本文对于有一定电子基础和动手能力的人来说,可以尝试一下,只要不手残,改造完一定会有所收获,内容有点长,首先说一下做这个事情的心路历程,入手arpara一年多,用来连手机和PC VR玩游戏、看电影,除了网上说的通病:发热、亮度偏低、FOV小、3 DoF漂移外,清晰度确实不错,在平民级的VR眼镜里无对手,清晰度方面可以吊打Pico 4,用VR眼镜看到的图像,不论亮度多高、颜色多鲜艳,如果图像出现了明显的“纱窗效应”,看起来就会索然无味,尤其是带有文字内容的图像,“纱窗效应”的影响更大,就好像第一次看到了1080P的高清影像后,就再也接受不了480P那种DVD的效果,所以总结来说,清晰度是arpara唯一能让我满意的地方,但是最近在使用中发现了一个问题,在Bigscreen的电影院场景中转头去看旁边的座椅,当场景比较暗时,右眼能看到座椅的纹面,而左眼却是一片黑,很明显两眼的图像亮度不一致,就像被蒙住一只眼睛看东西,会造成观看不适感,就此找了原厂售后,回复让寄回去检测,随后告知我,经过他们检测确实发现有左右眼亮度不一致的问题,但认为这是显示屏使用中的正常老化现象,无法处理,但我觉得,只要是程序控制的电子零件,没有不可能修改的,所以询问对方有没有对左右眼独立调节亮度的固件,这样就能解决左右亮度不一致的问题,回复同样是不可以,最后原样寄回,白白浪费快递费。在这样的情况下就准备着手自己改造设备,死马当活马医,对于设备的几个指标参数,FOV由显示屏尺寸和镜头组件确定,无法改变,当然在使用时可以采用怼眼法能增加一点点,但会导致面罩压脸过重,佩戴不舒适;3 DoF稳定性也由电路方案确定而无法改变,剩下的发热和亮度就是有可能改造的。首先收集资料,研究改造的可行性,在网上查找arpara的相关信息,根据“Chiphell”网站上“qy680ty”大咖的拆解文章“一寸乾坤 —— Arpara 5K VR 首发拆解+折叠光学/硅基OLED探秘”,确定arpara使用的显示屏是视涯的1.03寸硅基OLED面板,型号为“SY103WAM01”,屏规格显示最高亮度1800 nits,但不知为何厂家限制了最高亮度,降低一半使用,导致经过Pancake镜头衰减后入眼亮度不够,猜测有可能是考虑显示屏的发热问题,因为arpara的散热设计是被动式散热,正常使用中都能明显感觉整机温度偏高。但根据“qy680ty”的测试发现,厂家也没有完全限制最高亮度(当然也不排除是他们软件上的bug),arpara在设定特定的分辨率“5120x2560 30 Hz”时可以出现最高亮度(有兴趣的同学可以查看原帖,按原帖内容设定这个分辨率后体验一下最高亮度,会有眼前一亮的感觉,但是arpara在这个分辨率下的屏幕刷新率只有区区30 Hz,完全没有实用价值),在屏库网站搜索这个屏的数据手册资料,花了一些代价才下载下来,在手册里找到了屏的连接线路配置和亮度调节的指令,准备工作就绪,正式开始实施改造方案。
第一步,拆机分析电路,确定显示屏的硬件配置,由屏数据手册可以看出,这块屏支持两种接口命令设置方式,MIPI和I2C,arpara的电路配置为两种接口同时支持,如下图:


其中I2C接口由GD32F103微控制器控制,在PCB上测量出原电路左右显示屏I2C数据总线,飞线接上逻辑分析仪,通电采集原电路的I2C控制命令数据,如下图:



这里发现采集到原机的命令与我拿到的数据手册上的命令不太一致,亮度命令根本不在手册中,手册上的亮度设置指令是“0x51 0x0X”,而机器上实测的亮度设置指令是“0xC2 0x0X”,估计我拿到的并非官方最新版本数据手册。


在PCB上测量出其余几根关键连接线路:Wake-Up唤醒(头戴检测传感器)、3D、音量+、音量-这4个按键,至此原电路分析完成。
第二步,将原电路上MCU的I2C总线断开,割线或者挑起MCU管脚,按键电路不需要断开,可以和原电路直接共用,飞线接入外挂电路


使用自己编写的单片机程序接管屏控I2C接口,经过测试,亮度调节实际上只需要执行“0xC2 0x02 0x00 0x01”和“0xC2 0x03 0x00 0xFF”这两条指令即可生效,指令中的最后一个字节是亮度设置值,亮度值的高低字节被拆分到两条指令发送,原机程序设置的最高亮度数据为“0x01FF”,最低为“0x010F”,实测最高亮度数据可以设置到“0x03FF”,这时亮度差不多为原机亮度的两倍,左右屏独立调节亮度可以自己写程序控制,原电路的按键调节亮度功能也可以使用自己的单片机实现。
第三步,改善散热,因为增加了亮度,屏的发热量肯定会增加,靠原来的被动方式散热可能无法保持长时间稳定工作,考虑加风扇主动散热,仔细研究了一下arpara结构,发现在底部散热孔那里有大概20mmx30mmx30mm的空间,考虑在这里放一个微型风扇,做主动散热,上万能的某宝找合适的风扇,最早买的是4mm厚的,实在无法安装进去,除非挖壳破坏外观,想想还是放弃,最后找到了3mm的微型风扇,直接插进去安装,非常合适,风扇和安装位置的效果如下图:




该风扇支持5V和3.3V供电,经过实测,5V供电时风流量不错,但风扇噪音比较大,类似于那种啸叫声,3.3V供电时噪音小很多,但风流量也减少了很多,因为arpara头显戴上时离耳朵比较近,对噪音会很敏感,权衡之后决定使用3.3V供电,戴上耳机后基本听不到风扇声音,至此改造完成。
经过实际使用,在室内20多度的环境下,设置最高亮度连续烤机3小时,头显只是微微发热,完全满足使用,最后总结使用体验:arpara在使用原厂电路设置的最高亮度看Steam VR山顶凉亭时,光线类似于黄昏,改造成屏支持的最高亮度后再看,会发现变成了正午的光线,完美!
第一步,拆机分析电路,确定显示屏的硬件配置,由屏数据手册可以看出,这块屏支持两种接口命令设置方式,MIPI和I2C,arpara的电路配置为两种接口同时支持,如下图:


其中I2C接口由GD32F103微控制器控制,在PCB上测量出原电路左右显示屏I2C数据总线,飞线接上逻辑分析仪,通电采集原电路的I2C控制命令数据,如下图:



这里发现采集到原机的命令与我拿到的数据手册上的命令不太一致,亮度命令根本不在手册中,手册上的亮度设置指令是“0x51 0x0X”,而机器上实测的亮度设置指令是“0xC2 0x0X”,估计我拿到的并非官方最新版本数据手册。


在PCB上测量出其余几根关键连接线路:Wake-Up唤醒(头戴检测传感器)、3D、音量+、音量-这4个按键,至此原电路分析完成。
第二步,将原电路上MCU的I2C总线断开,割线或者挑起MCU管脚,按键电路不需要断开,可以和原电路直接共用,飞线接入外挂电路


使用自己编写的单片机程序接管屏控I2C接口,经过测试,亮度调节实际上只需要执行“0xC2 0x02 0x00 0x01”和“0xC2 0x03 0x00 0xFF”这两条指令即可生效,指令中的最后一个字节是亮度设置值,亮度值的高低字节被拆分到两条指令发送,原机程序设置的最高亮度数据为“0x01FF”,最低为“0x010F”,实测最高亮度数据可以设置到“0x03FF”,这时亮度差不多为原机亮度的两倍,左右屏独立调节亮度可以自己写程序控制,原电路的按键调节亮度功能也可以使用自己的单片机实现。
第三步,改善散热,因为增加了亮度,屏的发热量肯定会增加,靠原来的被动方式散热可能无法保持长时间稳定工作,考虑加风扇主动散热,仔细研究了一下arpara结构,发现在底部散热孔那里有大概20mmx30mmx30mm的空间,考虑在这里放一个微型风扇,做主动散热,上万能的某宝找合适的风扇,最早买的是4mm厚的,实在无法安装进去,除非挖壳破坏外观,想想还是放弃,最后找到了3mm的微型风扇,直接插进去安装,非常合适,风扇和安装位置的效果如下图:




该风扇支持5V和3.3V供电,经过实测,5V供电时风流量不错,但风扇噪音比较大,类似于那种啸叫声,3.3V供电时噪音小很多,但风流量也减少了很多,因为arpara头显戴上时离耳朵比较近,对噪音会很敏感,权衡之后决定使用3.3V供电,戴上耳机后基本听不到风扇声音,至此改造完成。
经过实际使用,在室内20多度的环境下,设置最高亮度连续烤机3小时,头显只是微微发热,完全满足使用,最后总结使用体验:arpara在使用原厂电路设置的最高亮度看Steam VR山顶凉亭时,光线类似于黄昏,改造成屏支持的最高亮度后再看,会发现变成了正午的光线,完美!