Алтернативно блокиращ дихоптичен модификатор на стереоскопично предаване 32 [STM32F103C8T6+STMAV340 VGA Superimposer]: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

От известно време работя върху наследник на оригиналния AODMoST. Новото устройство използва по-бърз и по-добър 32-битов микроконтролер и по-бърз аналогов видео превключвател. Тя позволява на AODMoST 32 да работи с по -високи резолюции и да внедрява нови функционалности. Устройството вече може да се захранва и от 5V напрежение на USB.

Най -голямата нова функция е внедряването на проста маска с изображение с шарки за едното око и обратна шарка с маска за другото, подобна на тази, представена в тази статия: Дископтичното гледане на филми лекува детската амблиопия. Има и още опции за персонализиране на формата, позицията и постоянното рандомизиране на тези параметри.

Трябва да отбележа, че не съм приложил всички идеи, които имах, и фърмуерът може да бъде доразвит. Но очаквам, че поради социално -икономически проблеми няма да мога да работя по този проект в обозримо бъдеще, затова го публикувам такъв, какъвто е. Фърмуерът вече може да работи с 3D съдържание във формати Top - Bottom и Side by Side и е тестван с компютър и Xbox 360, оборудван с Nvidia GPU.

2020-11-26 АКТУАЛИЗАЦИЯ: Най-накрая успях да създам РЕЖИМ 3: БЕЗПЛАТНИ ПЛАВАЩИ ОБЕКТИ. Той е включен във версия 1.00 на фърмуера. Този нов софтуер включва и няколко малки корекции, например сега всички режими имат отделни настройки за форма, маска и произволна настройка, които се запазват при изключване на устройството. Ще запазя по -стари файлове (от версия 0.50 на фърмуера, когато в името на файла няма информация за версията, това означава, че това е този стар фърмуер) в случай, че версия 1.00 е някак дефектна.

Можете да изтеглите изходния код, схемата, печатната платка, ръководството за потребителя и т.н. за този проект тук:

aodmost_32_all_files_1.00.zip

aodmost_32_all_files.zip

Консумативи:

Части и материали:

• STM32F103C8T6 микроконтролер (LQFP-48)
• 74AC00 quad NAND порта (SOIC-14, 3,9 мм тесен)
• STMAV340 аналогов видео превключвател (TSSOP-16)
• LM1117-3.3 регулатор на напрежението (TO-263)
• 3x BC817 транзистор (SOT-23)
• 3x бял 3 мм LED
• 2x разсеян жълт 3 мм светодиод
• дифузен червен 3 мм светодиод
• 2x дифузен син 3 мм LED
• дифузен зелен 3 мм светодиод
• 8 MHz кристал (HC49-4H)
• женски конектор micro USB тип B (имайте предвид, че има много видове от тях и някои може да не са съвместими с дупките в дизайна на печатната платка, можете да пропуснете напълно USB, тъй като USB се използва само като 5V захранване)
• 2x D-SUB 15-пинов правоъгълен женски VGA конектор (имайте предвид, че има много видове и имате нужда от по-дълга версия с щифтове, които ще обработват отвори в печатната платка)
• 2 -пинов 2,54 мм прав мъжки щифт
• 3 -пинов 2,54 мм прав мъжки щифт
• 11x 6x6 мм тактилни бутони за превключване SMD/SMT
• 2x 10 uF 16V калъф A 1206 танталов кондензатор
• 10x 100 nF 0805 кондензатор
• 2x 15 pF 1206 кондензатор
• 3x 1k ohm trimpot 6mm
• 3x 10k 1206 резистор
• 4x 4k7 1206 резистор
• 3x 2k7 1206 резистор
• 2x 1k 1206 резистор
• 3x 470 ома 1206 резистор
• 3x 75 ома 1206 резистор
• 3x 10 ома 1206 резистор
• двустранна медна дъска (най -малко 79.375x96.901 мм)
• няколко парчета медна жица (особено нещо с малък диаметър като 0,07 мм може да ви бъде полезно, ако ще ремонтирате прекъснат път до проводниците на микроконтролера LQFP)

Инструменти:

• диагонална фреза
• клещи
• отвертка с плоско острие
• пинсети
• помощен нож
• файл
• централен удар
• чук
• малка игла
• Суха/мокра шкурка с 1000 зърна
• хартиени кърпи
• трион или друг инструмент, който може да отреже печатни платки
• 4x 0.8 мм свредло
• Свредло 1 мм
• Свредло 3 мм
• свредло или ротационен инструмент
• натриев персулфат
• пластмасов контейнер и пластмасов инструмент, който може да се използва за изваждане на печатни платки от разтвор за ецване
• кафява опаковъчна лента
• изолационна лента
• мултиметър
• станция за запояване
• коничен накрайник за спояване с фина точка
• накрайник за запояване на длето
• спойка
• флюс за запояване (използвах клас RMA, флюсов гел, предназначен за монтаж и ремонт на SMT, който се предлагаше в спринцовка 1,4 см^3)
• разпаяваща тел
• лазерен принтер
• лъскава хартия
• желязо за дрехи
• почистващ препарат за крем
• ацетон
• алкохол за разтривки
• постоянен производител
• ST-LINK/V2 (или негов клон) + кабели, които могат да го свържат към софтуера AODMoST 32 +, който може да използва програмиста

Стъпка 1: Отказ от отговорност

Използването на такова устройство може да причини епилептични припадъци или други неблагоприятни ефекти при малка част от потребителите на устройството. Конструирането на такова устройство изисква използване на умерено опасни инструменти и може да причини вреда или материални щети. Вие създавате и използвате описаното устройство на свой собствен риск

Стъпка 2: Направете печатна платка с помощта на метод за прехвърляне на тонер

Трябва да отпечатате огледално изображение на F. Cu (предна страна) и нормално изображение на B. Cu (задна страна) върху лъскава хартия с помощта на лазерен принтер (без включени настройки за пестене на тонер). Външните размери на отпечатаните изображения трябва да бъдат 79.375x96.901 мм (или възможно най -близо). Нарежете печатна платка до размера на отпечатаното изображение, можете да добавите няколко мм към всяка страна на печатната платка, ако желаете. Аз лично обичам да го правя, като направя дълбок ред по цялата дължина на ламинат с помощен нож (трябва да отрежете по цялата дължина няколко пъти), след което повторете процеса от другата страна. Когато редовете са достатъчно дълбоки, целият ламинат лесно се счупва наполовина. Трябва да извършите процеса на счупване на ламинат два пъти, защото трябва да имате правилната дължина и ширина на полученото парче. По -малки парчета ламинат могат да се счупят с помощта на клещи (внимавайте да не надраскате прекалено много мед, използвайте защитен слой хартия например между клещите и печатната платка). Сега трябва да изгладите ръбовете на получената дъска с файла.

След това ще трябва да почистите медни слоеве с намокрена фина шкурка, след това да отстраните частиците, оставени от шкурка с почистващ препарат за крем (можете да използвате и течност за миене или сапун). След това го почистете със спирт. След това трябва да внимавате да не докосвате медта с пръсти.

Сега е време да изрежете лист с огледален образ на F. Cu до по -управляем размер (оставете няколко см около външния правоъгълник) и да го поставите върху ютията за дрехи (тонер нагоре). Можете да държите желязо между бедрата си, но бъдете много внимателни, че подметката е постоянно нагоре и не докосва нищо. След това поставете печатна платка върху гланцирана хартия (почистени странични странични тонери) и включете ютията (използвайте пълна мощност). След кратко време хартията трябва да залепне към печатни платки. Можете да използвате парче плат или кърпа, за да притиснете дъската към хартията и да преместите хартия, залепнала за печатната платка. Изчакайте поне няколко минути, докато хартията промени цвета си на жълта. За съжаление, трябва да определите точното време, за да спрете процеса на прехвърляне експериментално, така че в случай, че изображението върху медта има много лошо качество, ще трябва да почистите тонера с ацетон, пясък и дъска за пране отново и да започнете целия процес отначало.

Когато смятате, че прехвърлянето на тонер е завършено, поставете печатни платки с хартия във вода (можете да добавите почистващ препарат за крем или течност за миене) за 20 минути. След това разтрийте хартия от печатни платки. Ако има места, където тонерът не е залепнал за мед, използвайте постоянен маркер, за да смените тонера.

Сега трябва да маркирате центровете на четири празни пространства в ъглите на печатни платки с перфоратор. По -късно тези центрове ще бъдат пробити и получените отвори ще се използват за подравняване на двете страни на печатни платки.

След това трябва да покриете задната страна на ламината с кафява опаковъчна лента. Смесете прясна вода с натриев персулфат и поставете ПХБ в разтвора за ецване. Опитайте се да държите разтвора при 40 ° C. Можете да поставите пластмасов контейнер върху радиатора или друг източник на топлина. От време на време разбърквайте разтвора в контейнера. Изчакайте непокритата мед да се разтвори напълно. Когато приключи, извадете ПХБ от разтвора и го изплакнете във вода. Обелете опаковъчната лента. Отстранете тонера с ацетон (лакочистителят трябва да съдържа достатъчно количество от него). В този момент можете да започнете да премахвате всички къси съединения с помощта на нож.

Сега пробийте четири отвора за подравняване с помощта на свредло 0,8 мм. След това пробийте съответните дупки през хартията с изображението на B. Cu, като използвате същата тренировка 0.8 мм. Когато това е направено, шлифовайте и почистете обратно PCB. След това поставете дъската върху плоска повърхност (почистена мед отгоре), покрийте я с лъскава хартия с изображение на B. Cu (тонер надолу) и поставете четири свредла с диаметър 0,8 мм в отворите (кръглата част надолу), за да запазите хартията и ламинатът е подравнен. Сега трябва внимателно да докоснете хартията с върха на горещите дрехи за гладене за кратко, така че хартията и печатната платка да се залепят една за друга. След това премахнете бормашините, поставете желязо между бедрата си и поставете хартия с ламинат върху ютията и повторете процедурата за прехвърляне на тонер. По -късно накиснете хартия във вода, за да я премахнете и заменете липсващия тонер с перманентен маркер.

Сега трябва да покриете предната страна на печатната платка с опаковъчна лента, както и обратно около вече пробити отвори. След това гравирайте задната страна по същия начин, както сте направили отпред, отлепете лентата, отстранете тонера и започнете да търсите къси съединения.

Също така трябва да пробиете останалите отвори в печатната платка. Има четири 3 мм отвора за монтаж на VGA конектори. Отворите от 1 мм се използват за останалите VGA отвори, тримпоти, заглавки на щифтове и отвори до микро USB (ако няма да използвате USB, можете да запоите друг 5V захранващ конектор/кабели тук). Всички други отвори могат да бъдат направени с помощта на свредло 0,8 мм.

Стъпка 3: Запояване на електронни компоненти

Можете да започнете, като покриете цялата мед с спойка (използвайте върха на длето и извършете операцията върху повърхност, вече покрита с поток). Ако след тази операция в някои точки присъства прекомерно количество спойка, отстранете я с тел за разпояване. Ако някакви следи са разтворени в разтвор за ецване, сменете ги с тънки проводници. След това може да започнете да запоявате други компоненти, въпреки че препоръчвам да изчакате с големи и обемисти неща около MCU до края. Използвайте прилично количество поток, когато правите електрически връзки.

MCU в пакет LQFP-48 е най-трудното за запояване. Започнете, като го подравните, запоявайки само един проводник близо до върха на опаковката, а след това още един проводник от противоположната страна, за да фиксирате MCU в неговото положение. След това покрийте редовете или проводниците в поток и внимателно ги запоявайте към медни колони с длето. Уверете се, че не огъвате кабелите назад, ако го направите, можете да опитате да плъзнете иглата с издухване на редици проводници и да избутате щифта навън. Или ако наистина се страхувате от това, поставете иглата там още преди да започнете запояване. Контролирайте липсата на къси съединения и провеждането на електрически връзки, обикновен мултицет с тестер за непрекъснатост трябва да е подходящ (евентуално би могъл да разруши интегралната верига, но моето оцеляване е оцеляло). Ако сте направили късо съединение, поставете проводник за разпаяване върху него и започнете да загрявате. Ако медни коловози на печатни платки бяха повредени, използвайте много тънка жица, за да я замените. Възможно е запояване на проводник директно към проводниците на LQFP с коничен връх с фина точка. Правех го няколко пъти, най -вече защото повредих следи при разпаяване на MCU, което беше извън всякаква надежда след първия опит да го запоя (може да се направи чрез любопитни щифтове с игла). Искрено се надявам, че ще се справите от първия път.

Други интегрални схеми са подобни и трябва да бъдат запоени по същия начин, но те имат по -малко количество по -големи изводи, така че не трябва да представляват голямо предизвикателство. LM1117 има голям разтвор, който трябва да бъде запоен към медта, но е трудно да се загрее адекватно с обикновен поялник, така че ако го накарате да се залепи за печатната платка и да покриете страните с малко количество спойка, това трябва да е достатъчно.

Някои THT компоненти трябва да бъдат запоени от двете страни на дъската. В случай на тримпоти и светодиоди, това е доста право напред. Когато запоявате заглавки на щифтове, плъзнете пластмасата по -нагоре, отколкото трябва да бъде преди тази операция, след това запойте всички щифтове от двете страни и след това плъзнете пластмасата обратно в първоначалното положение. Когато запоявате кварцов кристал, първо го поставете по -нагоре, отколкото е необходимо, запоявайте проводниците от двете страни, а след това, докато ги нагрявате от долу, натиснете кристала по -ниско. Обърнете внимание, че аз също увих кристален корпус в тел и след това запоех тел към земята (големият меден пълнеж вляво и под кристала). Преди запояване на части от VGA съединителя, които влизат в отвори от 3 мм, запоявах някои проводници към медта от двете страни, за да се уверя, че двата слоя мед са свързани, и едва тогава запоявах екраниращи проводници. Отворите могат да бъдат направени чрез поставяне на по -голям проводник в отвора (например неизползвана дължина на THT компонента), запояване от двете страни на печатната платка и след това изрязване на ненужната част.

Когато запоявате USB конектор, можете да използвате коничен връх с фина точка за малките проводници.

Когато мислите, че сте запоили всичко, трябва да проверите още веднъж дали няма къси съединения или лоши връзки.

Стъпка 4: Програмиране на STM32 микроконтролер

За разработването на фърмуера AODMoST 32 използвах System Workbench за STM32 (версия на Linux), която използва OpenOCD за програмиране на микроконтролер. Можете да намерите подробни инструкции как да импортирате този проект в SW4STM32 във файла sw4stm32_configuration_1.00.pdf.

Като алтернатива можете да използвате ST-LINK Utility (STSW-LINK004). Тествах версията на Windows и тя работи добре с aodmost_32_1.00.bin

Използвах евтин клонинг на ST-LINK/V2 като мой програмист, което не е идеално, но работи. За да програмирам MCU, трябваше да захранвам AODMoST 32 от USB порт и да свържа 3 джъмперни кабела с 2,54 мм женски конектори към програмиста от едната страна и SW-DP порта на AODMoST 32 от другата. Трябва да свържете GND, SWCLK и SWDIO. Когато програмирате, уверете се, че софтуерът е настроен да извършва нулиране на софтуерната система.

aodmost_32_1.00.bin и aodmost_32_1.00.elf файлове, необходими за програмиране на MCU, са в архива на aodmost_32_all_files_1.00.zip.

Флаш паметта на MCU трябва да е празна преди програмиране, в противен случай някои стари данни, останали в последните 4 kB от нея, могат да попречат на запазването и зареждането на настройките.

Стъпка 5: Използване на AODMoST 32

Сега можете да свържете вашата графична карта или конзола за видеоигри към VGA IN, да свържете вашия 3D дисплей към VGA OUT и 5V захранване към микро USB. Когато AODMoST 32 се захранва, той изчаква видео сигнала (и откриване на поляризация на синхронизиращи импулси). Той се сигнализира с червен светодиод NO SIGNAL, който не свети. Също така сините светодиоди трябва постоянно да се включват. Ако те мигат, това означава, че нещо не е наред с 8MHz HSE кристал. През това време можете да натискате бутони, за да проверите дали са свързани правилно. Ако е натиснат поне един бутон, светват жълти светодиоди. Когато се натискат два или повече бутона, светват и бели светодиоди. Когато се открие видео сигнал, стартира последователността на стартиране. Състои се от всеки втори поред светодиод, който свети (0b10101010) за 300ms, след което четири други светодиода се включват за 300ms (0b01010101). Това е направено, за да можете да проверите дали светодиодите са свързани правилно към MCU.

Устройството има 4 режима на работа. По подразбиране той стартира в РЕЖИМ 0: ВИДЕО ПАСС-ЧРЕЗ. Има и РЕЖИМ 1: НАГОРЕ - ДОЛНО, РЕЖИМ 2: СТРАНИ ПО СТРАНИ и РЕЖИМ 3: БЕЗПЛАТНИ ПЛАВАЩИ ОБЕКТИ. Има 6 страници с настройки. Тези с номера 0 и 3 съдържат настройки за честота/период, степен на запушване, включени/изключени обекти и други. Страници 1 и 4 съдържат настройки за позиция, докато страници 2 и 5 съдържат настройки за размер. Чрез натискане на бутоните MODE + PAGE възстановявате настройките по подразбиране във всички режими. Има и опции за промяна на формите на обекти, въвеждане на модел на маска и рандомизиране на някои от настройките. Можете да прочетете повече за конфигурирането на AODMoST 32 в manual_1.00.pdf

Един възможен източник на 3D съдържание във формат Топ - отдолу или рамо до рамо са компютърните игри. Ако използвате видеокарта GeForce, много игри от този списък могат да бъдат променени за извеждане в съвместим формат. По принцип трябва да използвате модификации/поправки, базирани на 3DMigoto, които ви позволяват да извеждате SBS/TB 3D към всеки дисплей, след като декомментирате „run = CustomShader3DVision2SBS“в конфигурационния файл за mod/fix „d3dx.ini“. За да имате добро качество на картината, трябва също да деактивирате оттенъка на 3D Vision Discover в драйверите на NVIDIA. Трябва да промените „StereoAnaglyphType“на „0“в „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \“. Можете да прочетете повече за това тук.

В новите версии на драйверите на Nvidia трябва да заключите ключа на системния регистър. За да отворите редактора на системния регистър, натиснете WIN+R, след това въведете regedit и натиснете ENTER. Заключването на ключ ще изисква от вас да щракнете с десния бутон върху него, да изберете Разрешения, Разширени, Деактивиране на наследяването, да потвърдите деактивиране на наследяването, да се върнете към прозореца Разрешения и накрая да поставите отметка в полетата за отказ за всички потребители и групи, които могат да бъдат маркирани и да го потвърдите с щракнете върху бутона OK. Обърнете внимание, че може да се наложи да промените стойностите и на "LeftAnaglyphFilter" "RightAnaglyphFilter". Ако искате да направите някакви промени, трябва да отключите ключа на системния регистър, като премахнете отметката от тези кутии за отказ или активирате наследяването. Ако имате проблеми с активирането на 3D Vision на първо място, тъй като съветникът за настройка в контролния панел на NVIDIA се срива, трябва да промените „StereoVisionConfirmed“на „1“в „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \”. Това ще позволи 3D Vision в режим Discover. За съжаление, Nvidia спря да поддържа 3D Vision, така че най -новата версия на драйвера, която може да се използва, е 425.31, но ако наистина искате да използвате по -нова версия, можете да опитате това.

Има и други начини за получаване на 3D игри. Можете да опитате SuperDepth3D, шейдър след обработка на ReShade. GZ3Doom (ViveDoom) естествено поддържа 3D и може да се възпроизвежда без специален софтуер. Версиите на Windows на Rise of the Tomb Raider и Shadow of the Tomb Raider имат естествена поддръжка за Side by Side 3D.

Като алтернатива можете също да използвате Xbox 360, който поддържа VGA изход и има няколко игри, които поддържат 3D в горната част - Botom или Side by Side. Тук можете да намерите списък с Xbox 360 игри, които поддържат 3D (въпреки че има някои грешки в този списък, например копие на Halo: Combat Evolved Anniversary, което тествах, не поддържа Top-Bottom, нито SBS).

Разбира се, можете да намерите и филми във формат Top - Bottom или Side By Side и да ги възпроизвеждате на голямо разнообразие от хардуер.

В галерията можете да намерите следните игри:

• Аватарът на Джеймс Камерън: Играта, SBS, Xbox 360
• Gears of War 3, SBS, Xbox 360
• The Witcher 3: Wild Hunt, TB, PC
• Rise of the Tomb Raider, SBS (устройството е настроено на MODE 3: FREE FLOATING OBJECTS), PC

Стъпка 6: Преглед на дизайна

VGA сигналът има три компонента: червен, зелен и син. Всеки от тях се изпраща по отделен проводник, с интензитет на цвета на компонента, кодиран в ниво на напрежение, което може да варира между 0V и 0.7V. AODMoST 32 рисува обекти (наслагване) чрез замяна на цветен сигнал, генериран от видеокартата, с ниво на напрежение, осигурено от транзистори Q1-Q3 в конфигурация на емитерния последовател, които преобразуват импеданса на напрежението на резистор 2k7-триъгълник с тримподно напрежение. Превключването на сигнали се осъществява чрез аналогов мултиплексър/демултиплексор STMAV340.

Времето за това превключване се поддържа от таймер за разширено управление (TIM1) на MCU, който използва и четирите си регистъра за сравнение за задвижване на изходите. След това състоянието на тези изходи се обработва от 3 бързи NAND порта. Работи така: HSync таймери за нулиране на импулса Брояч. Сравнете 1 Регистрирайте контролите кога да започнете да рисувате първия обект в ред, Сравнете 2 Регистрирайте кога да го спрете. Сравнете 3 контроли за регистриране кога да започнете да рисувате втори обект в ред, сравнете 4 регистрирайте кога да го спрете. Когато е необходим трети обект, регистрите за сравнение 1 и 2 се използват отново. NAND портите са свързани по такъв начин, че изпращат сигнал до мултиплексора, който замества оригиналния видеоклип, когато двойка сравняващи канали му казва, че рисунката на обект е започнала, но все още не е завършена.

Хоризонталните и вертикалните синхронизиращи импулси варират в нивото на напрежение между 0V и 5V, а проводниците, които ги носят, са директно свързани към STM32F103C8T6 5V толерантни прекъсващи щифтове, конфигурирани като входове с висок импеданс.

Устройството консумира приблизително 75 mA.