کالبدشکافی سنسور Oculus Rift Constellation: چشم همیشه بیدار واقعیت مجازی

اطلاعات خیلی زیادی از ریزه‌کاری‌های این سنسور به صورت رسمی منتشر نشده، اما بیا مشخصات اصلی و ظاهریش رو با هم مرور کنیم:

← سنسور فروسرخ (Infrared) برای ردیابی دقیق نقطه‌های نوری هدست.

← پایه فلزی نگهدارنده بسیار شیک و خوش‌ساخت.

← کابل اتصال استاندارد USB 3.0 برای انتقال سریع و بدون تأخیر داده‌ها.

جالبه ببینی طراحی این سنسور چقدر پیشرفت کرده؛ از یه وب‌کم ساده و زمخت تو نسخه‌های اولیه (توسعه‌دهندگان)، رسیدیم به این استوانه مینیمال که شبیه یه چراغ مطالعه کوچیک روی میزت خودنمایی می‌کنه.

وقتشه که وارد کپسول این سنسور بشیم! از اونجایی که هیچ پیچ یا درز مشخصی روی بدنه نیست، مجبوریم با ابزارهای بازکننده لبه‌های قاب رو به آرومی اهرم کنیم تا راه نفوذی به داخل پیدا بشه. خوشبختانه پنل پشتی فقط با چند تا گیره پلاستیکی ساده محکم شده و با یه فشار حساب‌شده، با صدای تق از جاش می‌پره بیرون.

به محض باز شدن پنل، چند تا پیچ امیدوارکننده می‌بینیم... اما زود ناامید می‌شیم چون باز کردن این پیچ‌ها ما رو به هیچ قطعه مهمی نمی‌رسونه و قاب اصلی هنوز قفله!

چون از پشت دستگاه به نتیجه نرسیدیم، می‌ریم سراغ قسمت جلویی و لنز. اول با کیسه حرارتی حسابی لبه‌ها رو گرم می‌کنیم تا چسب‌ها نرم بشن.

حالا با استفاده از یه ساکشن کاپ (کاپ مکنده) قوی و یه کشش محکم، فیلتر نور مرئی رو که با چسب نسبتا محکمی سر جاش نشسته بود، جدا می‌کنیم. تازه الان می‌تونیم چشم اصلی این دوربین فروسرخ رو ببینیم.

وظیفه اصلی سنسور کانسلیشن اینه که فقط نورهای فروسرخ (IR) ساطع‌شده از هدست رو ردیابی کنه. بنابراین هر نور دیگه‌ای تو محیط اطراف، فقط باعث ایجاد نویز می‌شه. کار این فیلتر تیره اینه که تمام نورهای مزاحم رو مسدود کنه و فقط اجازه بده امواج فروسرخ به سنسور برسن.

بدون این فیلتر نور مرئی، سنسور دستگاه دقیقا همون چیزی رو می‌دید که یه دوربین عکاسی معمولی می‌بینه. در این حالت، پیدا کردن و تشخیص الگوی دقیق ال‌ای‌دی‌های فروسرخ برای محاسبه موقعیت و زاویه هدست تو فضای اتاق، براش به شدت سخت و پر از خطا می‌شد.

ما هیچ‌وقت فرصت بازی با تکنولوژی‌های نوری رو از دست نمی‌دیم! فیلتر نور مرئی سنسور رو گرفتیم جلوی لنز دوربین فروسرخ خودمون و رفتیم بیرون تا ببینیم دنیای اطرافمون از پشت این فیلتر چطوری به نظر می‌رسه.

این فیلتر کاری می‌کنه که فقط طیف نوری فروسرخ به سنسور تصویر برسه. به همین دلیله که ال‌ای‌دی‌های فروسرخ روی هدست، از دید این دوربین مثل ستاره‌های درخشان تو تاریکی شب می‌درخشن.

حتی بدون این فیلتر هم می‌شه چیزهای جالبی تو محیط بیرون دید. دقیقا به خاطر همین تداخل نوریه که دوربین‌های فیلم‌برداری معمولی هم یه فیلتر مسدودکننده فروسرخ (IR-Cut) دارن تا دنیا رو دقیقا همون‌طوری ثبت کنن که چشم تو می‌بینه!

خیلی خب، ما دوبار خیلی محترمانه سعی کردیم قطعات داخلی رو دربیاریم، اما انگار قصد تکون خوردن ندارن. پس وقتشه یکم خشن‌تر برخورد کنیم!

تو این لحظه، اون تک‌چشم سنسور کانسلیشن داره با التماس به ما نگاه می‌کنه که بی‌خیالش بشیم!

مجبور شدیم با استفاده از یه فرز مینیاتوری قاب بیرونی رو با دقت برش بدیم. زیر این قاب استوانه‌ای، به یه پوسته داخلی رسیدیم که با چند تا پیچی که حسابی چسب خورده بودن، محکم شده بود. با باز کردن سریع این پیچ‌های چسبی، بالاخره به قلب تپنده و قطعات اصلی این سنسور دست پیدا کردیم.

به‌روزرسانی کالبدشکافی: ای وای! ظاهرا نیازی به برش قاب نبود. تو بررسی‌های بعدی متوجه شدیم که با کشیدن و جدا کردن پایه فلزی، می‌شه قاب سنسور فروسرخ رو بدون برش بیرون کشید. ما روی یه دستگاه دوم با استفاده از انبر قفلی و گیره تونستیم پایه رو با زور از مجموعه دوربین جدا کنیم.

با این حال، اگه آکیولس یه راهنمای باز کردن ساده برای این قطعه منتشر می‌کرد، نیازی نبود دستگاه اول رو با فرز تیکه‌تیکه کنیم!

اولین قطعه‌ای که از این مجموعه شلوغ جدا می‌شه، همون کابل ضخیم USB 3.0 هست.

با اینکه این کابل تا عمق سنسور کانسلیشن نفوذ کرده، اما در واقع یه کانکتور استاندارد USB 3.0 هست. یعنی اگه کابل قطع بشه یا آسیب جدی ببینه، از روی برد قابل تعویضه (البته اگه بتونی بعد از این همه کالبدشکافی وحشتناک، دوباره دستگاه رو سرهم کنی!).

حالا دوربین رو از روی برد اصلی باز می‌کنیم. بعدش هیت‌سینک خنک‌کننده رو از روی دوربین برمی‌داریم و در نهایت لنز رو از روی سنسور تصویر جدا می‌کنیم. حالا دیگه تک‌تک قطعات مهم روی میز پخش شدن.

به ایستگاه آخر رسیدیم. وقتشه تراشه‌ها و آیسی‌های روی برد رو زیر ذره‌بین ببریم:

← کنترلر وب‌کم ساخت شرکت EtronTech که وظیفه پردازش تصویر رو بر عهده داره.

← تراشه بلوتوث کم‌مصرف و ارتباط بی‌سیم 2.4 گیگاهرتزی ساخت Nordic Semiconductor (دقیقا همون تراشه‌ای که تو هدست اصلی آکیولس ریفت هم استفاده شده).

← حافظه فلش سریال یک مگابیتی ساخت Macronix.

← قطعه Balun بلوتوث 50 اهمی ساخت STMicroelectronics.

سوییچ آنالوگ SPDT ساخت ON Semiconductor (به احتمال زیاد).

مبدل کاهنده (Step-down) ولتاژ تنظیم‌شونده یک آمپری DC-DC ساخت ON Semiconductor.

← آرایه دیود TVS چهار کاناله ساخت ON Semiconductor برای محافظت مدار در برابر نوسانات ناگهانی ولتاژ.

خب، این هم از کالبدشکافی سنسور کانسلیشن آکیولس ریفت! دیدیم که یک دستگاه به ظاهر ساده، چقدر مهندسی دقیقی برای ردیابی بی‌نقص نورهای فروسرخ دارد. اگر از این ماجراجویی سخت‌افزاری لذت بردی و دوست داری باز هم از این کالبدشکافی‌های تخصصی بخوانی، حتما نظرت را برای ما بنویس و به اپلیکیشن آیسی‌مدار سر بزن. امتیاز تعمیرپذیری سنسور Oculus Rift Constellation: 7 از 10 (عدد 10 یعنی راحت‌ترین حالت برای تعمیر).

← پایه فلزی و فیلتر نور مرئی قابل جدا شدن هستن و اگه آسیب ببینن، می‌شه با قطعه جدید تعویضشون کرد.

← تمام قطعات اصلی (مثل مادربرد، دوربین، لنز و فیلتر) کاملا مجزا و ماژولار طراحی شدن که این موضوع هزینه و پیچیدگی تعمیرات رو به شدت پایین میاره.

← کابل USB مستقیما به مادربرد سوکت شده و بدون نیاز به لحیم‌کاری می‌شه سریع عوضش کرد.

← چسب بسیار قوی و سرسختی فیلتر نور مرئی رو سر جاش نگه داشته که باز کردنش رو ریسکی و سخت می‌کنه.

← جدا کردن پایه فلزی از بدنه به نیروی فیزیکی خیلی زیادی نیاز داره و بدون داشتن دستورالعمل، اصلا مشخص نیست که چطور باید باز بشه.