Как добавить разъем программирования платы ИК в OSVR HDK 1.2 1.3 1.4 2

Система позиционного отслеживания, встроенная в OSVR HDK, использует набор ИК-светодиодов, встроенных в гарнитуру, синхронизированных с ИК-камерой с высокой частотой кадров. Светодиоды управляются (в определенных временных интервалах, шаблонах и т. д.) выделенным микроконтроллером STM8 на отдельной плате внутри HDK, которую, к сожалению, нельзя перепрошить через существующие USB-подключения HDK.

Это руководство показывает, как получить доступ к ИК-плате и где/как стоит припаять провода и разъем (хотя оно не обучает пайке и не вдается в подобные детали). Оно является частью общих инструкций по перепрограммированию микроконтроллера драйвера ИК.

В тексте встречаются соблазнительные упоминания о разъеме программирования "P5" и о том, что не придется паять. Единственный случай, когда вы можете этим воспользоваться, — только если: а: ваше устройство действительно имеет этот разъем (HDK 1.4 и HDK 2), и б: ваш программатор — это официальный комплект ST-Link V2 от ST или одного из их дистрибьюторов, который поставлялся со стандартным кабелем Erni с шагом 0,1" и 4 контактами (верхний левый кабель на изображении по ссылке на Digi-Key). Вероятно, 99% устройств, помеченных как "ST-Link V2", этим требованиям не соответствуют.

Части этого руководства основаны на других руководствах сообщества iFixit по HDK — благодарность этим авторам за их работу, особенно за отличные фотографии! Их отказ от ответственности распространяется и на это руководство: они не несут ответственности, если при выполнении этого руководства вы что-то сломаете.

Шаг 1

Положите гарнитуру HDK лицевой частью вниз на мягкую поверхность. Снимите два винта Phillips #00 с нижней части.

Если винты не отворачиваются легко, возможно, потребуется другой отвертка. Они довольно маленькие и точные, в версиях 1.3 и новее по крайней мере, по всей видимости, это Phillips #00 (возможно, в 1.2 — просто #0), но если ваш набор отверток не точен, их легко сорвать. Если винты не проворачиваются, попробуйте другую отвертку.

Шаг 2

Поставьте гарнитуру в нормальное положение.

За красным прямоугольником находится разъем между ленточным кабелем, прикрепленным к передней панели, и ленточным кабелем, уложенным внутри корпуса HMD. Он зафиксирован лентой в дополнение к силе соединения, но все же достаточно хрупок, поэтому при открытии эту левую сторону следует считать «шарниром».

Теперь сверху в углах удерживают переднюю панель корпуса только две пары магнитов. (На внутреннем изображении один из магнитов передней панели не показан.)

Сверху есть два пазa с метками, которые используются для снятия передней панели. Учитывая минимальную силу, удерживающую панель, и расположение разъема панели, аккуратно потяните/отогните панель наружу и влево. Не используйте для этого шага никаких инструментов!

На изображениях показан OSVR HDK 1.4; внутренности HDK 1.2 и 1.3 выглядят крайне похоже. Главная плата в HDK 2 отличается, но базовая процедура открытия и кабели отслеживания должны быть такими же. Кабель разъема передней панели для HDK 2 иной, менее хрупкий и позволяет при необходимости простое отключение/подключение.

Избегайте напряжения на разъеме (версии 1.x), выделенном красным: не позволяйте передней панели висеть на нем и не тяните за него. Если он отключится внутри, вы заметите, что ИК-светодиоды отслеживания не загораются. При условии, что разъем не оторван, вы можете аккуратно совместить и сжать его, чтобы вернуть на место; вы почувствуете щелчок.

Шаг 3

Если вы следуете этому руководству, чтобы перепрошить ИК-плату, и можете использовать разъем программирования "P5" — дальнейшая разборка не требуется. Розовым выделен расположение P5 в собранном HDK 1.x с этим разъемом (выпущенные блоки 1.4 имели ИК-плату с P5).

Отключите ленточный кабель между платами (соединяющий ИК-плату и основную плату), подняв/наклонив белую фиксирующую часть, затем аккуратно выдвиньте ленточный кабель.

На плоскости ИК-платы, примерно там, где указывает желтая стрелка, оранжевые ленточные кабели (переносящие ИК-светодиоды и дополнительную схему позиционного отслеживания) подключаются к ИК-плате таким же плоским разъемом, как тот, что используется между ленточным кабелем передней панели и корпусом.

Секцию разъема ленточного кабеля укрепляет небольшая платка, которую видно чуть за краем самой ИК-платы. В 1.4 и новее, как показано, она находится прямо над разъемом P5 (розовым). Если подходить с передней стороны, вероятно, понадобится ноготь или пика/лопатка. Сзади разъема, скорее всего, будет достаточно пальца.

При сборке установите плату на место и сначала подключите другой ленточный кабель. Затем этот кабель естественно встанет в нужное положение. Будьте осторожны и не применяйте чрезмерную силу: эти разъемы не предназначены для частого или грубого повторного подключения, и они не защелкнутся, если не будут идеально центрированы и выровнены. Немного прихитрить, но это выполнимо.

См. следующий шаг для дополнительной информации, подробных фотографий и тактик разборки для этого разъема оранжевого ленточного кабеля.

После удаления этих двух кабелей вы сможете вытащить ИК-плату: будьте осторожны, чтобы не тянуть за оранжевые ленточные кабели (они должны быть приклеены к корпусу HMD с помощью клея на резиновых упорах у каждого светодиода). Можно прижать резиновые упоры обратно к корпусу, если клей отошел.

Шаг 4

Это соединение ленты с светодиодами и платой ИК может сначала показаться пугающим, потому что кажется, что лента «напрямую подключена» к плате — но на самом деле это просто разъём на лицевой стороне ИК-платы. Первые два изображения взяты из разборки модифицированной версии 1.2 (вы никогда не увидите такое в собственном устройстве), но они лучше показывают, как это подключено.

На этих фотографиях оранжевая лента со светодиодами вынута из корпуса HMD. Это был опытный образец, у которого полные возможности трекинга были пожертвованы ради демонстрации. НЕ снимайте оранжевые ленты со своим HMD, чтобы получить удобный доступ — для трекинга требуется точное позиционирование светодиодов.

Первое фото: разъём подключён, лента разложена в сторону для лучшего обзора. Видна «верхняя» сторона платы, которая при установке обращена в сторону корпуса HMD.

Когда плата находится внутри HDK, зелёная стрелка будет указывать наружу, в переднюю часть HMD.

Когда оранжевая лента со светодиодами правильно оставлена целой, она фактически слегка согнётся (вблизи отмеченной чёрной линии) над ИК-платой так, чтобы обе синие стрелки были направлены к верху HMD.

Второе изображение: разъём сразу после отсоединения, обе половины разъёма обращены к камере. Снова лента неестественно разложена для удобства фотографирования. Как и ранее, зелёные стрелки указывали бы в переднюю часть, а синие — к верху.

Здесь видно как сторону разъёма для ленты («гнездо») жёлтого цвета, так и платную часть разъёма, выделенную красным. Для более чёткого представления о том, как они соединяются, см. даташит на разъёмы серии JAE WP7 (на плате используется JAE-WP7B-P040VA1), в котором есть 3D-визуализации.

Шаг 5

Это вид ИК-платы HDK версии 1.4 и выше, смотрящий на сторону, обращённую наружу HMD. При повторной установке левый край платы, видимый здесь, будет направлен к верху HMD.

Здесь вы можете лучше рассмотреть элементы, упомянутые в предыдущем шаге, что может помочь при сборке.

Это плата-плата лента. Снимать конец с основной платы гораздо сложнее при повторной сборке, чем оставлять его на ИК-плате, поэтому просто оставьте этот кабель подключённым к ИК-плате, пока она вынута.

Это платная половина разъёма для оранжевых лент — видно, что она плотно прилегает к плате и имеет прямоугольную форму (и не обязательно идеально перпендикулярна плате), что может помочь представить себе, как её подключать обратно.

Это программный разъём «P5», подходящий для использования с официальными комплектами ST-Link v2 с набором кабелей. Ранние платы не имеют этого разъёма или даже этой выступающей части печатной платы — это не повод для беспокойства. Назначение контактов дублирует P3.

Внизу по центру, под микроконтроллером STM8, расположен набор непайных контактов. Разъём P3, выделенный оранжевым, — это программный разъём, и именно он нас интересует. Контакты 1 и 4 пронумерованы на шелкографии; контакт 1 также отмечен точкой и имеет квадратную, а не круглую, контактную площадку.

Назначение контактов P3 (и P5, если присутствует — контакт 1 там обозначен кругом): 1: 3.3В, 2: SWIM, 3: GND, 4: RESET

Если ваши разъёмы P3 и P4 запаяны проводами с окончанием (в некоторых ранних 1.2), вы можете использовать эти провода напрямую. См. следующий шаг. В противном случае пропустите его.

Шаг 6

Если ваши разъёмы P3 и P4 запаяны проводами с наконечниками (в некоторых ранних экземплярах 1.2), вы можете использовать провода напрямую. Вам понадобятся следующие провода:

GND: третий провод (чёрный) от первого разъёма (P4)

3.3V: первый провод (красный), P3

SWIM: второй провод (оранжевый), P3

RESET: третий провод (четвёртый контакт, белый), P3

Шаг 7

В обоих моих примерах я выбрал аудиоразъём CD-ROM, который вытащил и отпаял со старой звуковой карты. Ничего особенного, кроме того, что у них нужный шаг (0.1 дюйма), 4 контакта и явно помечен контакт 1, так что когда «выемка» направлена вниз, контакты совпадают с порядком разъёма на плате.

Если у вас не получится придумать альтернативу, после пайки у вас останутся оголённые провода. Если их много, стоит использовать термоусадочную трубку (или хотя бы изоленту), чтобы избежать короткого замыкания.

Конкретный выбранный разъём не имеет большого значения, если к одному его концу можно припаять провода, вы можете отслеживать, где контакт 1, и шаг совпадает с кабелем вашего программатора STM8 (часто 0.1").

Если у вас есть кабель для разъёма «P5» и на вашей плате установлен разъём P5, пропустите эти шаги по добавлению разъёма и сразу переходите к следующему шагу инструкций по программированию.

Шаг 8

Выберите провод не слишком большого сечения (должен проходить в отверстия печатной платы) и, по возможности, гибкий, чтобы вы могли легко сложить разъём и провода обратно в HDK и собрать устройство.

Пример с красным проводом — цельный монтажный провод с катушки, 22 AWG (0.65 мм в диаметре). Он немного жёсткий: работает, но не очень гибок.

Многоцветный провод в другом примере — это два из четырёх скрученных пар «рейтингованного» кабеля CAT5e — 24 AWG (0.51 мм в диаметре) цельный. (Я поместил две пары в термоусадку для аккуратности.) Это гораздо удобнее: легче сгибается при установке в шлем и менее громоздко. Пары сами по себе не важны, поскольку только один провод передаёт данные.

Какие бы провода вы ни выбрали, вам нужно 4 провода длиной около 1.5" или 4 см, с обнажёнными и залуженными концами для пайки. Также следите за порядком проводов во время работы, особенно если все провода одного цвета.

Шаг 9

Начните с припайки концов проводов к выбранному разъёму. Техника пайки выходит за рамки этого руководства, но помните, что нужны ровные, блестящие паяные соединения.

Мы сначала паяем сторону разъёма отчасти для того, чтобы при использовании термоусадки вы могли надеть и усадить термоусадочную трубку сейчас, прежде чем припаивать провода к более чувствительной плате. Оставьте достаточно длины на другом конце, чтобы развести провода и вставить их в отверстия платы.

Шаг 10

Протяните провода от разъёма через «верх» платы (сторона с шелкографией P3), убедившись, что вы сопоставили контакт 1 разъёма P3 с проводом, идущим от вашего разъёма на контакт 1.

Удерживая провода на месте, аккуратно переверните печатную плату так, чтобы «верхняя» сторона оказалась внизу и лужёные концы проводов выступали сквозь плату. (На этом этапе может пригодиться прищепка для пайки или аналогичный инструмент.)

Нанесите флюс и аккуратно пропаяйте все четыре провода (нагревая как контактную площадку, так и провод, затем подавая припой после нагрева). Припой должен капиллярно пройти через металлизированный сквозной контакт на другую сторону, превратив медные площадки в серебристый цвет с обеих сторон и плавно обтекать провод.

Следите за тем, чтобы не нанести слишком много припоя, а также чтобы площадки не были замкнуты друг с другом!

После остывания пайки (не двигая их!), когда вы будете уверены, что пайки прочные, чистые и блестящие по всей окружности, можно обрезать выступающие снизу платы концы проводов.

Повторюсь, это не урок по пайке (и изображение не обязательно демонстрирует лучший пример пайки) — в сети много ресурсов по этой теме.

Шаг 11

Если вы используете универсальный программатор в металлическом корпусе в стиле «USB-накопителя», на нём, скорее всего, будет схема распиновки, похожая на эту. Напомним по распиновке P3: на плате, и теперь на вашем разъёме, в этом порядке расположены 3.3V, SWIM, GND и RST.

Удобно, что у этого программатора те же контакты расположены рядом друг с другом (хотя в обратном порядке), начиная с его собственного контакта 1, обозначенного тиснённой стрелкой в пластике. Я использовал кабели, поставляемые с ним, подключив белый к RST, чёрный к GND, коричневый к SWIM (линия данных) и красный к 3.3V.

Не у всех клонов ST-Link v2 одинаковая распиновка — ориентируйтесь на маркировку вашего устройства!

На моих разъёмах CD-Audio, с вырезом для «защёлки» вниз, контакт 1 находится слева, поэтому правильный порядок слева направо будет: красный, коричневый, чёрный и белый, как на фото. Цвета проводов могут отличаться, но убедитесь, что порядок совпадает.

Теперь можно переходить к программированию!

Если вы используете Windows, при подключении инструмента программирования к компьютеру, вероятно, потребуется установить для него драйверы

Если вы можете использовать разъём P5, продолжайте с этого места: следуйте инструкциям в руководстве пользователя от ST, чтобы подключить кабель к P5, затем приступайте к программированию.

Заключение

Продолжайте с остальными инструкциями по программированию платы инфракрасного модуля. Если вы захотите перепрограммировать плату в будущем, вам потребуется только открыть лицевую панель и получить доступ к установленному заголовку (если он был добавлен).

Для повторной сборки устройства следуйте инструкциям по разборке в обратном порядке.

Если вы добавили разъём на кабель, аккуратно сложите его. Некоторые модифицировали свою гарнитуру так, чтобы кабель с разъёмом выступал снизу для будущих обновлений без открытия лицевой панели.

Не перемещайте место расположения резиновых буферов и светодиодов на инфракрасных лентах.

Лёгко сожмите разъём на кабеле лицевой панели, чтобы убедиться, что он остался подключён.

Если какие-либо резиновые буферы вокруг светодиодов оторвались от внешнего корпуса HDK, вновь приклейте их к корпусу, не нарушая их положения в остальных направлениях.

Перевод руководства с ifixit.com