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[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo

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Message par Bouz Jeu 25 Juil 2019 - 23:24

On parle de quoi?:

En théorie:

Les observations:

Premiers essais - Pas assez rapide:

Nouvel essai avec un nouveau micro-contrôleur:

Encore un autre essai avec encore un autre micro-contrôleur:

Les différents signaux vidéo de mes différentes cartes JAMMA:

Essais en électronique discrète - le PLL:

On bouche les trous avec un oscillateur fait à la main:

Aujourd'hui, j'ai décidé que ça devait être plus simple!
Je vais avancer par étages:
- Le premier va suivre le signal d'entrée, en isolant les signaux de synchro horizontale et verticale
- Le second va décaler celui-ci dans le temps (pour produire le décalage horizontal de l'image)
- Le troisième va compter les lignes de balayage et décider quand produire des signaux VBL (pour produire le décalage vertical de l'image)

Mon boulot du jour concernait le premier étage, et je vais tenter de faire la même chose qu'avec le paquet de puces que j'avais mis en place ci-dessus... avec un micro-contrôleur tout nimbus cadensé à 8MHz que j'utilise pour la première fois, un ATTiny85:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo 20191016

Le principe: code 95% dans un gestionnaire d'interruptions, déclenché à chaque impulsion détectée. Le code est plutôt optimisé, balance très rapidement une impulsion en retour et calcule des moyennes de durées de trames pour produire les siennes lors des séquences de VBL.
Tout ça utilise 900 octets de ROM et 29 octets de RAM.

Une fois que tout ça est en place, pour me rapprocher encore un peu plus di signal d'origine, je décide d'innover et d'utiliser pour la première fois de ma vie  un quartz externe. Ca tombe bien, j'en avais acheté quelques uns à 20MHz et c'est justement la cadence maximum de ce micro-contrôleur.
Le montage se complique juste un tout petit peu:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo 20191017

Et quand je lui donne mon signal le plus pourri, celui avec une absence totale de pics de synchro pendant le VBL, eh ben il s'en sort quand même...
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Tiny8410

Vu que ça marche bien, j'en profite pour ajouter la détection des signaux VBL et la production d'un signal qui indique le retour à la première ligne de l'écran. Ca me permettre de savoir quand commencer à compter les lignes.
Voilà ce que ça donne dans mon super analyseur logique à 5€:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Logiqu10

La stabilité du signal n'est pas parfaite, mais elle est tout de même plutôt pas mal. Je valide cet étage pour le moment et je vais m'attaquer au suivant: le décalage.
S'il ne fallait gérer qu'un décalage horizontal, cette installation serait suffisante. Mais vu qu'on n'est pas ici pour rigoler, on continue avec les étages suivants!

=> Retour sur le sujet un mois plus tard... Je me suis remis sur ces saletés de microcontrôleurs ATTINY85. Et puis ça m'a gonflé parce que c'est compliqué à programmer, alors je suis passé à l'ATTINY84 (plus de pattes, et j'ai déjà bricolé un kit pour les programmer) => c'est trop compliquer à debugger et ça m'a gonflé aussi.
Résultat: j'ai opté pour le canon à mouches: j'utilise directement deux plaquettes toutes intégrées avec un microcontrôleur chacune.
- La première fait ce que faisait le petit ATTiny ci-dessus, à savoir détecter et séparer les signaux VSync et VBL
- Ma deuxième fait le comptage de lignes, le calcul des plages de VBL, et les décalages horizontal et vertical.
Vu que j'étais plutôt content du résultat, j'ai branché là-dessus un potar qui permet de régler le décalage horizontal et d'observer le résultat direct sur l'oscilloscope.
Voilà la chose:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Deuxmi10

Et une fois tout ça branché, on arrive au résultat attendu depuis des mois, et de manière plutôt stable, en plus!
Sur l'image ci-dessous, on peut observer un décalave vertical de 5 lignes, un VBL de 3 lignes et un décalage de synchro en avance (donc décalage de l'image vers la droite):
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Chaine10

Et on commence par le test sur une vraie carte JAMMA pour s'apercevoir... Que ça ne marche pas: Des soucis de timing font que le VBL n'est pas détecté correctement. En plus, la forme d'onde est un peu différente de celle sur laquelle je travaillais: cette carte envoie des impulsions durant le VBL, ce qui n'était pas le cas de mon modèle.
=> Je corrige
Puis le VBL est détecté correctement, mais les impulsions générées pendant le VBL ne le sont pas. Et je trouve enfin l'explication à une génération un peu fluctuante autour de al zone de VBL... En un mot: concurrence entre le code de secours (qui génère pendant le VBL) et le code qui produit les impulsions sur interruptions.
=> Je corrige
Je joue un peu avec les décalages horizontaux, pour voir que je suis uniquement capable d'injecter beaucoup de retard dans la synchro, et donc de l'avance, et donc un décalage de l'image vers la droite.
=> Je me prends bien la tête pour ajouter du retard de traitement sur le microcontrôleur qui décode les pulsations en entrée, et j'arrive à générer de l'avance ET du retard. De l'ordre d'une quarantaine de pixels, ça me semble très correct!

J'arrive à quelque chose comme ça:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Chaine11

On voit que le VBL est déclenché en avance de 7 lignes (décalage vers le bas) et on distingue un décalage horizontal de quelques millisecondes en avance, donc décalage de l'image à droite.

Histoire de m'amuser un peu, parce qu'il faut... Je rajoute un 2ème potar pour le décalage vertical.
Après ça, je me prends la tête avec le code pour comprendre pourquoi, quand je bouge l'offset horizontal, ça me fait bouger l'offset vertical. Et j'en arrive à la conclusion que les deux convertisseurs analogique/numérique du microcontrôleur que j'utilise pour lire les potars interfèrent entre eux! J'utilise un autre port et ça atténue un peu la chose. Jamais vu ça avant, c'est couillon.

Ensuite, je me dis que le signal que je produis n'est pas dans les normes, parce qu'il n'y a pas d'impulsion pendant le VBL. Bon, dans les faits, l'écran s'en accommode, c'est le modèle de la carte 60in1. Générer un vrai signal pendant la phase de VBL est carrément pas simple. Mais pour maximiser les chances d'avoir un signal correctement interprété, je vais me rapprocher du modèle de signal de la carte 138in1. Le modèle n'est pas parfait, mais il a le mérite de produire des pulsations durant le VBL, et ça, c'est bien.
=> Je modifie mon code pour gérer des pulsations en logique inverse par rapport aux pulsations habituelles.

J'obtiens le signal suivant:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Chaine12

Cette fois-ci, on observe un signal décalé de 7 lignes vers le bas avec un offset horizontal vers la gauche, et on a bien des pulsations pendant le VBL. A bien y regarder, ça ressemble quand même furieusement au signal d'entrée!

Prochaine étape: supergun de la mort avec 6 résistances et des fils, puis j'intercale mon montage au milieu et on regarde ce qui se passe!

Pour commencer, je me débarrasse des fils soudés directement sur le connecteur JAMMA de la 138in1. Je les remplace par des jolis connecteurs soudés sur une rallonge JAMMA. Ce sera plus simple à connecter sur mes plaques de proto, et sur les PCB de proto qui arriveront potentiellement derrière. Et en plus, je pourrai tester d'autres cartes JAMMA très facilement.
Un connecteur d'alimentation, et un connecteur pour les signaux vidéo. Ca suffira pour le moment:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo 20200116

Je fais les premiers tests... pas d'image. Visiblement, ma carte 138in1 tire la tronche. Je recherche donc une candidate au suicide, et je trouve une Pandora Box X. Parfait!
Voici donc l'installation, avec fils qui se promènent et cosses sur les pins de la prise Peritel!
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Instal10

Les deux potars servent à régler l'image. Concrètement, elle n'est pas terrible, elle ondule légèrement. Après observation du signal de synchro à l'oscillo, je trouve un signal pas beau du tout. Il se dégrade dès que je le raccorde à la télé. L'absence de blindage n'a pas l'air de faire du bien...
Ca devrait être bien carré, mais donne ça:
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Sycnhr10

J'essaie de remplacer le signal de synchro par le mien, et... l'image n'est pas plus belle, mais elle n'est pas plus moche non plus, donc ça  me convient. Et comme disait Yannick pendant ces soirées-là...

En haut...
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Enhaut10

En bas...
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Enbas10

A gauche...
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Agauch11

A droite...
[WIP 60%] Normaliser un signal vidéo Adroit11


Dernière édition par Bouz le Dim 23 Fév 2020 - 12:53, édité 33 fois (Raison : Avancement)
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Message par Joker Ven 26 Juil 2019 - 8:21

Super intéressant et beau projet ,effectivement pour moi le plus compliqué ce sera de ne pas perdre les synchros . mrgreen

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Message par Bouz Sam 27 Juil 2019 - 0:58

Semaine de boulot terminée, en route pour le bricolage!
Ce soir, analyse du trafic sur les fils des signaux Vert et Synchro d'une carte Jamma.
Prochaine étape, connecter un micro-contrôleur là-dessus. La bonne nouvelle, c'est que la tension de synchro est la même que celle des entrées-sorties logiques du microcontrôleur. On va gagner du temps et ce sera bien plus simple!
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Message par Bouz Sam 27 Juil 2019 - 22:59

Edit: premiers essais de détection et génération d'impulsions de synchro avec un microcontrôleurs, et premières interrogations.
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Message par Bouz Dim 28 Juil 2019 - 14:41

Edit: on essaie avec un ESP32.
Promis, quand j'arrive à quelque chose de concret, je fais du ménage et je garde 2 images et 3 paragraphes ;-)
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Message par cypher Lun 29 Juil 2019 - 7:47

T'es un sacré bidouilleur! tu devrais bien t'entendre avec Bernamaphrodite ^^

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Message par Bouz Lun 29 Juil 2019 - 13:22

cypher a écrit:T'es un sacré bidouilleur! tu devrais bien t'entendre avec Bernamaphrodite ^^

C'est gentil, mais on ne joue pas dans la même cour! bave
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Message par Bouz Jeu 1 Aoû 2019 - 13:29

Edit: découverte d'une super page qui décrit le fonctionnement du signal de synchro. Je n'ai pas dit que des bêtises, c'est rassurant ;-)
HDRetrovision - Engineering CSYNC
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Message par Bouz Jeu 1 Aoû 2019 - 23:56

Edit: maintenant que je sais que je suis sur la bonne voie, je commence le code, et je parviens à calculer la fréquence horizontale. Je suis tout excité.
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Message par Bouz Mar 6 Aoû 2019 - 18:08

J'arrive à produire un signal avec un microcontrôleur ESP32. Problèmes, changement de plan.
J'alterne les problèmes et les soucis, mais je pense que je tiens la solution cible.
Nous voilà donc avec un microcontrôleur STM32 et un nouveau lot de problèmes à régler.
Vraiment sur la bonne voie, cette fois-ci?
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Message par Bouz Mer 7 Aoû 2019 - 16:54

Aujourd'hui, prise de conscience du fait qu'il y a autant d'interprétations du standard 240p qu'il y a d'outils pas rangés sur mon bureau.
Présentation des 4 cas que j'ai sous la main, et on part dans une nouvelle direction. Destination le PLL...
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Message par Bouz Mer 7 Aoû 2019 - 22:37

Edit: le PLL est dans la place! Ca y est, j'ai un signal propre pour travailler. Plus qu'à reprendre tout le code bat
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Message par Bouz Jeu 8 Aoû 2019 - 0:54

Edit: code repris, analyse du résultat: le résultat n'est pas assez stable, ça va onduler combat
Projet en pause le temps de trouver une solution alternative! scratch
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Message par Bouz Mer 14 Aoû 2019 - 21:04

Je suis certain que ça va bouleverser votre potentiellement long week-end (moi je bosse vendredi), mais je vous annonce quand même que j'ai trouvé de nouvelles pistes à explorer...
Ce sera à base de:
- micro-contrôleur pour compter les lignes, gérer le décalage vertical, et piloter le reste
- PLL pour générer des pulsations régulières pendant le VBL
- portes logiques pour utiliser les pulsations d'origine tout le temps et celles du PLL pendant le VBL d'origine (c'est ça le coeur de l'astuce n°1).
- un autre PLL et deux compteurs décimaux pour multiplier par 20 la fréquence du signal de synchro et générer les crans de décalage horizontal.
- des registres à décalage en chaîne, pilotés par le signal ci-dessus, pour générer des impulsions décalées dans le temps qui permettront de gérer le décalage horizontal
Des multiplexeurs câblés sur les registres à décalage, et configurés par le micro-contrôleur pour laisser passer la pulsation décalée choisie.
Voilà, avec tout ça, le micro-contrôleur n'est plus responsable du calage temporel des pulsations, et je ne devrais plus rien perdre.
C'est presque trop facile.
Je vais commencer par tester la génération 15x20=300kHz à partir d'un signal de référence à 15kHz.
Puis direction les tests de registres à décakage pour voir s'ils supportent des commandes à 300kHz. Je devrai peut-être revoir la finesse du réglage horizontal si ça ne passe pas.
Un nouvel espoir, donc!
J'espère avoir été clair (j'en doute).
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Message par Joker Mer 14 Aoû 2019 - 22:38

C'est bien tu gardes le moral ! yesss

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Message par Bouz Dim 18 Aoû 2019 - 14:27

Je ne lâche rien, même si je sais pas forcément dans quoi je mets les pieds au départ. C'est un poil chronophage mais très enrichissant.
Mais du coup, il ne faut pas être pressé!
Cette rubrique est parfaite pour moi: ça me pousse un peu plus à aller jusqu'au bout et à structurer ma pensée, même si ça ne passionne pas les foules ;-)
Merci de me suivre!
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Message par Bouz Mar 20 Aoû 2019 - 23:24

Aujourd'hui (enfin avant-hier), découverte d'une nouvelle possibilité avec un PLL: lui injecter une tension qui déphase le signal de sortie: l'idéal pour produire un décalage de l'image horizontal tout en douceur et en prévision!
Et aussi, j'utilise pour le première fois mon analyseur logique à 5€ pour contrôler le déphasage de mes signaux dérivés de la synchro. Et c'est trop la classe!
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Message par Bouz Mar 3 Sep 2019 - 22:35

Bon, vu que ça commence à être franchement chargé, et que je vais attaquer le 37ème plan B (il n'y a plus assez de lettres dans l'alphabet), j'ai rassemblé tout ça en spoilers. Je ne laisserai en clair que la tentative en cours :-)
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Message par Bouz Mar 3 Sep 2019 - 22:54

Et donc le 37ème plan B à base de portes logiques et d'un oscillateur. L'air de rien, je commence à voir pas mal de composants intéressants. Si ça continue, il est possible que je parvienne à quelque chose.
J'obtiens le signal le plus propre que j'aie pu voir jusqu'ici. Pourvu que j'arrive à en faire quelque chose!
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Message par theWave Mer 4 Sep 2019 - 8:21

Ou tu trouves tes composants ? Tu as un shop d'électronique par chez toi ?

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Message par Bouz Mer 4 Sep 2019 - 8:36

Si seulement... j'habite à la campagne. J'ai deux boulangeries et une boucherie pas loin.
Pour les composants, je commande des lots de 20 circuits intégrés à 1€ sur eBay et je les reçois 2 mois plus tard. Ca demande pas mal d'anticipation :-)
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Message par theWave Jeu 5 Sep 2019 - 11:42

OK un peu comme nous dans le 47...
Pour les condos et autres capkits ou composants on a Conrad...

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Message par Bouz Jeu 5 Sep 2019 - 13:52

J'ai fait un capkit sur une télé, je suis passé par Farnell. Pas de frais de port au-delà d'un prix pas très élevé que j'ai oublié, et composants de qualité. Mais forcément plus cher que les lots douteux à 1€ chinois.
Je n'acheterais pas de condos en vrac sur eBay pour un cap kit!
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Message par Bouz Jeu 5 Sep 2019 - 23:20

Edit: j'ai enfin un signal d'horloge calé sur le signal de synchro, et qui poursuit son chemin indépendamment des cochonneries de VBL.
Je suis donc, a priori, en mesure d'introduire un décalage vertical de l'image sur les 3 cartes JAMMA dont je dispose.
Maintenant, il va falloir trouver un moyen d'introduire un décalage horizontal. Soit avec un PLL, soit avec un autre timer 555. En tout cas, la base est stable et c'est très cool.
cheers
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Message par theWave Ven 6 Sep 2019 - 20:43

Bouz a écrit:J'ai fait un capkit sur une télé, je suis passé par Farnell. Pas de frais de port au-delà d'un prix pas très élevé que j'ai oublié, et composants de qualité. Mais forcément plus cher que les lots douteux à 1€ chinois.
Je n'acheterais pas de condos en vrac sur eBay pour un cap kit!

Intéressant pour Farnell car sur Conrad il y a tjs du port même pour des sommes élevées.

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