Bên trong HTC Vive: ít sử dụng chất kết dính, chấm điểm 8/10

Đây là bài Teardown chiếc kính thực tế ảo HTC Vive phiên bản thương mại có giá bán 799 USD.

Thông số cơ bản của kính:

• Hai màn hình AMOLED Full HD 1080p kết hợp lại với tổng độ phân giải là 2160 x 1200
• Tần số quét màn hình 90 Hz (90 FPS)
• Tích hợp camera và microphone ở mặt trước
• Gồm cảm biến Accelerometer, gyroscope, và cảm biến định vị bằng tia laser
• Nguồn phát hồng ngoại Lighthouse
• Góc nhìn ngang 110º

Đầu tiên, họ rút bốn sợi dây cáp trên kính ra, model họ sẽ tháo có mã số là 0PJT100.

Trên đó có 1 jack âm thanh chuẩn 3.5 mm, jack cắm nguồn DC, và một cổng HDMI duy nhất với hai bên là hai cổng USB 3.0.

Điều thú vị là, HTC chừa lại một cổng USB bên phải cho các hãng phụ kiện bên thứ ba.

Phần dưới kính có một camera, trông nó giống như quái vật khổng lồ có một mắt giữa trán - Cyclops, nó cung cấp cho Vive một ít công nghệ AR . Nó vận hành như thế nào? Chúng ta cùng vào sâu bên trong và tìm hiểu nhé!

Họ tháo miếng bọt xốp ra, miếng bọt xốp này có thể thay mới và được dính trên kính bằng Velcro (tìm hiểu thêm về dây Velcro tại đây)

Họ tìm thấy một "thông điệp ẩn" bên dưới miếng bọt xốp! Wide Face? Hử? =))

Ẩn mình giữa 2 thấu kính là cảm biến tiệm cận dùng để phát hiện bạn có đang đeo kính hay không mà tắt mở màn hình cho phù hợp, giúp tiết kiệm năng lượng và tài nguyên xử lý.

Tiếp theo họ tháo 2 bánh răng ở hai bên kính ra. Lưu ý rằng, bánh răng này dùng để điều chỉnh khoảng nhìn Eye relief (khoảng cách của thấu kính so với đồng tử mắt), không phải IPD (khoảng cách tâm hai đồng tử)

Ở Oculus Rift không có tính năng này, có thể do thấu kính bất đối xứng của nó cho phép bạn điều chỉnh lấy nét bằng cách đơn giản hơn đó là đẩy kính cao lên hoặc thấp xuống trên khuôn mặt.

Ngoài lề, nút vặn này mới là nơi để chỉnh IPD (Ảnh này không có trong bài Teardown):

Họ mở lớp vỏ bên ngoài ra, để lộ rất nhiều cảm biến, mà theo HTC là có đến 32 cảm biến.

Những cảm biến Photodiode (Điốt quang) này thu nhận ánh sáng hồng ngoại từ 2 Lighthouse phát ra. (2 Lighthouse này phát ra những tia flash hồng ngoại nhấp nháy quét qua khắp căn phòng để Photodiode trên kính thu nhận). Điều này cho phép một máy tính đã được kết nối tính toán vị trí và phương hướng của kính trong không gian như là một hàm số thời gian giữa nhận flash và quét laser hồng ngoại.

Về việc này, các bạn có thể xem clip sau cho dễ hình dung:

Phương pháp này gần như đối lập với cách theo dõi chuyển động đầu của Oculus Rift. Ở Rift, một camera đặt trên bàn theo dõi hồng ngoại phát ra từ kính, còn ở Vive, kính lại thu nhận hồng ngoại phát ra từ nguồn phát Lighthouse, trên thực tế thì không có sự "theo dõi" vị trí kính nào cả.

Một cái nhìn rõ hơn về lớp vỏ bên ngoài của kính. Có thể thấy rằng mỗi lỗ trên bề mặt đều có một bộ lọc hồng ngoại nhỏ.

Những "cửa sổ" hồng ngoại này cho phép Photodiode trên kính có cái nhìn rõ nét hơn về ánh sáng và laser phát ra từ Lighthouse. (iFixit: Chi tiết sẽ được nói đến sau)

Với lớp vỏ ngoài đã được loại bỏ, họ bắt đầu tháo các đầu nối ZIF để tách các Photodiode ra khỏi bo mạch chủ.

Đối với việc điểm số, tất cả mọi thứ cho đến nay đều siêu chuẩn và dễ dàng tháo lắp. Dường như HTC đã giảm đặc biệt nhiều việc sử dụng băng dính và keo. (iFixit có dẫn link tháo máy 3 đời One trước của HTC là M7, M8, M9 trong câu, ý iFixit là những điện thoại kia sử dụng rất nhiều băng dính và keo mà Vive tháo nãy giờ vẫn chưa thấy đâu)

Sau khi khéo léo vượt qua một kết nối ẩn đằng sau camera, toàn bộ lớp vỏ cảm biến đã được lấy ra. Rất dễ dàng.

Ẩn đằng sau lớp vỏ cảm biến đó là một cặp chân tiếp xúc theo kiểu chân đệm/lò xo, cung cấp năng lượng cho toàn bộ thiết bị, ngoài ra còn có miếng đồng, camera

Với nhíp trong tay, họ "nhổ" camera phía trước ra khỏi Vive. Camera này được sản xuất bởi Sunny Optical Technology, trên đó viết: TG07B C1551

Tên công ty này nghe có vẻ quen thuộc! Họ đã từng thấy các mô-đun máy ảnh Sunny trong điện thoại OnePlus One và Project Tango.

Trong lúc làm việc, họ chú ý thấy rằng, mỗi một miếng cảm biến đều được đánh số khác nhau (Trong ảnh là số 18 và 19)

Đây rồi - bo mạch chủ của thiết bị. Chúng ta hãy cùng xem mặt trước của bo mạch trước nhé:

• STMicroelectronics 32F072R8 ARMCortex-M0 Microcontroller
• Toshiba TC358870XBG 4K HDMI to MIPI Dual-DSI Converter (Cũng được tìm thấy trong Oculus Rift CV1)
• SMSC USB5537B 7-Port USB Hub Controller
• Alpha Imaging Technology AIT8328 SoC With Image Signal Processor
• Cmedia CM108B USB Audio Codec
• Micron M25P40 4 Mb Serial Flash Memory
• Micron N25Q032A13ESE40E 32 Mb Serial Flash Memory

Vẫn ở mặt trước:

• Texas Instruments TPS54341 Buck Converter
• Texas Instruments TS3DV642 12-Channel Bi-Directional Multiplexer/Demultiplexer
• Cirrus Logic WM5102 Audio Codec
• Pericom Semiconductor PI3EQX7841 USB 3.0 Repeater
• Lattice Semiconductor LP4K81 A3311RG2 Ultra-low Power FPGA

Giờ là mặt sau (sau khi tháo những miếng EMI lớn vừa nãy ra):

• Nordic Semiconductor nRF24LU1P 2.4 GHz SoC (x2)
• NXP Semiconductors 11U35F ARMCortex-M0 Microcontroller
• Lattice Semiconductor ICE40HX8K-CB132Ultra-low Power FPGA
• Invensense MPU-6500 6-axis Gyroscope and Accelerometer Combo
• Micron N25Q032A13ESE40E 32 Mb Serial Flash Memory
• National Semiconductor 61AE81U L00075B

Tiếp theo: khung giữa, nơi vẫn còn bo mạch chủ. Ở bên hông kính, họ tìm thấy một cáp ribbon nhỏ (ruy-băng/cáp dẹt) đóng vai trò nhận lệnh nút vặn trên kính.

Ta chú ý phía trên bên trái màn hình có phần gờ nhỏ nhô lên.

Khi ta điều chỉnh IPD bằng nút vặn, gờ này sẽ trượt dọc theo miếng Teflon màu trắng, kích hoạt chiết áp tuyến tính (Linear potentiometer - một loại biến trở), nhằm theo dõi vị trí IPD mới và thay đổi hình ảnh trên màn hình cho phù hợp với IPD mới.

Để tìm hiểu kỹ hơn, họ loại bỏ những chi tiết không cần thiết, ví dụ như miếng cao su xung quanh 2 thấu kính.

Nói về điều chỉnh IPD, đây là cơ chế.
Đó là một thanh ren đơn giản với một nút vặn ở đầu. Thật không thể đơn giản hơn, chỉ cần xoay nó một cái.

Họ cũng thấy một cái gì đó tương tự như thế trên Oculus Rift CV1 - mặc dù Rift tinh vi hơn (và phức tạp hơn) với hệ thống hai giá đỡ và bánh răng.

Sau khi "tạm biệt" 4 con ốc Phillips và vọc vạch thêm chút nữa, họ đã tách ra được 2 màn hình hiển thị AMOLED của hãng Samsung.

Mỗi màn hình có số đo theo đường chéo là ~91.8 mm, có thể tính ra được mật độ điểm ảnh là ~447 ppi. Để so sánh, Rift có độ phân giải bằng Vive nhưng có mật độ điểm ảnh cao hơn là ~456 ppi do có màn hình nhỏ hơn một chút (90 mm).

Có một chút chất kết dính ở mỗi bên thấu kính, nó không khiến họ tốn nhiều thời gian để lấy thấu kính ra.

Chúng ta dễ dàng thấy rằng trên mỗi thấu kính có những đường tròn đồng tâm, đây là thiết kế của một loại thấu kính quen thuộc - Fresnel.

Không giống như thấu kính lai ở Oculus Rift, thấu kính của Vive có một đường viền liền mạch. Có vẻ như HTC chọn cách kiểm soát tiêu điểm thông qua điều chỉnh khoảng nhìn Eye relief (khoảng cách của thấu kính so với đồng tử mắt).

Ở mặt bên của thấu kính, họ tìm thấy một mã QR mà họ nói là nhỏ nhất họ từng nhìn thấy. Bất luận cố gắng thế nào, họ vẫn không thể quét được nó. (iFixit: Có lẽ chúng ta chỉ cần một chiếc điện thoại nhỏ hơn) =))

Kính đã hoàn toàn tháo rời xong, chúng ta tiếp tục đến với bộ điều khiển. Trên tay cầm có ghi mã số là: 2PR7100.

Vive được sản xuất bởi HTC, nhưng rõ ràng rằng Valve cũng nhúng tay khá nhiều vào thiết kế. Touchpad trên tay cầm gợi cho ta nhớ đến Steam Controller.

Ngoài Touchpad và nút bấm, trên tay cầm còn có đến 24 cảm biến (cả bên trong vòng tròn), cho phép theo dõi chính xác vị trí của nó dựa trên 2 Lighthouse.

Một vài con ốc Torx và kẹp nhựa giữ chặt vỏ ngoài và các bộ lọc hồng ngoại, nhưng nó không thể ngăn cản họ.

Trong quá trình tháo, họ gặp phải một "cạm bẫy" dây cáp, như họ từng gặp trên iPhone 5s và iPhone SE.

"Cạm bẫy" được gỡ bỏ, chúng ta cùng xem bên trong có những gì.

Tháo TouchPad từ tay cẩm ra, họ lập tức chú ý thấy rằng nó gần giống như Steam Controller mà họ từng tháo.

Cũng giống như trước, TouchPad được vận hành bởi Cirque 1CA027 companion MCU.

Và như Steam Controller, trên mạch in cũng có đánh dấu 7 điểm test point nhằm dễ dàng kết nối trực tiếp với bo mạch.

3.85 V, 3.69 Whr, và pin là 960 mAh Li-poly. Nó có số model là B0PLH100 và một mã QR lớn.

Thật không may, quét mã QR không tiết lộ một thông điệp bí mật nào, chỉ ghi số serial là: 3SMA2638404214.

Có một vài con chip giống nhau giữa tay cầm và kính, và cũng có một số khác:

• NXP Semiconductors 11U37F ARMCortex-M0 Microcontroller
• Lattice Semiconductor ICE40HX8K-CB132Ultra-low Power FPGA
• Invensense MPU-6500 6-axis Gyroscope and Accelerometer Combo
• Micron M25P40 4 Mb Serial Flash Memory
• National Semiconductor 61AKE6U L00075B
• TI61ACCV1 BQ24158

Với kính và tay cầm đã tháo rời xong, họ tiếp tục tháo đến Lighthouse. Nó có bí mật gì? Hãy cùng tìm hiểu!

Dùng một camera hồng ngoại để chụp lại hình ảnh Lighthouse đang hoạt động, ta có thể thấy cấu tạo cơ bản bên trong của nó - một mảng đèn LED hồng ngoại sáng chói và một cặp động cơ giúp Lighthouse tỏa sáng rực rỡ.

Trong khi Rift hoạt động với một camera hồng ngoại và một số phần mềm Machine Vision (Thị giác máy) để tạo ra một dãy Constellation IR LED, thì Vive sử dụng một hệ thống hoàn toàn khác để theo dõi vị trí.

Mỗi Lighthouse nhấp nháy dãy đèn LED hồng ngoại và bắt đầu một chu kỳ tín hiệu. Tia laser quét qua căn phòng theo chiều dọc và ngang, và tất cả những cảm biến Photodiode lạ mắt trên kính và tay cầm bắt đầu thu nhận laser.

Kính hoặc tay cầm có thể xác định được vị trí nhờ dựa trên thứ tự cảm biến đã nhận được tia laser.

Nguồn phát này có số model là 2PR8100, nó cũng là nhãn quy định cho sản phẩm laser cấp 1 (Class 1 Laser Product). Đánh giá này được thiết lập bởi CDRH. Các tia laser hồng ngoại bên trong nguồn phát được phép tiếp xúc trong mức cho phép. Nói cách khác, các tia laser có thể chiếu vào mắt hoặc da với tổn thương không đáng kể.

Với iOpener và tay, họ đã nhanh chóng tháo được vỏ trước của nguồn phát.

May mắn là, toàn bộ phần cứng bên trong là một khối thống nhất. Chỉ cần tháo bốn con ốc Torx là nó rơi ra ngay.

Chúng ta có một mảng đèn LED hồng ngoại và gắn bên cạnh nó là một bộ động cơ giúp phát ra tia laser, cũng như có một cảm biến photodiode hồng ngoại duy nhất cho phép thiết bị đồng bộ với các bộ phận còn lại.

Những con chip có trên Lighthouse:

• NXP Semiconductors 11U37F ARM Cortex-M0 Microcontroller
• National Semiconductor 61AFCXU L00075B
• Broadcom BCM20736 Bluetooth Smart SoC
• STMicroelectronics ST1480AC Transceiver
• Texas Instruments TLC59284 16-Channel LED Driver
• Texas Instruments SN74AHCT595DBR 8-Bit Shift Register With 3-State Output Register

Mỗi một động cơ Nidec trên Lighthouse đều được gắn lên bởi bốn con ốc T5 Torx, nó có số model là B2044N01, và gắn với bo mạch chủ chỉ với một đầu nối ZIF duy nhất.

Nidec có thể không phải là một cái tên quá nổi tiếng, nhưng iFixit đã từng thấy những động cơ DC của họ trong Xbox One Kinect và Mac Pro Late 2013.

Teardown đã xong!!!

Chấm điểm: HTC Vive đạt 8/10 điểm (điểm càng cao càng dễ tháo/sửa chữa).
Tổng kết:

• Mặc dù có một chút phức tạp, nhưng kính được tháo ra dễ dàng và không có thiệt hại.
• Dây đeo đầu và miếng bọt xốp được tháo rời và không có bất kỳ cảm biến hay thiết bị điện tử nào ở đó.
• Ốc Phillips và Torx được sử dụng xuyên suốt toàn bộ thiết bị.
• Phần cứng TouchPad của Steam Controller được sử dụng lại nên một số linh kiện thay thế có thể đã có sẵn.
• Có rất nhiều linh kiện, rất nhiều trong số đó khá tinh tế, nên trước khi cố gắng sửa chữa, bạn nên cần có hướng dẫn.
• Dù ít sử dụng chất kết dính, nhưng thấu kính, Lighthouse và cảm biến đều được giữ chặt.

Theo iFixit
Tổng hợp và dịch: tinvr.wordpress.com