लिनक्स हेड-माउंटेड कंप्यूटर - इसे स्वयं बनाएं!

यह लेख एक हार्ड-टू-उच्चारण नाम WXHMD के साथ एक होममेड हेड-माउंटेड कंप्यूटर पर केंद्रित होगा, जो पास्कल नामक एक पेरिस के कारीगर द्वारा बनाया गया है। यह एक सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर (कंप्यूटर-ऑन-मॉड्यूल) गमस्टिक्स ओवरो फायर है, जो कि सिर पर चढ़कर डिस्प्ले वुज़िक्स वीआर 9 20 पर लगाया गया है। परिणाम ऑडियो इनपुट और ऑडियो आउटपुट, 3 डी झुकाव सेंसर, 3 डी चुंबकीय कम्पास, टीआई OMAP3530 @ 600 मेगाहर्ट्ज प्रोसेसर, लिनक्स, वाईफाई, ब्लूटूथ के साथ 640x480 की एक स्टीरियोस्कोपिक छवि देने वाला उपकरण था। पावर - 1 amp @ 3.7 वोल्ट। वजन - 180 ग्राम।

1. वुज़िक्स वीआर 920 लगभग 400 यूरो के लिए एक उच्च गुणवत्ता वाला हेड-माउंटेड डिस्प्ले है।

• कोपिन द्वारा निर्मित दो 640x480 डिस्प्ले मॉड्यूल;
• DB15 VGA एनालॉग वीडियो इनपुट;
• USB द्वारा संचालित (नाममात्र - 5 mA @ 5V, लेकिन यह कम वोल्टेज के साथ भी काम करता है, 3.7V तक);
• अंतर्निहित स्टीरियो हेडफ़ोन और मोनोरल माइक्रोफोन (यूएसबी ऑडियो प्रोफाइल);
• तीन-अक्ष एक्सीलरोमीटर और मैग्नेटोमीटर (यूएसबी छिपाई प्रोफ़ाइल);

निर्माता की वेबसाइट पर पूर्ण विनिर्देशों को पाया जा सकता है।

2. गुमस्टिक्स ओवरो फायर सिंगल बोर्ड कंप्यूटर

• TI OMAP3530 प्रोसेसर, अधिकतम 600 MHz, डिफ़ॉल्ट - 500 MHz
• 256 एमबी रैम, माइक्रोएसडी फ्लैश कार्ड
• वाईफाई, ब्लूटूथ
• USB OTG (अधिकतम 100 mA)
• एलसीडी @ 1.8V के लिए वीडियो आउटपुट

डिवाइस का पूरा विवरण निर्माता की वेबसाइट पर पाया जा सकता है।

3. कनेक्शन बोर्ड

सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर को हेड-माउंटेड डिस्प्ले से जोड़ने के लिए, एनालॉग वीडियो आउटपुट के लिए पावर, यूएसबी और सरल डिजिटल-टू-एनालॉग कन्वर्टर्स (डीएसी) के लिए कनेक्टर्स के साथ एक छोटा बोर्ड डिजाइन करना आवश्यक था। DAC कंप्यूटर के वीडियो आउटपुट से जुड़े होते हैं और आउटपुट पर 12-बिट एनालॉग सिग्नल (4 बिट प्रति कलर कंपोनेंट) बनाते हैं। एलसीडी आउटपुट से सिंक्रनाइज़ेशन सिग्नल सीधे वीजीए-कॉन्टैक्ट्स को भेजे जाते हैं (वीआर 920 1.8 वी सिग्नल के साथ काम कर सकता है, हालांकि नाममात्र यह 5 वी होना चाहिए)। OMAP सॉफ्टवेयर बाकी काम करता है। वास्तव में, OMAP पूरी तरह से VGA- संगत सिंक्रोनाइज़ेशन सिग्नल (HSYNC दाल अपर्याप्त अवधि का हो सकता है) उत्पन्न नहीं कर सकता है, लेकिन VR920 भी ऐसे "गलत" संकेतों के साथ काम करता है।


चित्र 1। योजनाबद्ध: wxhmd.sch , wxhmd.sch.pdf

डबल-पक्षीय मुद्रित सर्किट बोर्ड को gEDA gschem में डिज़ाइन किया गया था, जो gEDA PCB में ब्रेड किया गया था, और डायरेक्ट इंकजेट रेसिस्टेंट प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग कर बनाया गया था ( यहाँ इसके बारे में और पढ़ें)।

ओवरो के पिनआउट और पदचिह्न को gEDA प्रारूप में परिवर्तित किया जाना था: OVERO.sym , OVERO.fp । ये फाइलें क्रिएटिव कॉमन्स एट्रीब्यूशन-शेयरअलाइल 2.5 लाइसेंस के तहत गुम्स्टिक्स द्वारा प्रकाशित विनिर्देशों पर आधारित हैं। काम का हिस्सा मैन्युअल रूप से किया गया था, इसलिए इसमें त्रुटियां हो सकती हैं।


अंजीर। २। वायरिंग : wxhmd-2.pcb , wxhmd-2.pcb.pdf

4. सभा

चूंकि Overo USB OTG पोर्ट केवल 100 mA प्रदान करता है, इसलिए हेड-माउंटेड डिस्प्ले USBOTG_VBUS के बजाय VSYSTEM के माध्यम से संचालित होता है।


चित्र 3। VR920 में बोर्डों को एम्बेड करने से पहले प्रदर्शन परीक्षण

डिवाइस पर काम शुरू करते हुए, लेखक ने मान लिया कि VR920 के अंदर 13-पिन कनेक्टर को कच्चे यूएसबी और वीजीए सिग्नल प्राप्त होंगे। लेकिन यह पता चला है कि दो पूंछों (यूएसबी और वीजीए) में स्थित केबल शाखा में एक छोटा बोर्ड होता है जो वीजीए सिंक संकेतों को संसाधित करता है।


चित्र 4। केबल के अंदर "छिपा हुआ" बोर्ड

पास्कल ने यह पता लगाने की कोशिश नहीं की कि क्या ओएमएपी एक उपयुक्त समग्र घड़ी संकेत उत्पन्न करने के लिए उत्पन्न हो सकता है (जाहिर है, यह एक गैर-मानक एक उत्पन्न करता है)। लेखक ने बस इस बोर्ड को कंप्यूटर बोर्ड में मिलाया। इसके अलावा, लेखक हेड-माउंटेड डिस्प्ले कनेक्टर (1 मिमी वेतन वृद्धि में 13 संपर्क) के अनुरूप कनेक्टर को खोजने में असमर्थ था। बलिदान केबल ने इन दोनों समस्याओं को हल कर दिया।


चित्र 5। अंतिम तैयारी: वीडियो सिंक्रोनाइज़ेशन बोर्ड को कंप्यूटर बोर्ड में मिलाया जाता है


चित्र 6। अंतिम विधानसभा से पहले परीक्षण

5. सॉफ्टवेयर

यूएसबी। VR920 USB स्टैक मेजबान को बताता है कि उसे 500 mA की आवश्यकता है, इसलिए लिनक्स तुरंत हेडगेयर को डिस्कनेक्ट कर देगा। आमतौर पर USB हब को बाहरी शक्ति से जोड़कर इस समस्या को हल किया जाता है। हमारे मामले में, यह सबसे अच्छा समाधान नहीं है, क्योंकि हेडगियर वीएसवाईआरएमटी द्वारा संचालित है, तो हम सिस्टम के प्रदर्शन से समझौता किए बिना usb_ignore_power.patch का उपयोग करके यूएसबी डिवाइस पावर मापदंडों की जांच करने के लिए लिनक्स को मजबूर कर सकते हैं।

फ्रेम बफर। यू-बूट वातावरण में, आपको लिनक्स फ्रेम बफर के संकल्प को 640x480 पर सेट करने की आवश्यकता है।

OMAP एलसीडी कॉन्फ़िगरेशन। ये कमांड वीजीए-जैसे सिग्नल उत्पन्न करने के लिए OMAP LCD सबसिस्टम को कॉन्फ़िगर करते हैं:

DISPLAY=:0.0 xset -dpms # LCD,
devmem2 0x480504fc w 0x00003000 # Polarities
devmem2 0x48050464 w 0x02f00f3f # HSYNC
devmem2 0x48050468 w 0x02000901 # VSYNC
devmem2 0x4805047c w 0x01df027f # Size
killall Xorg #

छिपा दिया। हेडरेस्ट एक्सेलेरोमीटर (टिल्ट सेंसर) के माध्यम से / देव / हिद्रव के साथ बातचीत करना सबसे अच्छा है। इसके लिए CONFIG_HIDRAW = y के साथ Gumstix Linux कर्नेल को पुनः स्थापित करना होगा। सेंसर रीडिंग को 17-बाइट विखंडू में पढ़ा जा सकता है जिसमें छह 16-बिट मान (थोड़ा-सा एंडियन) होता है:

root@overo:~# hexdump -e '4/1 "%02x " 6/2 " %4d " 1/1 " %02x" "\n"' < /dev/hidraw0
00 02 02 00 -1 403 -60 82 421 189 ab
00 02 02 00 -9 374 -68 65 400 175 ab
00 02 02 00 -8 394 -65 62 396 174 ab
00 02 02 00 -19 378 -78 35 364 158 ab

6. परिणाम

चित्र 7। रंगीन आयतें (बाईं ओर - मूल छवि, दाईं ओर - हेडगियर में)

E12 श्रृंखला के प्रतिरोधों (10% की त्रुटि के साथ) का उपयोग करते समय भी चिकनी रंग संक्रमण प्राप्त नहीं होता है। हो सकता है कि यह 4 नहीं, बल्कि 5 या अधिक बिट्स प्रति रंग घटक का उपयोग करने लायक हो।

LJ उपयोगकर्ता टिप्पणी 0x8 :
“लेख में प्रतिरोधों पर डीएसी के साथ समस्याओं का उल्लेख किया गया है। चिकनी संक्रमण के लिए, अधिक डैक बिट्स की आवश्यकता होती है, प्रति चैनल 4 बिट्स नहीं, लेकिन 6 कहते हैं (पहले टीएफटी मॉनीटर में यह अधिक गहराई थी)।
प्रतिरोधों के प्रतिरोध को कम करने के लिए, उनके प्रतिरोध को 2 के कारक से बढ़ाएं (लेकिन प्रदर्शन इनपुट को बहुत अधिक वर्तमान का उपभोग नहीं करना चाहिए, अन्यथा ट्रांजिस्टर पर पुनरावर्तक को निकाल देना होगा)। और इस तरह के सर्किट में, + -1% और 10% नहीं के विचलन वाले प्रतिरोधों की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। यह रैखिक अंक-से-एनालॉग रूपांतरण के लिए आवश्यक है। अधिक प्रतिरोधों की सटीकता के लिए अधिक महत्वपूर्ण निर्वहन करता है। सोवियत माइक्रोकिरिस्क में, इन प्रतिरोधों को बाद में नाममात्र मूल्य पर लाने के लिए प्रत्येक चिप पर लेजर द्वारा काट दिया गया था। ”


चित्र 8। हेड-माउंटेड डिस्प्ले पर फ़ायरफ़ॉक्स (वाईफाई के माध्यम से दूरस्थ रूप से लॉन्च किया गया X11)

उपरोक्त तस्वीरों की सबसे अच्छी गुणवत्ता को न केवल सबसे सरल डीएसी के उपयोग से समझाया जाता है, बल्कि इस तथ्य से भी कि यह कैमरे को जगह देने के लिए समस्याग्रस्त है ताकि हेडगियर स्क्रीन पर छवि बिल्कुल ध्यान में रहे।

vroom920.c एक ऐसा कार्यक्रम है जो त्रि-आयामी स्टीरियो छवि को प्रदर्शित करता है और सिर की स्थिति पर नज़र रखने के साथ काम करता है। वह उपयोगकर्ता के चारों ओर एक बेलनाकार कमरे की एक तार की छवि बनाता है।


चित्र 9। vroom920 हेड-माउंटेड डिस्प्ले में

7. निष्कर्ष में

चेतावनी! यह प्रोटोटाइप उपयोगकर्ता सुरक्षा और विद्युत चुम्बकीय संचार के बारे में किसी भी तकनीकी मानकों और नियमों का उल्लंघन कर सकता है।

डीएसी। उच्च गुणवत्ता वाले DAC का उपयोग करना अधिक सही होगा। चूंकि यह लेखक का पहला "लोहा" प्रोजेक्ट था, जो एक इंकजेट प्रिंटर का उपयोग करके मुद्रित सर्किट बोर्डों का उपयोग करके बनाया गया था, लेखक ने प्रतिरोधों पर सबसे सरल डीएसीएस का उपयोग करके किसी भी जटिलता से बचने की कोशिश की।

GPIO। GPIO आउटपुट पर प्रतिरोधों पर DAC, OMAP विद्युत मापदंडों को थोड़ा विकृत कर सकता है, लेकिन समस्या इतनी नहीं है कि ये DAC जल्दी गर्म हो जाएं। यदि रेसिस्टर्स ओवरो को जलाते हैं, तो लेखक इसके बारे में लिखने का वादा करता है।

बैटरी जीवन। सिस्टम 1 एम्पीयर की खपत करता है - बिजली की खपत का अनुकूलन किए बिना। यह काफी स्वीकार्य है, क्योंकि शायद ही कोई हो जो अपने सिर पर दो काम करने वाले माइक्रोवेव ट्रांसमीटर पहनना चाहता हो, एक भारी लिथियम बैटरी और चश्मा जो दृश्य को अवरुद्ध करते हैं।

डिजाइन में सुधार। वीआर 9 20 बोर्ड में कई पेचीदा विशेषताएं हैं जो इस परियोजना में उपयोग नहीं की गईं - विभिन्न वीजीए मोड और रिज़ॉल्यूशन के लिए समर्थन, और यहां तक ​​कि स्क्रीन पर मेनू भी लागू होते हैं जो छवि को ओवरलैप करते हैं। बेशक, आप यह सब हटा सकते हैं और कोपिन के एलसीडी मॉड्यूल के साथ सीधे काम कर सकते हैं। [VOGL2008] ने 320x240 के रिज़ॉल्यूशन वाले मॉडल के लिए इसे लागू किया, जिसमें थोड़ा अलग एनालॉग RGB इंटरफ़ेस है। यहां मुख्य कठिनाइयां 9-वोल्ट सिग्नल के साथ काम कर रही हैं, जो ध्रुवीयता व्युत्क्रम को लागू कर रही है और एक ZIF फ्लेक्स कनेक्टर है।

ग्रन्थसूची

[PCBPRT] इंकजेट पीसीबी प्रिंटिंग में प्रयोग: http://www.pabr.org/pcbprt/pcbprt.en.html

[VOGL2008] गुमस्टिक्स वीडियो आउट बोर्ड :: कोपिन K230LV एडाप्टर: http://pervasive.researchstudio.at/portal/node/49

इस लेख में वर्णित डिज़ाइन के सभी अधिकार और लेख में शामिल तस्वीरें डिज़ाइन के लेखक के हैं।

मूल लेख के लेखक की सहमति से लेख का अनुवाद बनाया और पोस्ट किया जाता है।

स्रोत: http://www.pabr.org/wxhmd/doc/wxhmd.en.html