کالبدشکافی هدست واقعیت مجازی HTC Vive Pro؛ سفر به دنیای سنسورها

قبل از اینکه دست به آچار بشیم، بیایم یه نگاه به مشخصات روی کاغذ این هدست بندازیم تا بدونیم دقیقا با چه سخت‌افزاری طرفیم:

← این هدست از دو تا صفحه‌نمایش AMOLED با رزولوشن 1440p استفاده می‌کنه که در مجموع رزولوشن فوق‌العاده 2880 در 1600 پیکسل رو به چشم کاربر می‌رسونن.

← نرخ به‌روزرسانی تصویر (Refresh Rate) تو این مدل 90 هرتزه که باعث می‌شه حرکات سریع سر، خیلی روان پردازش بشن و کاربر کمتر دچار حالت تهوع بشه.

← تو بخش جلویی، دوربین‌های دوگانه، میکروفون‌های دوتایی و البته هدفون‌های داخلی باکیفیتی تعبیه شدن که تجربه غوطه‌وری تو بازی رو کامل می‌کنن.

← مجموعه‌ای کامل از سنسورها شامل شتاب‌سنج، ژیروسکوپ، سنسور مجاورت و سنسور تنظیم فاصله مردمک چشم (IPD) تو این بدنه جا گرفتن.

ردیابی 360 درجه هدست به کمک فرستنده‌های نوری مادون قرمز از طریق ایستگاه‌های پایه Lighthouse 2.0 انجام می‌شه.

پشتیبانی از ماژول بی‌سیم هم یکی دیگه از قابلیت‌های این مدله که شر کابل‌های دست‌وپاگیر رو کم می‌کنه. برای شروع، یه نگاه به تصاویر اشعه ایکس دستگاه می‌ندازیم تا نقشه راه کالبدشکافی دستمون بیاد و جای دقیق قطعات رو از بیرون ببینیم.

نسخه قبلی Vive به خاطر تعمیرپذیری نسبتا خوبش ما رو تحت‌تأثیر قرار داده بود، و حالا انتظاراتمون از مدل Pro خیلی بالاست. با اینکه ظاهر کلی نسخه Pro خیلی شبیه به برادر بزرگ‌ترشه، اما با همون نگاه اول متوجه تفاوت‌های مهمی می‌شیم.

ارتقا فقط به رزولوشن تصویر ختم نمی‌شه؛ تعداد میکروفون‌ها و دوربین‌های جلویی هم دو برابر شدن تا عملکرد هدست تو اسکن محیط و مکالمه بهتر بشه.

به نظر می‌رسه اچ‌تی‌سی برای سیستم نگه‌دارنده روی سر، از مکانیسم هدست‌های سونی الهام گرفته. اینجا دیگه خبری از دکمه فشاری نیست و فقط با چرخوندن یه پیچ تنظیم، می‌تونی هدبند رو دور سرت سفت یا شل کنی.

هنوز کالبدشکافی رو درست و حسابی شروع نکردیم که چند تا ویژگی عالی برای تعمیرکارا خودنمایی می‌کنه! هدفون‌های این هدست کاملا ماژولار طراحی شدن. این یعنی فقط با باز کردن چند تا پیچ چهارسوی استاندارد و جدا شدن پین‌های فنری (Pogo Pins)، می‌تونی راحت هدفون رو جدا و تعویض کنی.

بهترین قسمتش اینه که خود شرکت سازنده هم دسترسی به این بخش رو برای کاربرها آسون گذاشته و مانعی سر راهت نیست.

با برداشتن پدهای اسفنجی روی صورت و باز کردن یه درپوش پلاستیکی، به کانکتور اصلی کابل اختصاصی Vive Pro می‌رسیم. هرچند هنوز کابل کاملا از این دستگاه حذف نشده، اما اچ‌تی‌سی کار بزرگی کرده؛ تمام خطوط دیتا و برق رو تو یه کابل واحد که از سمت چپ هدست رد می‌شه تجمیع کرده. این یه پیشرفت عالی نسبت به اون دسته کابل‌های سنگین و مزاحم نسل قبلیه.

کابل‌های انتقال صدا با یه کانکتور استاندارد به بردهای مربوط به هدفون متصل شدن؛ این یعنی یه امتیاز مثبت دیگه برای باز کردن دستگاه بدون هیچ‌گونه خرابی یا لحیم‌کاری.

بعد از اینکه کابل‌های هدفون رو آزاد کردیم و چند تا پیچ تورکس رو باز کردیم، بند نگه‌دارنده مثل یه کلاه از روی بخش اصلی هدست بلند می‌شه. موقع جدا کردن هدبند، چشممون به شماره مدل دقیق این دستگاه می‌خوره که 2Q29100 ثبت شده.

روی قاب جلویی هدست فرورفتگی‌های زیادی دیده می‌شه. با کمی دقت متوجه می‌شیم که بعضی از این سوراخ‌ها در واقع مخفی‌گاه پیچ‌های تورکس هستن!

معمولا از پیچ‌های مخفی استقبال نمی‌کنیم، اما خب در مقایسه با استفاده از چسب‌های قوی یا پیچ‌های عجیب و غریب که نیاز به ابزار خاص دارن، این حالت خیلی منطقی‌تر و بهتره.

با کمی مهارت و استفاده از یه پیک بازکننده، خارهای پلاستیکی مخفی رو آزاد می‌کنیم تا پوسته بیرونی از وسط نصف بشه و کامل بیرون بیاد.

جدا کردن قاب جلویی باعث می‌شه ظاهر هدست شبیه ربات‌های نیمه‌کاره بشه، اما برای دیدن قلب تپنده‌ش چاره‌ای جز این کار نداریم!

زیر قاب، پنجره‌های کوچیکی می‌بینیم که مخصوص عبور نور مادون قرمز هستن. این نقطه‌های بنفش‌رنگ دقیقا مثل یه عینک آفتابی برای سنسورهای زیرشون عمل می‌کنن؛ یعنی نور مرئی محیط رو فیلتر می‌کنن تا سنسورها بتونن پرتوهای IR ساطع‌شده از ایستگاه‌های پایه رو خیلی راحت‌تر تشخیص بدن.

درست مثل نسخه قبلی Vive، اینجا هم یه شبکه تارعنکبوتی از دیودهای نوری (Photodiodes) زیر این سطح صیقلی پخش شده که تعدادشون به 32 عدد می‌رسه.

برخلاف بعضی هدست‌های دیگه که خودشون نور پخش می‌کنن، سیستم ردیابی این هدست بر پایه "جستجو و دریافت" نور مادون قرمز کار می‌کنه.

فکر کن اگه دو نفر با سیستم‌های VR متفاوت که یکی فرستنده و یکی گیرنده‌ست رو در روی هم قرار بگیرن، چه تداخل سیگنال جالبی تو نورهای نامرئی به وجود میاد!

چند تا پیچ دیگه رو هم باز می‌کنیم تا پنل جلویی کامل آزاد بشه و به این ترتیب مجموعه سنسورهای نوری رو از بدنه اصلی جدا می‌کنیم.

اولین قطعه‌ای که سراغش می‌ریم، مجموعه میکروفون‌های دوگانه است که تو قسمت پایینی پنل جلو جا خوش کردن.

برای جدا کردن تمیز این میکروفون‌ها، نیاز به کمی حرارت با هیتر و استفاده محتاطانه از اسپاجر داری. البته تا زمانی که میکروفون‌ها خراب نشده باشن، نیازی به باز کردن این بخش نیست و ریسک آسیب دیدن قطعات کمه.

دلیل استفاده از دو میکروفون تو مدل Pro، ارتقای سیستم حذف نویز (Noise Cancellation) حین چت‌های صوتی تو بازی‌های آنلاینه. در قدم بعدی، مادربرد نصب‌شده روی پنل جلویی رو جدا می‌کنیم. وظیفه این برد، پردازش و مدیریت سیگنال‌های دریافتی از سنسورهای IR، دوربین‌ها و میکروفون‌هاست.

زیر این برد، یه لایه ضخیم از ورق مسی می‌بینیم. این مس هم برای جلوگیری از تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) استفاده شده و هم نقش یه خنک‌کننده غیرفعال (Passive) رو بازی می‌کنه تا حرارت دستگاهی که قراره روی صورتت بشینه، بدون نیاز به فن‌های پرصدا دفع بشه.

زیر اون ورق مسی، بالاخره به دوربین‌ها می‌رسیم! دو واحد مجزا که مارک خاصی روشون نیست. اضافه شدن این دوربین دوم به ادعای سازنده، به ردیابی بهتر دست‌ها و درک عمق محیط اطراف کمک بزرگی می‌کنه.

حالا نوبت اسکن کردن و شناسایی آیسی‌های روی برده:

← دو عدد تراشه RF SoC بسیار کم‌مصرف 2.4 گیگاهرتزی ساخت Nordic Semiconductor

← میکروکنترلر 32 بیتی Atmel مدل G55J

← دو عدد حافظه فلش 4 مگابایتی ساخت Winbond

← پردازشگر سیگنال Alpha Imaging Technology مدل AIT8589D (احتمالا نسخه ارتقایافته همون چیپیه که تو نسل اول دیده بودیم)

تراشه FPGA فوق‌کم‌مصرف از Lattice Semiconductor

شتاب‌سنج و ژیروسکوپ 3 محوره ساخت TDK (همون Invensense سابق)

← تو تصویر سوم: یه مبدل نور به دیجیتال ساخت Triad Semiconductor رو می‌بینی که دقیقا کنار هر سنسور نوری قرار گرفته تا پالس‌های مادون قرمز رو سریعا به داده‌های دیجیتال تبدیل کنه.

بعد از بررسی این برد، سفرمون رو به اعماق هدست ادامه می‌دیم. بخش جلویی الان فقط با دو تا کابل مربوط به هدفون‌ها به شاسی اصلی وصله که خیلی راحت جدا می‌شن و می‌تونیم قاب رو کنار بذاریم.

نسل قبلی این هدست تمام قطعات الکترونیکی رو روی یه مادربرد بزرگ جا داده بود، اما تو نسخه Pro این وظیفه بین دو تا برد کوچک‌تر تقسیم شده. این برد دوم (Daughterboard) وظیفه راه‌اندازی نمایشگرها، درگاه‌های ورودی/خروجی و چند تا سنسور دیگه رو بر عهده داره.

با اینکه دیدن این معماری برامون جالبه، اما لحیم شدن پورت‌ها مستقیما روی برد کمی ناامیدکننده‌ست. پورت‌ها جزو قطعاتی هستن که زیاد تحت فشار قرار می‌گیرن و اگه بشکنن، تعمیرشون به خاطر عدم ماژولار بودن، سخت و هزینه‌بر می‌شه.

روی همین برد، پتانسیومتر مربوط به تنظیم فاصله لنزها هم قرار گرفته. این قطعه همون ولوم کشویی کوچیکیه که وقتی می‌خوای فاصله مردمک چشم (IPD) رو تنظیم کنی، باهاش کار می‌کنی.

قیمت این هدست موقع عرضه حسابی سر و صدا کرد، بیایم ببینیم روی این برد اصلی چه گنجینه‌ای از آیسی‌ها خوابیده:

← گیرنده تصویر Slimport 4 کیلواهم Ultra-HD ساخت Analogix

← مبدل دیجیتال به آنالوگ صوتی (DAC) با عملکرد بالا ساخت Cirrus Logic

← تراشه صوتی USB 2.0 از Cmedia

← مبدل کاهنده ولتاژ DC به DC ساخت Texas Instruments

سوییچ‌های آنالوگ صوتی از ON Semiconductor

سوییچ‌های آنالوگ USB ساخت برند ON Semiconductor

← شیفتر سطح ولتاژ 4 بیتی از Texas Instruments

پشت برد هم حسابی شلوغه و تراشه‌های مهمی اونجا قرار دارن:

← کدک صوتی Hi-Fi ساخت Cirrus Logic

← میکروکنترلر مبتنی بر معماری ARM از STMicroelectronics

← مدار مجتمع برنامه‌پذیر (FPGA) کم‌مصرف از Lattice Semiconductor

← حافظه فلش 8 مگابیتی CMOS ساخت Macronix

حافظه فلش 4 مگابایتی از Winbond

کنترلرهای پرسرعت USB 3.0 ساخت Via Labs

← حافظه فلش 4 مگابیتی CMOS مدل MX25L4006E از Macronix

برای رسیدن به اون نمایشگرهای باکیفیت و گرون‌قیمت، کل مجموعه اپتیک و لنزها رو از شاسی میانی بیرون می‌کشیم. این لنزها از نوع فرنل (Fresnel) هستن و همون حلقه‌های متحدالمرکزی رو دارن که تو نسخه استاندارد هم دیده بودیم. این طراحی به کاهش وزن و ضخامت لنز کمک زیادی می‌کنه. با احتیاط یکی از مجموعه‌های لنز و صفحه‌نمایش رو تو دستمون می‌گیریم و فلت تصویرش رو جدا می‌کنیم.

صفحه‌نمایش استفاده شده تو این مدل، پنل AMOLED ساخت سامسونگ با شماره مدل AMS350MU04 هست. جالبه بدونی این همون پنلیه که سامسونگ تو هدست‌های واقعیت ترکیبی اختصاصی خودش هم استفاده کرده.

روی کابل فلت نمایشگر، یه آیسی تامین‌کننده توان به نام TPS65633B از شرکت Texas Instruments و یه حافظه فلش سریال 4 مگابیتی از برند Winbond به صورت ظریفی لحیم شدن.

هنوز تموم نشده! با اینکه ما تو این کالبدشکافی هدفون‌ها رو کامل باز نکردیم، اما تصاویر اشعه ایکس بهمون اجازه می‌ده یه نگاه دقیق به معماری داخلی و سیم‌کشی‌های ظریف اسپیکرهاش بندازیم.

تو تصویر آخر هم می‌تونی یه نمای نزدیک از هدست دوباره سرهم‌شده و کنترلرهاش رو ببینی که تکنولوژی پیچیده‌شون رو زیر یه ظاهر ساده مخفی کردن.

حالا عینک‌های سه‌بعدیت رو بردار تا بریم سراغ نتیجه‌گیری نهایی.

اینم از دل و روده این غول واقعیت مجازی! وقتشه که به تعمیرپذیری این دستگاه یه نمره بدیم و بعدش دوباره جمعش کنیم تا برای بازی آماده بشه. ممنون که تو این تور کالبدشکافی مجازی همراه ما بودی.

هدست HTC Vive Pro تو مقیاس تعمیرپذیری نمره '''8 از 10''' رو می‌گیره (نمره 10 یعنی راحت‌ترین حالت تعمیر):

← باز کردن دستگاه با ابزارهای استاندارد خیلی سرراسته، باعث خرابی قطعات نمی‌شه و هیچ تله‌ یا خار عجیبی سر راهت نیست.

← هدفون‌های جدید کاملا ماژولار هستن و حتی خود شرکت آموزش باز کردنشون رو در اختیار کاربرها گذاشته.

← تقریبا تمام قطعات داخلی با پیچ‌های استاندارد چهارسو و تورکس بسته شدن. پدهای ابری روی صورت هم با چسب ولکرو (چسبک) متصل شدن که تعویضشون رو بی‌دردسر می‌کنه.

← سازگاری این هدست با کنترلرها و ایستگاه‌های پایه نسل قبل، باعث می‌شه اگر قبلا اونا رو تعمیر کرده باشی، اینجا هم کار برات آشنا باشه.

← از چسب به مقدار خیلی کم و فقط برای نگه‌داشتن لنزها، میکروفون و آرایه‌های سنسور استفاده شده.

← این یه دستگاه فوق‌العاده پیچیده با کلی قطعه ظریفه و سازنده هیچ راهنمای تعمیرات رسمی‌ای برای بردهای داخلیش منتشر نکرده؛ پس اگه قصد تعمیرش رو داری، باید بی‌نهایت محتاط باشی. امیدواریم از این کالبدشکافی تو بخش مقالات "آیسی‌مدار" لذت برده باشی. اگه این مطلب برات جالب بود، حتما لینک مقاله رو برای دوستات که عاشق دنیای گیم و سخت‌افزار هستن بفرست!