Modificator dicoptic care exclude alternativ transmisia stereoscopică 32 [STM32F103C8T6 + STMAV340 VGA Superimposer]: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

De ceva timp lucrez la un succesor al AODMoST original. Noul dispozitiv utilizează un microcontroler pe 32 de biți mai rapid și mai bun și un comutator video analogic mai rapid. Acesta permite AODMoST 32 să lucreze cu rezoluții mai mari și să implementeze noi funcționalități. Dispozitivul poate fi alimentat acum de la tensiunea USB de 5V.

Cea mai mare caracteristică nouă este punerea în aplicare a măștii cu imagini cu model simplu pentru un ochi și a măștii cu model invers pentru celălalt, similar cu cea prezentată în acest articol: Vizualizarea filmelor dihoptice tratează ambliopia copilăriei. Există, de asemenea, mai multe opțiuni de personalizare pentru forma, poziția și randomizarea constantă a acestor parametri.

Ar trebui să subliniez că nu am implementat toate ideile pe care le aveam, iar firmware-ul poate fi dezvoltat în continuare. Dar anticipez că, din cauza problemelor socio-economice, nu voi putea lucra la acest proiect în viitorul apropiat, așa că îl public așa cum este. Firmware-ul poate funcționa acum cu conținut 3D în formatele Top - Bottom și Side by Side și a fost testat cu computerul echipat cu GPU Nvidia și Xbox 360.

2020-11-26 ACTUALIZARE: În cele din urmă am reușit să creez MODUL 3: OBIECTE FLOTANTE GRATUITE. Este inclus în versiunea 1.00 a firmware-ului. Acest nou software are, de asemenea, câteva ajustări mici, de exemplu, acum toate modurile au setări separate de formă, mască și aleatorizare, care sunt salvate atunci când dispozitivul este oprit. Voi păstra fișiere mai vechi (de la versiunea 0.50 a firmware-ului, când nu există informații despre versiune în numele fișierului, înseamnă că acesta este acest firmware vechi) în cazul în care versiunea 1.00 este cumva defectă.

Aici puteți descărca codul sursă, schema, PCB, manualul de utilizare etc. pentru acest proiect:

aodmost_32_all_files_1.00.zip

aodmost_32_all_files.zip

Provizii:

Piese și materiale:

• Microcontroler STM32F103C8T6 (LQFP-48)
• Poarta 74AC00 quad NAND (SOIC-14, îngustă de 3,9 mm)
• Comutator video analogic STMAV340 (TSSOP-16)
• Regulator de tensiune LM1117-3.3 (TO-263)
• 3x tranzistor BC817 (SOT-23)
• 3x LED alb de 3mm
• 2x LED difuz de 3 mm galben
• LED rosu difuz de 3mm
• 2x LED difuz de 3mm albastru
• LED verde difuz de 3mm
• Cristal de 8 MHz (HC49-4H)
• conector feminin micro USB tip B (rețineți că există multe tipuri de ele, iar unele ar putea să nu fie compatibile cu găurile din designul PCB, puteți sări peste USB cu totul, deoarece USB este utilizat doar ca sursă de alimentare de 5V)
• 2x conector VGA feminin cu unghi drept D-SUB 15 pini (rețineți că există mai multe tipuri și aveți nevoie de o versiune mai lungă cu pini care să facă găuri în PCB)
• Antet cu 2 pini 2,54 mm drept masculin
• 3 pini 2,54mm antet drept masculin
• Butoane de comutare tactilă 11x 6x6mm SMD / SMT
• 2x 10 uF 16V Caz A 1206 condensator de tantal
• 10x 100 nF 0805 condensator
• 2x 15 pF 1206 condensator
• 3x 1k ohm trimpot 6mm
• Rezistor 3x 10k 1206
• 4x rezistor 4k7 1206
• 3x 2k7 1206 rezistor
• 2x rezistor 1k 1206
• Rezistor 3x 470 ohm 1206
• 3x 75 ohm 1206 rezistor
• Rezistor 3x 10 ohmi 1206
• placă dublă îmbrăcată în cupru (cel puțin 79,375x96,901 mm)
• câteva bucăți de sârmă de cupru (în special ceva cu un diametru mic, cum ar fi 0,07 mm, ar putea fi util dacă veți repara pista ruptă lângă cablurile microcontrolerului LQFP)

Instrumente:

• tăietor diagonal
• cleşte
• șurubelniță cu lamă plată
• pensetă
• cuțit utilitar
• fişier
• pumn central
• ciocan
• ac mic
• 1000 șmirghel uscat / umed
• servețele de hârtie
• ferăstrău sau alt instrument care poate tăia PCB
• Burghie 4x 0,8 mm
• Burghiu de 1 mm
• Burghiu de 3 mm
• foraj pres sau instrument rotativ
• persulfat de sodiu
• recipient de plastic și instrument de plastic care poate fi utilizat pentru a scoate PCB-ul din soluția de gravare
• bandă de ambalare maro
• banda izolatoare
• multimetru
• stație de lipit
• vârf conic de lipit în punct fin
• vârf de lipit daltă
• lipit
• flux de lipit (am folosit clasa RMA, gel de flux destinat asamblării și reparațiilor SMT, care a venit în seringă de 1,4 cm ^ 3)
• sârmă de dezlipit
• imprimanta laser
• hartie lucioasa
• fier de calcat
• curatator de crema
• acetonă
• spirt
• creator permanent
• ST-LINK / V2 (sau clona acestuia) + cabluri care îl pot conecta la software-ul AODMoST 32 + care poate folosi programatorul

Pasul 1: Declinarea responsabilității

Utilizarea unui astfel de dispozitiv poate provoca convulsii epileptice sau alte efecte adverse la o mică parte din utilizatorii dispozitivului. Construcția unui astfel de dispozitiv necesită utilizarea unor instrumente moderat periculoase și poate provoca daune sau daune bunurilor. Construiți și utilizați dispozitivul descris pe propriul risc

Pasul 2: Realizarea PCB-ului folosind metoda de transfer a tonerului

Trebuie să imprimați imaginea în oglindă a F. Cu (partea din față) și imaginea normală a B. Cu (partea din spate) pe hârtie lucioasă folosind imprimanta laser (fără setări de economisire a tonerului activat). Dimensiunile externe ale imaginilor tipărite ar trebui să fie de 79,375x96,901 mm (sau cât mai aproape posibil). Tăiați PCB la dimensiunea imaginii imprimate, puteți adăuga câțiva mm pe fiecare parte a PCB-ului dacă doriți. Personal îmi place să fac acest lucru făcând un rând adânc pe toată lungimea unui laminat cu un cuțit utilitar (trebuie să tăiați de-a lungul întregii lungimi de câteva ori), apoi repetând procesul de cealaltă parte. Când rândurile sunt suficient de adânci, laminatul întreg se rupe ușor în jumătate. Trebuie să efectuați procesul de rupere a laminatului de două ori, deoarece trebuie să aveți lungimea și lățimea potrivite a piesei rezultate. Bucăți mai mici de laminat pot fi rupte folosind clești (asigurați-vă că nu zgâriați prea mult cuprul, folosiți un strat protector de hârtie, de exemplu între clești și PCB). Acum ar trebui să neteziți marginile piesei de bord rezultate cu fișierul.

Apoi, va trebui să curățați straturile de cupru folosind șmirghel fin umezit, apoi îndepărtați particulele rămase de șmirghel cu un detergent pentru cremă (puteți folosi și lichid de spălat sau săpun). Apoi curățați-l cu alcool pentru frecare. După aceea ar trebui să fii foarte atent să nu atingi cuprul cu degetele.

Acum este timpul să tăiați foaia cu imaginea în oglindă a F. Cu la o dimensiune mai ușoară (lăsați câțiva cm în jurul dreptunghiului extern) și să o puneți deasupra fierului de călcat (toner sus). Puteți ține fierul între coapse, dar aveți mare grijă ca o talpă să fie permanent ridicată și să nu atingă nimic. Apoi, așezați PCB-ul deasupra hârtiei lucioase (tonerul fețelor laterale curățate) și porniți fierul de călcat (utilizați puterea maximă). După scurt timp, hârtia trebuie să se lipească de PCB. Puteți folosi o bucată de pânză sau un prosop pentru a împinge placa pe hârtie și pentru a muta puțin hârtia care se lipeste de PCB. Așteptați cel puțin câteva minute, până când hârtia își va schimba culoarea în galben. Din păcate, trebuie să determinați momentul potrivit pentru a opri procesul de transfer experimental, deci în cazul în care imaginea de pe cupru are o calitate foarte proastă, va trebui să curățați tonerul cu acetonă, nisip și să spălați din nou placa și să începeți întregul proces de la început.

Când credeți că transferul de toner este finalizat, puneți PCB cu hârtie în apă (puteți adăuga curățător de cremă sau lichid de spălat) timp de 20 de minute. Apoi, frecați hârtia de pe PCB. Dacă există locuri în care tonerul nu s-a lipit de cupru, utilizați un marker permanent pentru a înlocui tonerul.

Acum trebuie să marcați centrele a patru spații goale din colțurile PCB-ului cu un pumn. Mai târziu, aceste centre vor fi găurite, iar găurile rezultate vor fi utilizate pentru alinierea ambelor părți ale PCB-ului.

Apoi, trebuie să acoperiți partea din spate a laminatului cu bandă de ambalare maro. Se amestecă apă proaspătă cu persulfat de sodiu și se introduce PCB în soluția de gravare. Încercați să păstrați soluția la 40 ° C. Puteți pune recipientul din plastic deasupra radiatorului sau a altei surse de căldură. Din când în când amestecați soluția în recipient. Așteptați ca cuprul descoperit să se dizolve complet. După ce ați terminat, îndepărtați PCB-ul din soluție și clătiți-l în apă. Curățați banda de ambalare. Îndepărtați tonerul cu acetonă (produsul de îndepărtare a ojei ar trebui să conțină o cantitate echitabilă). În acest moment puteți începe să eliminați orice scurtcircuit cu cuțitul utilitar.

Acum, găuriți patru găuri de aliniere folosind burghiu de 0,8 mm. Apoi, găuriți găurile corespunzătoare prin hârtie cu imaginea lui B. Cu folosind același burghiu de 0,8 mm. Când se face acest lucru, șlefuiți și curățați spatele PCB. Apoi puneți placa deasupra suprafeței plane (cupru curățat deasupra), acoperiți-o cu hârtie lucioasă care ține imaginea B. Cu (toner în jos) și puneți patru burghie de 0,8 mm în găuri (partea rotundă în jos), pentru a păstra hârtia și laminatul aliniat. Acum ar trebui să atingeți ușor hârtia cu vârful fierului de călcat fierbinte pentru o perioadă scurtă de timp, astfel încât hârtia și PCB-ul să se lipească unul de celălalt. Apoi, scoateți burghiele, puneți fierul între coapse și așezați hârtia cu laminatul deasupra fierului de călcat și repetați procedura de transfer a tonerului. Ulterior înmuiați hârtia în apă pentru a o îndepărta și înlocuiți orice toner lipsă cu un marker permanent.

Acum trebuie să acoperiți partea din față a PCB-ului cu bandă de ambalare, precum și înapoi în jurul găurilor deja găurite. Apoi, gravați partea din spate la fel ca și partea din față, curățați banda, îndepărtați tonerul și începeți să căutați scurtcircuitele.

De asemenea, trebuie să găuriți restul găurilor din PCB. Există patru găuri de 3 mm pentru montarea conectorilor VGA. Găurile de 1 mm sunt utilizate pentru restul găurilor VGA, trimpoturilor, anteturilor pinului și via-urilor de lângă micro USB (dacă nu intenționați să utilizați USB, puteți lipi alți conectori / cabluri de alimentare de 5V aici). Toate celelalte găuri pot fi realizate folosind burghiu de 0,8 mm.

Pasul 3: lipirea componentelor electronice

Puteți începe prin a acoperi tot cuprul cu lipit (utilizați vârful daltei și efectuați operația pe suprafața deja acoperită în flux). Dacă după această operație este prezentă o cantitate excesivă de lipit în unele puncte, îndepărtați-o cu sârmă de desudare. Dacă s-au dizolvat urme în soluție de gravare, înlocuiți-le cu fire subțiri. Apoi, puteți începe să lipiți alte componente, deși vă recomand să așteptați cu lucruri mari și voluminoase în jurul locului pentru MCU până la sfârșit. Folosiți o cantitate decentă de flux atunci când faceți conexiuni electrice.

MCU din pachetul LQFP-48 este cel mai greu de lipit. Începeți prin alinierea acestuia, lipind doar un cablu lângă vârful pachetului, apoi un alt cablu pe partea opusă, pentru a asigura MCU în poziția sa. Apoi, acoperiți rândurile sau cablurile în flux și lipiți-le ușor pe urmele de cupru cu vârful daltei. Asigurați-vă că nu îndoiți cablurile înapoi, dacă faceți acest lucru, puteți încerca să glisați rânduri de fire de ac și să împingeți știftul în afară. Sau dacă ți-e frică cu adevărat, pune acul acolo chiar înainte de a începe să lipiți. Verificați dacă nu se realizează scurtcircuite și se realizează conexiuni electrice, multimetrul simplu cu tester de continuitate ar trebui să fie adecvat (ar putea distruge circuitul integrat, dar al meu a supraviețuit testelor). Dacă ați făcut un scurtcircuit, așezați firul de desudare deasupra acestuia și începeți să încălziți. Dacă urmele de cupru de pe PCB au fost deteriorate, folosiți un fir foarte subțire pentru a-l înlocui. Este posibil să lipiți firul direct la conductorii LQFP cu vârf conic în punct fin. Am făcut-o de câteva ori, mai ales pentru că am deteriorat piesele la desoldarea MCU-ului, care era dincolo de orice speranță după prima încercare de a-l lipi (se poate face prin pini cu ac). Sper din toată inima că o veți înțelege bine prima dată.

Alte IC-uri sunt similare și ar trebui lipite în același mod, dar au o cantitate mai mică de clienți potențiali mai mari, deci nu ar trebui să reprezinte o provocare prea mare. LM1117 are o lamă mare care ar trebui lipită la cupru, dar este greu să o încălziți corespunzător cu un fier de lipit obișnuit, deci dacă îl faceți să se lipească de PCB și acoperiți părțile laterale cu o cantitate de lipit, ar trebui să fie suficient.

Unele componente THT trebuie lipite de ambele părți ale plăcii. În cazul trimpoturilor și LED-urilor, este destul de simplu. Când lipiți anteturile cu știfturi, glisați plasticul mai sus decât ar trebui să fie înainte de această operație, apoi lipiți toate știfturile de pe ambele părți, apoi glisați plasticul înapoi în poziția inițială. Când lipiți cristalul de cuarț, poziționați-l mai sus decât este necesar, lipiți cablurile de pe ambele părți și apoi, în timp ce le încălziți de jos, împingeți cristalul mai jos. Rețineți că am înfășurat, de asemenea, carcasa de cristal în sârmă și apoi am lipit sârmă la pământ (umplutura mare de cupru din stânga și de jos a cristalului). Înainte de a lipi părți ale conectorului VGA care intră în găuri de 3 mm, am lipit niște fire de cupru de pe ambele părți pentru a mă asigura că ambele straturi de cupru sunt conectate și abia apoi am lipit cablurile de protecție. Vias poate fi realizat prin plasarea unui fir mai mare în interiorul orificiului (de exemplu, lungimea neutilizată a cablului componentei THT), lipirea acestuia de pe ambele părți ale PCB-ului și apoi tăierea piesei inutile.

Când lipiți conectorul USB, puteți utiliza vârf conic cu punct fin pentru cablurile mici.

Când credeți că ați lipit totul, ar trebui să verificați încă o dată dacă nu există scurtcircuite sau conexiuni defecte.

Pasul 4: Programarea microcontrolerului STM32

Pentru a dezvolta firmware-ul AODMoST 32 am folosit System Workbench pentru STM32 (versiunea Linux), care utilizează OpenOCD pentru a programa microcontrolerul. Puteți găsi instrucțiuni detaliate despre cum să importați acest proiect în SW4STM32 în fișierul sw4stm32_configuration_1.00.pdf.

Alternativ, puteți utiliza utilitarul ST-LINK (STSW-LINK004). Am testat versiunea Windows și a funcționat bine cu aodmost_32_1.00.bin

Am folosit clonarea ieftină a ST-LINK / V2 ca programator, ceea ce nu este ideal, dar a funcționat. Pentru a programa MCU, trebuia să alimentez AODMoST 32 de la portul USB și să conectez 3 cabluri jumper cu conectori de 2,54 mm de sex feminin la programator pe o parte și portul SW-DP al AODMoST 32 pe cealaltă. Trebuie să conectați GND, SWCLK și SWDIO. Când programați, asigurați-vă că software-ul este setat pentru a efectua resetarea sistemului software.

Fișierele aodmost_32_1.00.bin și aodmost_32_1.00.elf necesare pentru programarea MCU se află în arhiva aodmost_32_all_files_1.00.zip.

Memoria flash a MCU ar trebui să fie goală înainte de programare, altfel unele date vechi rămase în ultimii 4 kB din aceasta ar putea interfera cu salvarea și încărcarea setărilor.

Pasul 5: Utilizarea AODMoST 32

Acum vă puteți conecta placa grafică sau consola de jocuri video la VGA IN, puteți conecta afișajul 3D la VGA OUT și sursa de alimentare de 5V în micro USB. Când AODMoST 32 este alimentat, acesta așteaptă semnalul video (și detectarea polarizării impulsurilor de sincronizare). Este semnalizat prin aprinderea LED-ului NO SIGNAL roșu. De asemenea, LED-urile albastre ar trebui să fie aprinse constant. Dacă clipesc, înseamnă că ceva nu este în regulă cu cristalul HSE de 8 MHz. În acest timp, puteți apăsa butoanele, pentru a verifica dacă acestea sunt conectate corect. Dacă este apăsat cel puțin un buton, LED-urile galbene sunt aprinse. Când sunt apăsate două sau mai multe butoane, sunt aprinse și LED-uri albe. Când este detectat semnalul video, începe secvența de pornire. Acesta constă din aprinderea fiecărui al doilea LED la rând (0b10101010) pentru 300 ms, apoi alte patru LED-uri sunt aprinse pentru 300 ms (0b01010101). S-a făcut, astfel încât să puteți verifica dacă LED-urile sunt conectate corect la MCU.

Dispozitivul are 4 moduri de funcționare de lucru. În mod implicit, începe în MODUL 0: VIDEO PASS-THROUGH. Există, de asemenea, MODUL 1: TOP - BOTTOM, MODUL 2: LAT AL LAT și MODUL 3: OBIECTE FLOTANTE GRATUITE. Există 6 pagini de setări. Cei cu numerele 0 și 3 conțin setări de frecvență / perioadă, rata de ocluzie, obiectele care sunt activate / oprite și altele. Paginile 1 și 4 conțin setări de poziție, în timp ce paginile 2 și 5 conțin setări de dimensiune. Apăsând butoanele MODE + PAGE restabiliți setările implicite în toate modurile. Există, de asemenea, opțiuni pentru schimbarea formelor obiectului, introducerea modelului de mască și randomizarea unora dintre setări. Puteți citi mai multe despre configurarea AODMoST 32 în manual_1.00.pdf

O posibilă sursă de conținut 3D în format Top - Bottom sau Side by Side sunt jocurile pe computer. Dacă utilizați placa video GeForce, multe jocuri din această listă pot fi modificate pentru a fi redate în format compatibil. Practic, trebuie să utilizați moduri / corecții bazate pe 3DMigoto, care vă permit să transmiteți SBS / TB 3D pe orice afișaj după decomentarea „run = CustomShader3DVision2SBS” în fișierul de configurare „d3dx.ini” mod / fix. Pentru a avea o calitate bună a imaginii, trebuie să dezactivați nuanța 3D Vision Discover în driverele NVIDIA. Trebuie să schimbați „StereoAnaglyphType” la „0” în „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \”. Puteți citi mai multe despre acest lucru aici.

În versiunile noi ale driverelor Nvidia, trebuie să blocați cheia de registry. Pentru a deschide Registry Editor, apăsați WIN + R, apoi tastați regedit și apăsați ENTER. Blocarea unei chei va necesita să faceți clic dreapta pe ea, să selectați Permisiuni, Avansat, Dezactivați moștenirea, să confirmați dezactivarea moștenirii, să reveniți la fereastra Permisiuni și să bifați în cele din urmă casetele Refuzare pentru toți utilizatorii și grupurile care pot fi bifate și să o confirmați cu un faceți clic pe butonul OK. Rețineți că ar putea fi necesară schimbarea valorilor „LeftAnaglyphFilter” „RightAnaglyphFilter”. Dacă doriți să faceți modificări, trebuie să deblocați cheia de registru dezactivând acele casete de refuz sau activând moștenirea. Dacă întâmpinați probleme la activarea 3D Vision, deoarece asistentul de configurare din panoul de control NVIDIA se blochează, trebuie să schimbați „StereoVisionConfirmed” la „1” în „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \”. Aceasta va permite 3D Vision în modul Discover. Din păcate, Nvidia a încetat să accepte 3D Vision, deci cea mai nouă versiune de driver care poate fi utilizată este 425.31, dar dacă doriți cu adevărat să utilizați versiunea mai nouă, puteți încerca acest lucru.

Există și alte modalități de a obține jocuri 3D. Puteți încerca SuperDepth3D, un shader ReShade post-proces. GZ3Doom (ViveDoom) acceptă nativ 3D și poate fi redat fără niciun software special. Versiunile Windows ale Rise of the Tomb Raider și Shadow of the Tomb Raider au suport nativ pentru Side by Side 3D.

Alternativ, puteți utiliza și Xbox 360, care acceptă ieșirea VGA și are câteva jocuri care acceptă 3D în Top - Botom sau Side by Side. Aici puteți găsi o listă de jocuri Xbox 360 care acceptă 3D (deși există unele greșeli în această listă, de exemplu o copie a Halo: Combat Evolved Anniversary pe care am testat-o nu acceptă Top-Bottom, nici SBS).

Desigur, puteți găsi și filme în format Top - Bottom sau Side by Side și le puteți reda pe o gamă largă de hardware.

În galerie puteți găsi următoarele jocuri:

• Avatarul lui James Cameron: The Game, SBS, Xbox 360
• Gears of War 3, SBS, Xbox 360
• The Witcher 3: Wild Hunt, TB, PC
• Rise of the Tomb Raider, SBS (dispozitivul este setat la MODUL 3: OBIECTE FLOTANTE GRATUITE), PC

Pasul 6: Prezentare generală a proiectului

Semnalul VGA are 3 culori componente: roșu, verde și albastru. Fiecare dintre ele este trimis printr-un fir separat, cu intensitatea culorii componentelor codificate în nivel de tensiune care poate varia între 0V și 0,7V. AODMoST 32 atrage obiecte (suprapunere) prin înlocuirea semnalului color generat de placa video cu nivelul de tensiune furnizat de tranzistoarele Q1-Q3 în configurația adeptului emițătorului, care convertesc impedanța tensiunii pe un rezistor 2k7 - divizor de tensiune 1k trimpot. Comutarea semnalelor se face cu multiplexorul / demultiplexorul analogic STMAV340.

Temporizarea acestei comutări este menținută de temporizatorul de control avansat (TIM1) al MCU, care folosește toate cele patru registre de comparare pentru a conduce ieșirile. Starea acestor ieșiri este apoi procesată de 3 porți NAND rapide. Funcționează astfel: Contoare cu temporizatoare de resetare a impulsului HSync. Compară 1 Înregistrează comenzile când începe să desenezi primul obiect dintr-o linie, Compară 2 Înregistrează când îl oprești. Comparați 3 controale de înregistrare când începeți să desenați al doilea obiect într-o linie, comparați 4 înregistrați când să-l opriți. Când este necesar al treilea obiect, sunt utilizate din nou Registrele de comparație 1 și 2. Porțile NAND sunt conectate în așa fel încât să trimită semnal către multiplexorul care înlocuiește videoclipul original, atunci când perechea de canale Comparare îi spune că desenul obiectului a început, dar nu este încă terminat.

Impulsurile de sincronizare orizontală și verticală variază la nivel de tensiune între 0V și 5V, iar firele care le transportă sunt conectate direct la pinii de întrerupere toleranți 5V STM32F103C8T6 configurați ca intrări cu impedanță ridicată.

Dispozitivul consumă aproximativ 75 mA.