Střídavě okluzní dichoptický modifikátor stereoskopického přenosu [ATmega328P+HEF4053B VGA superimposer]: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Po mých experimentech s brýlemi z tekutých krystalů používanými k okluzi očí (tu a tam) jsem se rozhodl postavit něco, co je trochu sofistikovanější a také nenutí uživatele nosit PCB na čele (lidé se někdy mohou chovat nepřátelští, když kyborgové vidí ostatní s elektronikou trčící z jejich těl, nemají to v dnešní době snadné). Zařízení, které jsem navrhl, upravuje odesílání signálu VGA na 3D displej (video musí být ve formátu Top - Bottom nebo Side By Side), což zvyšuje video signál s dichoptickou stimulací. Obrovská knihovna filmů a her, které lze sledovat a hrát v kompatibilních 3D formátech, by měla udělat každého uživatele AODMoST šťastným a angažovaným. Existují studie, které naznačují, že formy léčby, které jsou možné pomocí AODMoST, jsou prospěšné pro osoby s amblyopií.

Krok 1: Prohlášení

Použití takového zařízení může u malé části uživatelů zařízení způsobit epileptické záchvaty nebo jiné nežádoucí účinky. Konstrukce takového zařízení vyžaduje použití středně nebezpečných nástrojů a může způsobit újmu nebo poškození majetku. Popsané zařízení stavíte a používáte na vlastní nebezpečí

Krok 2: Díly a nástroje

Díly a materiály:

• Mikrokontrolér ATmega328P-PU
• Analogový přepínač HEF4053BP
• 7805 v regulátoru napětí pouzdra TO-220
• 3x tranzistory 2N2222
• BS170 tranzistor
• 2x rozptýlené modré 3mm LED diody
• rozptýlená červená 3mm LED
• 2x rozptýlené žluté 3mm LED diody
• difuzní zelená 3mm LED
• Krystal 20 MHz HC49/US
• 10kolíkový konektor AVR ISP (IDC)
• 2pinová šroubová svorkovnice do DPS 5,08 mm
• 8x 6x6mm hmatová spínací tlačítka
• 3x 1k ohm trimpot 6mm
• 3x 75 ohm 1/4W odpor
• 3x 1k ohm 1/4W odpor
• 3x 2k7 ohm 1/4W odpor
• Rezistor 3k3 ohm 1/4W
• 11x 10k ohm 1/4W odpor
• 2x 20pF keramické kondenzátory
• 3x 100nF keramické kondenzátory
• 2x 100uF elektrolytické kondenzátory
• Perfboard (70 mm x 90 mm, min. pole 24 x 31)
• pár kousků drátu
• izolační páska
• papír
• Kabel VGA samec na VGA samec
• Napájení 12V - 15V DC

Nástroje:

• diagonální řezačka
• kleště
• plochý šroubovák
• malý křížový šroubovák
• užitkový nůž
• multimetr
• pájecí stanice
• pájka
• Programátor AVR (samostatný programátor jako USBasp nebo můžete použít ArduinoISP)

Krok 3: Pájení elektronických součástek

Pokud chcete programovat ATmega před pájením, udělejte to (CON1 pak můžete nechat mimo PCB). Pájejte všechny elektronické součástky na prefabrikáty. K elektrickému propojení mezi součástmi použijte měděné dráty (ty z UTP kabelu o průměru 0,5 mm by měly být perfektní). Zajistěte, aby vodiče nezpůsobily žádné zkraty. Pokud existuje riziko zkratu (jak je to způsobeno jedním z vodičů R21, vodičem vpředu mezi SW8 a C7 a vodičem umístěným na přední straně vedle Y1), zakryjte vodič izolační páskou nebo žárem -smršťovací hadice.

Pokud chcete, můžete každý použít PCB místo použití prefboard. Procesy výroby DPS pomocí metody přenosu toneru jsem popsal ve svém předchozím projektu. Deska v souborech.svg by měla mít 64,77 mm x 83,82 mm. Připojené soubory, které obsahují rozložení stopy, by měly být velkou pomocí, i když provádíte připojení na prefboard s měděnými dráty.

Krok 4: Připojení kabelu VGA

Uřízněte kabel VGA na polovinu a odizolujte všechny vodiče. Jednu část přerušeného kabelu označte jako VSTUP a druhou jako VENKU. Pájecí dráty pájejte na příslušné podložky na desce plošných spojů. Chcete -li zjistit, který vodič je připojen ke kterému kolíku v konektoru, použijte tester spojitosti ve vašem multimetru a poté konzultujte výstup VGA pro identifikaci každého účelu vodiče. Stačí připojit vodiče, které přenášejí červené, zelené a modré video a horizontální a vertikální synchronizační impulsy. Pokud jsou ve vašem kabelu další vodiče, stačí je pájet zpět k sobě, nebo ještě lépe je pájet zpět pomocí prefabrikované desky, jako jsem to udělal u bílého vodiče, který spojuje piny 11 v konektorech VGA (připojení se nyní nachází mezi R7 a R8). Grafická karta detekuje, že je připojen displej VGA, snímáním odporu v přibližném rozsahu 50 ohmů až 150 ohmů mezi video piny R, G a B a zemí (zakončovací odpory 75 ohmů na displeji, AODMoST k tomuto odporu přidává), takže I2C piny nejsou opravdu nutné a kabel VGA může fungovat, aniž by byl připojen (jako v kabelu, který jsem použil, samozřejmě nedostatek I2C znamená, že monitor nebude schopen odesílat informace o podporovaných rozlišeních a to může být problematické). Pokud existuje riziko výstřelu, použijte izolační pásku nebo smršťovací bužírku. Spojte stínění ve dvou částech vodiče navzájem a pomocí izolační pásky zajistěte obě části kabelu VGA k sobě a pevně připevněte kabel k desce plošných spojů. Na zadní stranu desky plošných spojů položte několik vrstev papíru a připevněte ji izolační páskou.

Krok 5: Programování mikrokontroléru ATmega

Zapojte svůj programátor AVR do CON1 pomocí vhodného plochého kabelu nebo propojovacích kabelů mezi zásuvkou a zásuvkou. Použil jsem USBasp a AVRDUDE, takže nahrání souboru.hex vyžadovalo, abych provedl následující příkaz:

avrdude -c usbasp -p m328p -B 8 -U flash: w: aodmost.hex

Také jsem potřeboval změnit pojistkové bity na E: FF, H: D9, L: F7, aby mikrokontrolér používal krystal 20 MHz. Ponechal jsem výchozí rozšířené a vysoké hodnoty bajtů pojistky a změnil hodnotu bajtů nízké pojistky z L: 62 na L: F7 pomocí následujícího příkazu:

avrdude -c usbasp -p m328p -B 8 -U l pojistka: š: 0xF7: m

Pokud se vám při nahrávání souboru.hex zobrazí chyba, možná budete muset změnit hodnotu -B (bitclock) z 8 na něco vyšší, například 16.

Krok 6: Použití AODMoST

Připojte napájecí zdroj 12 V- 15 V DC ke šroubovým svorkám (- je blíže k hornímu okraji desky plošných spojů). Zapojte konektor VGA z poloviny IN kabelu VGA do grafické karty, konektor z poloviny OUT do 3D displeje. Zařízení má 4 režimy, z nichž 3 kreslí na video dvojice obdélníků. K dispozici je 6 stránek stettingu. Ty s čísly 0 a 3 obsahují nastavení frekvence/periody, rychlosti okluze, zapínání/vypínání obdélníku a podobně. Stránky 1 a 4 obsahují nastavení polohy, zatímco stránky 2 a 5 obsahují nastavení velikosti. Stisknutím tlačítek MODE + PAGE obnovíte výchozí nastavení ve všech režimech. Více o konfiguraci AODMoST si můžete přečíst v user_manual.pdf

Jedním z možných zdrojů 3D obsahu ve formátu Top - Bottom nebo Side By Side jsou počítačové hry. Pokud používáte grafickou kartu GeForce, lze mnoho her z tohoto seznamu hrát s povolenou funkcí CustomShader3DVision2SBS v 3DMigoto. Zde se můžete naučit, jak ji povolit a jak vyřešit problém s odstínem zobrazeným na obrazovce pomocí 3D Vision Discover anaglyph 3D mode (poznámka: Zjistil jsem, že musíte nastavit „LeftAnaglyphFilter“na „& HFF00FF00“a „RightAnaglyphFilter“na „ "& HFFFF0000" "[jiné kombinace barev by také měly fungovat, stačí, aby jedna barva součásti chyběla], abyste deaktivovali odstín v režimu Discover anaglyph). Uživatelé Radeon a GeForce by měli mít možnost používat software TriDef 3D. Existují hry jako GZ3Doom (ViveDoom), které nativně podporují 3D a lze je hrát bez speciálního softwaru.

EDIT: Měl jsem problémy s deaktivací odstínu 3D Vision Discover v novější verzi ovladačů NVIDIA. To mě přivedlo k objevu SuperDepth3D, post-procesového shaderu ReShade. Tento software je kompatibilní minimálně s 20 a více hrami a funguje s GPU od různých výrobců.

EDIT 2: Našel jsem řešení problému, kdy nelze v nových ovladačích NVIDIA deaktivovat odstín 3D Vision Discover. V „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \“musíte jako vždy změnit „StereoAnaglyphType“na „0“a poté zamknout klíč registru. Chcete -li otevřít Editor registru, stiskněte WIN+R, poté zadejte příkaz regedit a stiskněte klávesu ENTER. Uzamčení klíče bude vyžadovat, abyste na něj klikli pravým tlačítkem, vybrali Oprávnění, Upřesnit, Zakázat dědičnost, potvrzení deaktivace dědičnosti, návrat do okna Oprávnění a nakonec zaškrtnutí políček Odepřít pro všechny uživatele a skupiny, které lze zaškrtnout, a potvrzení pomocí klikněte na tlačítko OK. Všimněte si, že může být potřeba změnit také hodnoty „LeftAnaglyphFilter“„RightAnaglyphFilter“. Pokud chcete provést jakékoli změny, musíte odemknout klíč registru zrušením zaškrtnutí těchto políček pro odepření nebo povolením dědičnosti.

Pokud máte problémy s povolením 3D Vision na prvním místě, protože průvodce nastavením v ovládacím panelu NVIDIA padá, musíte v „HKLM / SOFTWARE / WOW6432Node / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \“změnit „StereoVisionConfirmed“na „1““. To umožní 3D Vision v režimu Discover (což vám umožní používat mody/opravy založené na 3DMigoto, které vám umožní odeslat SBS/TB 3D na jakýkoli displej po odkomentování konfigurace „run = CustomShader3DVision2SBS“v konfiguraci mod/fix „d3dx.ini“soubor).

Všimněte si, že v 32bitovém umístění klíče Windows je „HKLM / SOFTWARE / NVIDIA Corporation / Global / Stereo3D \“. Také HKLM může být nahrazeno HKEY_LOCAL_MACHINE.

EDIT 3: NVIDIA v dubnu 2019 odstraní podporu pro 3D Vision (mluví o Release 418 jako o nejnovějším možném ovladači, který to podporuje, ale 3D Vision je stále podporováno minimálně 425,31).

Krok 7: Přehled návrhu

Signál VGA má 3 složkové barvy: červenou, zelenou a modrou. Každý z nich je odeslán samostatným vodičem s intenzitou barevně kódovanou součástí do napěťové úrovně, která se může pohybovat mezi 0V a 0,7V. AODMoST kreslí obdélníky (překryv) nahrazením barevného signálu generovaného grafickou kartou napěťovou úrovní poskytovanou tranzistory Q1-Q3 v konfiguraci sledovače emitoru, které převádějí impedanci napětí na rezistoru 2k7-dělič napětí trimru 1k. Přepínání signálů je prováděno analogovým multiplexerem/demultiplexorem HEF4053B, napájeným z napájecího zdroje 12V - 15V DC. Odpor přes HEF4053B je spojen s jeho napájecím napětím (vyšší napětí - nižší odpor). Pokud by bylo použito nižší napájecí napětí, grafická karta by nemohla detekovat displej.

Zbytek AODMoST je napájen z 5 V DC poskytovaného regulátorem napětí 7805. Úroveň signálu z mikrokontroléru, který řídí spínání HEF4053B, je převáděn rychlým BS170 MOSFET.

Horizontální a vertikální synchronizační impulsy se liší napěťovou úrovní mezi 0 V a 5 V a vodiče, které je nesou, jsou přímo připojeny k přerušovacím kolíkům ATmegas konfigurovaným jako vstupy s vysokou impedancí.

Z nějakého důvodu jsem měl mikrokontroléry ATmega328P-PU, které jsem měl (mají různá čísla nad sebou), problémy s vnitřními výsuvnými odpory, takže jsem použil externí přítahy 10k. Jediným logickým důvodem tohoto chování, které jsem zjistil, je to, že základní přírodní zákony se mění s expanzí vesmíru a to způsobuje poruchu integrovaných obvodů (to byl pravděpodobně vtip).

Zařízení spotřebovává přibližně 50 mA.