Teardown Tuesday: датчик глубины затылочной структуры
Датчик 3D-структуры Occipital сканирует среду с iPad для создания трехмерных моделей. В этом отрыве мы разобраем его, чтобы определить, что внутри.
О датчике структуры
Датчик 3D-структуры Occipital начался как $ 100, 000 Kickstarter, который собрал более чем в 10 раз больше этой суммы. Устройство предназначено для подключения к iPads или другим устройствам и сбора информации о глубине 3-х мер вокруг окружающей среды. All About Circuits получил датчик от Occipital в конце декабря с целью Teardown.
Есть несколько приложений для iPad для датчика структуры, а также стандартный комплект разработчика (SDK) и форумы с информацией для вашего удовольствия от взлома.
Видео ниже - затылочный и показывает, как работает датчик структуры.
Dissassembly
Конструктивный датчик построен вокруг анодированного алюминиевого корпуса. Разборка начинается с удаления четырех винтов на нижней части датчика с помощью отвертки T5.
Для извлечения первичной печатной платы сначала необходимо отсоединить два гибких разъема кабеля (FPC) и отсоединить один красный и один черный провод по обе стороны от FPC в середине платы. Это позволяет удалить основную плату. Удалите еще два винта, которые держат платы питания и платы данных на месте, а затем посмотрите на противоположный конец, чтобы увидеть другой винт, заглубленный глубоко внутри корпуса. Все видимые винты должны быть удалены, прежде чем пытаться удалить сторону объектива на корпусе.
После удаления трех винтов внутри корпуса объектив отпадает и обеспечивает доступ к передней части устройства. Два винта удерживают ИК-излучатель на месте, а четыре винта удерживают ИК-камеру. Снятие USB-разъема и разъема питания легко после того, как ИК-камера будет в стороне.
Не пытайтесь снять крышку объектива на пластиковый носитель. Клей довольно прочный, а стекло довольно хрупкое. Если вы взломали его, вы должны заказать замену обеих частей.
См. Видео ниже, чтобы узнать, как отделить датчик структуры друг от друга.
Взгляд внутрь
Вид спереди и обратный вид основной платы
Вид спереди и обратный просмотр интерфейсных плат USB и питания. Эти доски складываются вокруг гибкого среднего кабеля
| Верхняя боковая маркировка | Описание | Стоимость | Больше информации |
|---|---|---|---|
|
DRV592 Ti47T C09L |
Управляемый PWM драйвер термоэлектрического охладителя H-Bridge | $ 5 | Техническая спецификация |
| Прямоугольный соединитель | |||
|
BQ 24160 TI 441 A4NX |
Зарядное устройство Li-Ion | $ 2 | Веб-страница |
| Коннектор FPC | |||
|
HA08 TI 55k D320 |
Четырехместные 2-позиционные положительные-И-ворота. | <$ 1 | Веб-страница |
|
6C 3521 N0717 |
Конвертер DC / DC Buck-Boost (выход 1.2V, 1.8V, 3.3V) | $ 5 |
Веб-страница Техническая спецификация |
|
M29W160EB "ST" 70Za6 L 99A5W VS MYS 99 527 |
16 Мб флэш-памяти | $ 1 | Техническая спецификация |
|
Правильный смысл PS1080 1314 TW D5S850-2 1080A6SSAGR |
Система 3D-измерения глубины на кристалле | $ 3 | обзор |
|
TI56A9271 OPA2376 |
Низкий уровень шума, низкий ток покоя, прецизионный операционный усилитель | ~ $ 1 | Техническая спецификация |
|
AT 1449D XMEGA64A4U CU-K A2NHYA |
8-битный AVR-микроконтроллер с 64 КБ встроенной вспышкой | $ 4 |
Веб-страница Техническая спецификация |
|
133 3959 1521 |
неизвестный | неизвестный | неизвестный |
Датчик встроен в одну основную печатную плату с несколькими разъемами для подключения ИК-камеры, ИК-излучателя, источника питания и USB.
Передняя и задняя части USB и питания (слева) и основной платы (справа)
Большой алюминиевый корпус действует как большой радиатор для термоэлектрического охладителя (TEC), который скрыт под ИК-камерой. Прямоугольное отверстие в монтажной плате вмещает выступ в корпусе, в котором находится термоэлектрический охладитель.
(1) DRV592 H-Bridge (красный)
DRV592 - это высоковольтный H-мост с широтно-импульсной модуляцией (PWM), который управляет термоэлектрическим охладителем. Он способен выводить ± 3 ампер. Вы заметите, что 32-контактный VFP-пакет имеет гораздо больше контактов, чем большинство микрочипов H-bridge. Это связано с тем, что для каждого выхода на TEC имеется пять терминалов, привязанных к полупроводниковой матрице, шесть клемм, привязанных к заземлению, и восемь клемм для входа Vdd.
Схема для H-моста DRV592. Изображение предоставлено Texas Instruments
(2) Прямоугольный разъем (желтый)
Эта пара прямоугольных разъемов соединяет главную плату с разъемами данных и питания.
(3) Зарядное устройство BQ24160 (зеленый)
Высокие требования к току TEC требуют встроенного источника питания с помощью литиево-ионного аккумулятора. Этот BQ24160 представляет собой двухжильный 2, 5-литровый переключатель Li-ion-зарядного устройства с управлением I²C и встроенным контролем температуры с помощью термистора в аккумуляторной батарее.
Схема для зарядного устройства BQ24160. Изображение предоставлено Texas Instruments
(4) SN74AHC08 И ворота (синий)
Это, по-видимому, новая версия старой логической схемы, двухопорный 2-входной логический элемент SN74AHC08.
Я не совсем уверен, что дизайнеры используют его, но хорошо помнить, что не каждая проблема должна быть решена путем добавления другого микроконтроллера. Логические схемы серии 7400 могут быстро, надежно и недорого решать самые разнообразные проблемы.
(5) Гибкий разъем для печатной платы (сирень)
Два гибких печатных разъема находятся на главной плате для подключения к ИК-камере и ИК-излучателю с структурированным освещением.
(6) LTC3521 Конвертер Buck-Boost (бирюзовый)
LTC3521 представляет собой трехканальный микроконтроллер питания Buck / Boost постоянного тока с одним выходом buck / boost 1A и двумя выходами 600 мА. Многие из пассивных компонентов в непосредственной близости от ИС являются вспомогательными компонентами для этого устройства.
Схема преобразователя LTC3521. Изображение предоставлено Linear Technology
(7) Память M29W160EB (розовый)
M29W160EB представляет собой 16 Мб памяти шаровой решетки (FBGA), используемой в качестве буфера для 3D-датчика.
(8) Микроконтроллер PrimeSense PS1080 (оранжевый)
Датчик PrimeSense SoC Carmine 3D является основным микроконтроллером, который генерирует трехмерную сцену. Он управляет структурированным световым датчиком, который отправляет регулярный рисунок инфракрасных точек и находит их с помощью CMOS-датчика. Микроконтроллер создает изображение глубины VGA-размера и отправляет данные через интерфейс USB. Это отличается от конструкции контроллера Leap Motion Controller, который, как представляется, обрабатывает данные полностью вне устройства.
Блок-схема PS1080 SoC. Изображение предоставлено PrimeSense
(9) Микроконтроллер ATxmega64A4U (Teal)
Это микроконтроллер ATxmega64A4U, который, без сомнения, контролирует все, от интенсивности ИК-светодиодов до H-моста, до 3D-датчика Primesense. Он обладает всеми возможностями, которые можно было бы ожидать от современного микроконтроллера, включая несколько вариантов периферийной связи. Эта конкретная конфигурация включает в себя 64k Flash, загрузочный раздел 4kB, 2K EEPROM, 4k SRAM и кристалл 32 МГц.
Блок-схема микроконтроллера ATxmega64A4U. Изображение предоставлено Atmel. нажмите, чтобы увеличить
(10) Неизвестный (коричневый)
Я не смог позитивно идентифицировать этот компонент, основываясь только на его верхней стороне. Основываясь на его отпечатке и близости к микроконтроллеру, я думаю, что это серийный EEPROM. Если читатель знает, или я узнаю в будущем, я обновлю статью.
Вывод
Датчик 3D-структуры Occipital - это хорошо спроектированное устройство, которое включает в себя большое количество электротехники и машиностроения. Приложения включают виртуальную реальность, расширенную реальность, кино, дизайн интерьера, автономные роботы / планирование движения и многое другое.
Следующий Teardown: виртуальная плата Drumkit для барабанных палочек