljenje
• laserski štampač
• sjajni papir
• pegla za odeću
• sredstvo za čišćenje kreme
• aceton
• alkohol za trljanje
• stalni proizvođač
• ST-LINK/V2 (ili njegov klon) + kablovi koji ga mogu povezati sa AODMoST 32 + softverom koji može koristiti programer

Korak 1: Odricanje odgovornosti

Upotreba takvog uređaja može uzrokovati epileptičke napade ili druge štetne učinke kod malog dijela korisnika uređaja. Konstrukcija takvog uređaja zahtijeva upotrebu umjereno opasnih alata i može uzrokovati štetu ili oštećenje imovine. Opisani uređaj pravite i koristite na vlastitu odgovornost

Korak 2: Izrada PCB -a metodom prijenosa tonera

Morate odštampati zrcalnu sliku F. Cu (prednja strana) i normalnu sliku B. Cu (zadnja strana) na sjajnom papiru pomoću laserskog štampača (bez uključenih postavki za uštedu tonera). Vanjske dimenzije odštampanih slika treba da budu 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 lično volim to raditi tako što ću pomoćnim nožem napraviti duboki red po cijeloj dužini laminata (morate rezati po cijeloj dužini nekoliko puta), 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 dužinu 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 trebali zagladiti rubove rezultirajućeg komada ploče turpijom.

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 morate 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). Možete držati željezo između bedara, ali budite vrlo oprezni da grijaća ploča bude stalno gore i da ništa ne dodiruje. Zatim stavite PCB na sjajni papir (toner je očišćen sa strane) i uključite glačalo (upotrijebite punu snagu). Nakon kratkog vremena papir bi se trebao zalijepiti za PCB. Možete koristiti komad tkanine ili peškir 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 slika na bakru ima vrlo lošu kvalitetu, 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 sredstvo za pranje) na 20 minuta. Zatim trljajte papir sa PCB -a. Ako postoje mjesta gdje se toner nije zalijepio za bakar, upotrijebite trajni marker za zamjenu tonera.

Sada morate udarcima označiti središta četiri prazna prostora u uglovima PCB -a. Kasnije će se ti centri izbušiti, a rezultirajuće rupe koristiti za poravnanje 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. Pokušajte držati otopinu na 40 ° C. Na radijator ili neki drugi izvor toplote možete staviti plastičnu posudu. Povremeno miješajte rastvor u posudi. Sačekajte da se nepokriveni bakar potpuno otopi. Kada je to 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 priličnu količinu). U ovom trenutku možete početi uklanjati sve kratke spojeve pomoću pomoćnog noža.

Sada izbušite četiri rupe za poravnanje pomoću svrdla od 0,8 mm. Zatim izbušite odgovarajuće rupe kroz papir sa slikom B. Cu istom bušilicom od 0,8 mm. Kada to učinite, izbrusite i očistite stražnju stranu PCB -a. Zatim stavite ploču na ravnu površinu (odozgo očišćen bakar), prekrijte je sjajnim papirom na kojem se nalazi slika B. Cu (toner prema 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 nežno dodirnuti papir vrhom pegle za vruću odjeću, tako da se papir i PCB zalijepe jedan za drugi. Zatim uklonite bušilice, postavite peglu između bedara i stavite papir sa laminatom na vrh pegle i 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 trakom za pakiranje, 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 loviti 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 nećete 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 sa lemljenjem drugih komponenti, iako vam preporučujem da sa MCK -ovima čekate s velikim i glomaznim stvarima do kraja. Pri električnim priključcima koristite pristojnu količinu fluksa.

MCU u pakovanju LQFP-48 je najteža stvar za lemljenje. Počnite tako što ćete ga poravnati, lemljenjem samo jednog odvoda blizu vrha pakovanja, a zatim još jednog odvoda na suprotnoj strani, kako biste MCU učvrstili u svom položaju. Zatim prekrijte redove ili odvodne žice i lagano ih zalijepite vrhom dlijeta do bakrenih tračnica. Pazite da ne savijate elektrode unatrag, ako to učinite, možete pokušati gurnuti nizove igala za izbacivanje igle i gurnuti iglu van. Ili, ako se toga zaista bojite, postavite iglu tamo prije nego počnete lemiti. Kontrolirajte da nema kratkih spojeva i provodite električne veze, jednostavan multimetar s ispitivačem kontinuiteta trebao bi biti odgovarajući (mogao bi uništiti integrirano kolo, ali je testiranje preživjelo moje). Ako ste napravili 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 direktno na izvode LQFP-a sa konusnim vrhom sa 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 kabela, 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 ga učinite da se zalijepi za PCB i pokrije stranice s određenom količinom lema, to bi trebalo biti dovoljno.

Neke THT komponente moraju biti lemljene s obje strane ploče. U slučaju trimpota i LED dioda, to je prilično ravno. Prilikom lemljenja zaglavlja igala, gurnite plastiku više nego što bi trebalo biti prije ove operacije, zatim zalemite sve pinove s obje strane, a zatim vratite plastiku natrag u prvobitni položaj. Prilikom lemljenja kvarcnog kristala, prvo ga postavite više gore nego što je potrebno, lemite žice s obje strane, a zatim ih zagrijavajući s donje strane gurnite kristal niže. Imajte na umu da sam također omotao kristalno kućište u žicu, a zatim lemio žicu na tlo (velika bakrena ispuna 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 tada lemio zaštitne kabele. Vijase se mogu napraviti postavljanjem veće žice u rupu (na primjer neiskorištene duljine komponente THT komponente), lemljenjem s obje strane PCB -a, a zatim rezanjem nepotrebnog dijela.

Prilikom lemljenja USB konektora možete koristiti konusni vrh sa finim vrhom za male vodove.

Kada mislite da ste sve zalemili, trebali biste još jednom provjeriti da nema 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 detaljna uputstva 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 sa 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 morao sam napajati AODMoST 32 s USB priključka i spojiti 3 kratkospojna kabela sa 2,54 mm ženskim konektorima na programator s jedne strane i SW-DP port AODMoST 32 s druge strane. Morate spojiti GND, SWCLK i SWDIO. Prilikom programiranja, uverite se da je softver postavljen za izvođenje resetovanja softverskog sistema.

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 bi trebala 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 video igre na VGA IN, spojiti svoj 3D ekran na VGA OUT i 5V napajanje na mikro USB. Kada se AODMoST 32 napaja, čeka video signal (i otkrivanje polarizacije impulsa sinhronizacije). Signalizira se crvenim LED -om NO SIGNAL koji svijetli. Takođe plave LED diode treba stalno uključivati. Ako trepere, to znači da nešto nije u redu sa 8MHz HSE kristalom. Za to vreme možete pritisnuti tastere da proverite da li su pravilno povezani. Ako se pritisne barem jedno dugme, svijetli žuta LED dioda. Kada se pritisnu dva ili više tastera, takođe se pale i bele LED diode. Kada se detektira video signal, započinje redoslijed pokretanja. Sastoji se od toga da se svaka druga LED u nizu pali (0b10101010) tokom 300 ms, a zatim se uključuju ostale 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 PASS-THROUGH. Postoji 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 frekvencije/perioda, stope okluzije, 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 računarske igre. Ako koristite GeForce video karticu, mnoge igre sa ove liste mogu se izmijeniti tako da se emituju u kompatibilnom formatu. U osnovi, morate koristiti modove/popravke zasnovane na 3DMigoto -u, koji vam omogućuju izlaz SBS/TB 3D -a na bilo koji ekran nakon dekomentiranja “run = CustomShader3DVision2SBS” u “d3dx.ini” mod/fix konfiguracijskoj datoteci. Da biste imali dobar kvalitet slike, morate onemogućiti nijansu 3D Vision Discover 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. Da biste otvorili uređivač registra, pritisnite WIN+R, zatim upišite regedit i pritisnite ENTER. Za zaključavanje ključa potrebno je da desnom tipkom miša kliknete na njega, odaberete Dozvole, Napredno, Onemogući nasljeđivanje, potvrdite onemogućavanje nasljeđivanja, vratite se u prozor Dozvole i na kraju označite polja Odbij za sve korisnike i grupe koje možete označiti i potvrditi to sa kliknite na dugme U redu. Imajte na umu da bi moglo postojati potreba za promjenom vrijednosti "LeftAnaglyphFilter" "RightAnaglyphFilter". Ako želite unijeti bilo kakve promjene, morate otključati ključ registratora tako što ćete otključati te okvire za odbijanje ili omogućiti nasljeđivanje. Ako imate problema s omogućavanjem 3D Visiona, jer se čarobnjak za postavljanje na NVIDIA upravljačkoj ploči ruši, morate promijeniti “StereoVisionConfirmed” na “1” u “HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \”. Ovo će omogućiti 3D Vision u načinu otkrivanja. Nažalost, Nvidia je prestala podržavati 3D Vision, pa najnovija verzija upravljačkog programa koja se može koristiti je 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 greške na ovoj listi, 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
• The Witcher 3: Wild Hunt, TB, PC
• 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: crvenu, zelenu i plavu. Svaki od njih se šalje zasebnom žicom, s intenzitetom boje komponente kodiranom u naponski nivo koji 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, koji pretvaraju impedanciju napona na 2k7 otporniku-1k trimpot naponskom razdjelniku. Prebacivanje signala vrši se pomoću STMAV340 analognog multipleksera/demultipleksera.

Tajming ovog prebacivanja održava napredni upravljački mjerač vremena (TIM1) MCU-a, koji koristi sva četiri svoja registra usporedbe za pogon izlaza. Stanje tih izlaza se zatim obrađuje sa 3 brza NAND kapija. Radi ovako: HSync mjerači impulsa za poništavanje pulsa Brojač. Uporedite 1 Registarske kontrole kada početi crtati prvi objekt u liniji, Uporedite 2 Registrirajte kada ga zaustaviti. Uporedite 3 kontrole registra kada treba početi crtati drugi objekt u liniji, uporedite 4 registrirajte kada ga zaustaviti. Kada je potreban treći objekt, ponovo se koriste registri za usporedbu 1 i 2. NAND kapije su spojene na takav način da šalju signal multiplekseru koji zamjenjuje originalni video, kada mu par kanala za usporedbu kaže da je crtanje objekta započelo, ali još nije završeno.

Horizontalni i vertikalni impulsi za sinkronizaciju variraju u razinama napona između 0V i 5V, a žice koje ih nose izravno su spojene na prekidne pinove tolerantne na 5V STM32F103C8T6 konfigurirane kao visoko impedancijski ulazi.

Uređaj troši približno 75 mA.