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[笔电]超乎想象的体验,楼主历时一周制作,外接触摸平板显示器,DIY精品 [复制链接]

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离线ytlzq0228
 
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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2014-01-21
— 本帖被 發騷友 设置为精华(2014-01-21) —
楼层较多,建议大家先只看楼主......↗看这里

在WIN8时代我们都想拥有一台触摸电脑,但是surface的售价确实昂贵(虽然楼主一直在攒钱买),因此触控笔记本或者变形本占据了半壁江山。在坛子里可以看到很多改自己笔记本增加触控屏的帖子。
但是楼主觉得:图样图森破......
楼主确实曾经考虑过增加笔记本的触摸功能,说实话,没什么难度,而且楼主看来看去觉得好多人在增加触摸屏后都会牺牲一个USB端口甚至是外接一个USB线,哎哎哎,楼主无力吐槽啊,关于直接在笔记本上改装触摸屏,楼主提醒一下以后的坛友们,蓝牙模块的接口,摄像头的接口,都是标准的USB接口,干嘛非要去外接啊,直接接在里面多好。

当然,这次,楼主是没有在笔记本里面加装触摸屏的,楼主制作了一款外置的,独立的,可触摸的平板显示器。类似的产品有联想的ThinkVersion LT1421,但是LT1421没有触摸功能,而且后面鼓出了一块,不适合放置在笔记本C面上使用。
楼主当初设想的产品是:一块放置在笔记本C面上,仅仅使用一个USB接口,拥有触摸功能的屏幕,让笔记本变身成为一个双屏幕笔记本。类似的产品ACER宏碁有一款笔记本,是酱紫的:
超乎想象的体验,楼主历时一周制作,外接触摸平板显示器,DIY精品
恩,差不多,楼主就是想拥有这种效果。
下面看一看楼主的效果图。

恩,就是酱紫,上面是笔记本原来的显示器,下面是外置的显示器,放置在C面上,完美,触控体验也很棒。(大家无视杂乱的桌面,无视胶带纸,无视垃圾渣渣什么的,刚做完就拍的图,还没来得及收拾桌面(*^__^*) 嘻嘻……)

下面,楼主从头开始介绍这次外置触摸屏的制作过程(历时一周)

首先,楼主设计了一个基本的组件结构图,也是大体的原理图。

在系统中,两种信号(视频、触控)统一使用USB线缆与主机通信,显示器使用LVDS驱动电路驱动液晶面板。从理论上讲,没什么难度。难度是,如何把这些设备,统统塞到一块屏幕里,而且所有设备的厚度都要限制在6.2mm以内。楼主在设计和制作的时候,可都着实费了一番脑筋。
设计好了之后,楼主开始采购进行组装,清一色的顺丰到付,按物品到货先后顺序依次组装。
最先到的是触摸屏,电阻屏,单点触控,不过也够了。楼主在测试了确定好用之后,就开始下第一刀。

触摸屏控制板的最后的地方是8mm,是一个杜邦插头,楼主第一步就是清除这些插头,到时候使用直接焊接的方式进行线缆连接。

插头已经拆掉了,很漂亮的小板子,做工感觉还可以哦~~~

测了一下,最厚的地方只有4.18mm,完全满足要求~~~算上可能存在的固定胶带的地方,也是符合要求的。
之后就是固定触摸屏膜和触摸控制板,使用胶带纸固定在屏幕后面,触摸屏使用双面胶贴在屏幕前面就行啦。

贴好双面胶的触摸屏~~~

已经贴上去了,左下角就是小小的触控模块。

直接焊接连接线,左边就是其原来使用的插头和插座~~~

固定上屏幕外框,是不是看起来很高端啊~~~

甩到反面以后固定好,走线要科学(之后东西多了就顾不上了,哈哈哈,也就现在看起来还比较整洁)

接下来,嗯嗯,要做什么呢,其实楼主在家槑槑的坐了一天,因为后面的东西还没来,哇噢噢噢。
。。。。。。。。过了一天以后,大清早的,快递来敲门。恩,只到了一件,看看到了什么。

到货的是USB3.0 to VGA的转换器,海备士出品的,拆开看一看,恩,做工还不错。

这是我以前买的一个绿联的DisplayPort to DVI的转换器,把两个拆开都对比一下。

感觉做工都还算不错,贴片元件位置很正,里面的结构都差不多。DP to DVI是为了让笔记本适应1080P的显示屏,因为VGA接口在传输1080P信号的时候,屏幕上出现了水平飘逸的情况,所以当时买了这个转换器来外接1080P的显示器。
一个帖子就能发15张图片,未完待续,楼下继续直播。


继续。。。。。。

拆开以后,去除外壳,去除热熔胶。芯片特写。用的是FRESCO的解决方案,楼主百度了下,这家公司在生产USB3.0集线器,转换器上还是小有名气的。

背面特显,做工还不错哦~~~

拆除外壳什么的以后再试一下,仍然好用哦~~~无视这个破显示器,这是为了工程需要,特意从角落里翻出来的一个显示器~~~~外壳都没了~~~哈哈哈
之后,惯例 ,拆除所有过厚的连接器,使用直接焊接方式连接以降低厚度。

拆除了VGA插口和USB线缆后的板子,又是很小巧的一个板子是吧~~~

这是拆下来的VGA插头

焊上USB3.0接口的线缆,从IDE硬盘线上撕下15根线来做VGA信号线。

测试一下好不好用哦~~~
楼主PS一下,大家应该看出来了,楼主在焊接的时候用了一个三角架的云台和快拆板夹具来固定PCB板,哈哈,楼主想说这其实很好用的,大家也可以试一试哦~~~

乱起八糟的VGA信号线联机焊点,哎,反正是临时的,乱一点就乱一点呗~~~

测试完毕之后包扎起来的电路板,漂亮么~~~漂亮么~~~

接下来发布USB集线器到货后的改装和总装过程。。。。。。
-----------------------------我系分割线---------------------------------

上午在家收到了VGA转换器,刚整理改装完,中午快递哥哥就来了,又到了什么呢,嗯嗯我看看应该是USB3.0的集线器。
心想反正这次就用集线器的俩口,需求也不高,就买了一个优越者的,这牌子也没听过,不知道好不好。49包邮但惯例顺丰到付。
是个4口集线器,正面三个屁股上一个。看起来外观还可以。

直接暴力拆解,里面的解决方案是VLI家的,大家有兴趣可以去百度下,楼主就不管了。

拆出来的主板,厚度显然不符合楼主要求。

小特写,做工还不错哦~~~~是吧
[
拆掉四个USB接口,看了一下,上面的电容也太厚了。楼主心说反正以后负载都是常年固定在集线器上的,电容就直接拆了吧,拆了吧。

改装完之后的,薄薄的,漂亮么~~~漂亮么~~~快说漂亮么~~~~

正面的样子,楼主的小手哦~~~哈哈哈

下午正在家忙着呢,快递小哥又来啦~~~这次到的是LVDS的驱动板和40针的LVDS屏线,现在没时间研究这个啦,先拍几张照然后放起来。

咔嚓。。。。

咔嚓。。。。

咔嚓。。。。。
到傍晚的时候,快递又来啦~~~顺丰的小哥一天的时间来了四次,好开心~~~哈哈哈,这次到的是什么呢。
咣咣咣,楼主鸟枪换炮了~~~楼主为了这次工程方便,顺便买了一台热风枪,从此,楼主可以告别堆锡撸烙铁的时代了~~~好开心~~哇咔咔


----------------------------还是我,分割线君------------------------------------

东西差不多都到齐了,接下来就是各种麻烦的调试和组装,这一过程中,楼主尝尽了各种艰辛,总结了很多经验,接下来的几楼里,楼主会跟大家一一道来。

首先是将USB to VGA的转换板和USB集线器组装起来,按照之前的设想,楼主用了延长线的办法连接两块板子,就像上面一张图这样。

说实话楼主都包装起来之后才发现了一个问题,一个很诡异的问题。
说实话,这么短的线楼主不相信信号会串扰,但是问题真真切切的发生了。经常出现电脑只能识别到2.0的设备没有识别出3.0的设备,但是有时候扭一扭排线,又会识别出3.0的设备。甚至拆除集线器直插电脑也会有这种问题。而在USB2.0模式下,受限于USB2.0的带宽,最大分辨率只有800*600。
腊肿么办呢,楼主最后用了这样的办法,让连接线变得最短,最短,信号串扰问题,似乎得到了解决。

胶布里面呢,就是酱紫的。这就是楼主当时焊接时候的样子
[
来个局部特写。

在这里补充一下USB3.0的线缆的定义吧,估计有些坛友会用的。
USB3.0比2.0在接口上物理多出了5个触点,这多出的5个触点中有一个是GND,也就是说,3.0的USB比2.0多了四个数据线来支援高速数据传输。
在比较标准的USB线缆中,白和绿来表示USB2.0中的数据负和数据正。蓝/黄线(5/6)一组,紫/橙(8/9)线一组,作为发信和收信的两组数据线。作为Host设备时,5/6线是收信端(RX),8/9线是发信端(TX)。Client设备正好相反。区分方法是,在本设备的发信端上,会出现两颗电容来隔离直流分量。如果电容出现在5/6线上,则设备是Client,如果出现在8/9线上,则设备是Host。
超乎想象的体验,楼主历时一周制作,外接触摸平板显示器,DIY精品
关于USB3.0接口的定义,网上资料很多,大家有问题可以去百度一下,或者以后私M楼主也可以哦~~~
之后尝试用LVDS驱动板点亮屏幕。

点亮了?别看照片中是点亮了,楼主点亮这个屏幕可是整整研究了2天。
接下来的一楼中专门说一下LVDS信号的各种问题,单双6,单双8,30针的,40针的,楼主仔细给大家讲解。

最后补一张桌面照,哎,这几天太乱了,太乱了~~~~~

这几天很多工作照片就是用身后的相机拍下来的,这张呢,是用手机拍的
-----------------哈哈哈分割线---------------------
关于LVDS接口屏幕的驱动,网上的资料有一下,但是很少有人说关于40针LVDS接口定义以及驱动问题。也是,基本上大部分人用来改装液晶显示器的液晶面板都是以前老笔记本或者其他桌面显示器的,而这些显示器基本上都是30针的接口。楼主这次改装的显示器,是Y460上的(楼主上大一的时候买的小Y,现在烧毁了),还算比较新的显示面板,所以网上的资料很少,楼主就自己摸索。
关键字:40针LVDS接口
LVDS接口,是现在普遍使用在液晶面板和驱动主板之间连接的一种接口。具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点。LVDS接口按照位宽分为单6位,双6位,单8位,双8位四种,按照驱动电压可以分为3.3V、5V、12V四种,按照光源分为冷光灯管,LED灯管两种,其中冷光灯管肯定是需要高压条驱动的,灯管电压在几百至几千伏之间,接口也普遍使用30针或者20针的接口,LED光源由于灯管电压比较低,所以可以使用5V或者3.3V来驱动升压电路,因此大部分使用40针的接口来一并供电并且无需外置高压条。

楼主这次改装的,就是一块40针的LVDS接口的屏幕,屏幕接口位宽是单6位的。
关于位宽,无论是多少针的接口,在四种位宽下都有四种针脚定义,因此,LVDS接口的针脚定义其实是五花八门的。但是,千变万化,LVDS接口中针脚的定义主要有这么几部分:
1、电压 2、液晶面板的信息获取通道(DDC的时钟和数据(DDC CLK/DDC DAT)) 3、背光使能信号LED_EN 4、屏幕亮度控制信号(PWM调制波形(按照方波信号占空比来评价亮度))5、数据通道(可能有1-2组,每组3-4条)6、数据时钟信号(有几组数据通道就有几条时钟通道,每组数据通道用一根时钟通道)
不同位宽的接口,区别就在5和6上,1-4种信号都是一样通用的。因此在连接屏幕的时候,考虑到以上这些,成功的概率就很大了。

在一开始的时候,我没有任何关于40针LVDS接口的定义,但是我手头有一根30针到40针的转接线和当年联想Y460的主板图纸,楼主就是对照30针的接口定义和主板图纸上的接口针脚定义,一针一针的测定出40针接口上每跟针脚的定义。
最后总结出来40针单6位的针脚定义如下:
1  数控 无连接(保留)
2 VDD 计算机电源,3.3V(典型值)
3  VDD 计算机电源,3.3V(典型值)
4 DVDD  DDC 3.3Vpower
5  数控 无连接(保留)
6  SCL  DDC时钟
7  SDA DDC数据
8    RIN0- -LVDS差分数据输入                                   蓝线
9    RIN0 +  + LVDS差分数据输入                              白线
10  GND  地面                                                            黑线
11 RIN0- -LVDS差分数据输入                                    蓝线
12    RIN0 +  + LVDS差分数据输入                            白线
13  GND  地面                                                            黑线
14    RIN0- -LVDS差分数据输入                                 蓝线
15    RIN0 +  + LVDS差分数据输入                            白线
16  GND  地面                                                            黑线
17  CLKIN-  -LVDS差分时钟输入                               这就是第一组的时钟信号
18  CLKIN +  + LVDS差分时钟输入
19  数控  无连接(保留)                                      
20  数控  无连接(保留)                                            双6位接口从20针开始重复8-18针
21  数控  无连接(保留)                                            第二组和第一组的顺序一样
22  GND  地
23  数控  无连接(保留)
24  数控  无连接(保留)
25  GND  地
26  数控  无连接(保留)
27  数控  无连接(保留)
28  GND  地
29  数控  无连接(保留)
30  数控  无连接(保留)
31  VLED_GND  LED接地
32  VLED_GND  LED接地
33  VLED_GND  LED接地
34  数控  无连接(保留)
35  PWM  系统的PWM信号输入
36  LED_EN  LED使能引脚(+3 V输入)
37  数控  无连接(保留)
38  VLED  LED电源6V-21V
39  VLED  LED电源6V-21V
40  VLED  LED电源6V-21V
楼主在驱动板上选择了1366*768 1-ch,6bit的输出模式,然后把那根双6位的线缆杜邦头拆开,只选择了前6位。LED使能信号和PWM亮度信号接在要送往高压板的接口上(其实就相当于高压板内置在屏幕里面了)。

在原先接口的基础上,线序不对的地方已经在杜邦头里面调整过了,LVDS接口焊接的太精密了,不太容易改焊,图中没插上的就是第二组插针。
确定了屏幕和驱动板理论上都是可以的以后,下面就开始改装驱动板,爆炸性图即将呈上来。
精密的焊接LVDS线缆的细线

焊到一半拍张图

特写一下

小线头~~~说实话,虽然新买了热风枪,但是也没怎么用上,这些小线头,还是楼主撸烙铁焊上去的。

焊完之后检测没有问题之后,就跟之前已经组装好的USB HUB+ to VGA模块焊接在一起了,密密麻麻的15针VGA,密密麻麻的40针LVDS,楼主当时焊了一下午,腰都快断了,哈哈哈


之后就是一段黑暗的过程,楼主很不服责任的用了一种叫做胶带纸的东西大肆固定,也不管走线了,反正之前所有的元件上机之前都测量过厚度,绝对没有超标的,所以就随便固定,貌似看起来与一开始设想的样子差远了哦~

唯有最早安装的触控模块还是一如既往的漂亮,看着局部,走线还是比较好看的是吧,哈哈哈

惨不忍睹的胶带纸,这里面就是LVDS驱动板,哎,惨不忍睹。

惨不忍睹的胶带纸,不过无所谓啦~~~反正盖上盖什么也看不到

俯视图,这是都安装完毕以后的样子,这样看起来,好像还可以嚎~~哈哈哈

效果图,开篇时候发过的效果图

换一个角度来一张,下面的框框还没盖上,盖上以后更加漂亮了

最后总计一下吧。最后全部做完了以后,功能上跟原先设计的基本上一样,紧密贴合需求文档(*^__^*),唯一不足的是外型上还要继续打磨加工。现在完成的基本上是功能模型,还要继续加工。
PS:楼主不是搞软件的




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