Знакомимся с микрокомпьютером типа SMARC. А также делаем для него "самодельный монитор" - подключаемся по LDVS к матрице⁠⁠

Всем привет. Недавно получил для экспериментов необычную вещь - так называемый SMARC. Сегодня решил рассказать о нем, что он из себя представляет и вообще зачем он нужен. Сразу говорю - писать буду "языком дилетанта", так как не все могут понять терминологию.

По сути, SMARC - это общее название для одноплатных микрокомпьютеров. Используются в IOT устройствах, вычислительных модулях и не только. В целом критерий выбора SMARC один - вам не нужна очень большая мощность, но необходимы "компьютерные" вычисления. Да, конечно есть ARDUINO, но как по мне это вкусовщина - кому что нравится тот то и использует. Пример применения - вы хотите сделать небольшой домашний медиасервер, поддерживающий 4к, шифрование/дешифрование видео на лету, передачу медиа по RTP и так далее.... Но вы не хотите чтоб он занимал много места и много ел электричества. Да и при этом он должен быть относительно недорогим. И кстати, на нем можно запустить не только линукс, но и винду!

Смарки производит много кто. Вот например Тайваньский производитель - Embedian. Производит множество разных смарков, мощностью от 600 мгц, до 1,8 ггц/4 ядра. Основная платформа - ARM.

Кстати, их производят и в России :-)

Вот как он выглядит:

По сути это просто плата размером с 2 спичечных коробка.

Но естественно, для запуска данного устройства необходима дополнительная плата с распаянными периферийными разъёмами, такими как USB, Ethernet и другими. Каждый производитель оборудования на базе SMARC делает эти платы самостоятельно, распаивая только необходимые ему разъёмы. Однако в случае с Embedian есть возможность заказать так называемую "плату разработчика", или как еще ее называют, "инженерную плату". Их особенность - на ней распаяны абсолютно все периферийные разъёмы, которые только доступны. И даже есть готовые стартовые киты. Например вот такой. Кстати именно его я и взял. Про нюансы доставки рассказывать не буду - это тема для отдельной статьи. И кстати, на нем уже есть установленная операционная система :-)

Через некоторое время я получил вот такую железяку:

Но вот незадача. Видеовыхода на нем нет в привычном нам понимании. Да, никакого VGA или HDMI. Вместо него имеется целых 2 выхода LVDS! Один под 8 бит, другой под 6 бит (об этом чуть позже). Кстати, как и на большинстве инженерных плат.

Что же это за LVDS такой? По сути - это такой стандарт передачи видеоданных. Большинство мониторов внутри работают используя LVDS протокол.

Ну а где-же привычный HDMI? Сейчас объясню.

Если рассматривать передачу видеоданных, то большинство мониторов работают по следующей схеме:

Данные, которые поступают в монитор по HDMI, котроллер монитора расшифровывает и отправляет на матрицу уже в виде LVDS сигнала.

То есть, фактически к данному SMARC мы можем подключить матрицу напрямую, минуя видеокарту на устройстве (вместо нее используется встроенный LVDS контроллер) и контроллера монитора.

Можно конечно заказать в Китае LVDS -> VGA /HDMI конвертер и подключить к обычному монитору, но это стоит денег. По этому я решил пойти чуть более сложным, на зато практически бесплатным путем, благо сам LVDS провод был в комплекте.

С этого момента фото будет мало (в основном будет тех описание), так как работа уже проведена и разбирать заново нет никакого желания. Но кое какие фото имеются.

Я взял матрицу со старого, древнего уже не рабочего ноутбука Acer Aspire 5100 и разобрал ее. Выкинув все лишнее (микрофон, wifi антенки) мы получаем саму матрицу, шлейф к ней, и инвертор для запуска LED лампы подсветки.

Чтобы продолжить необходимо разобраться в самой матрице.

Кстати, пару слов о них:

Матрицы бывают двух видов. 6-ти и 8-ми битные. О том какая матрица можно узнать погуглив даташит на нее и посмотрев сколько цветов она воспроизводит. 6-ти битные матрицы воспроизводят 262144 цветов, 8-ми битные....эм, не помню, в общем больше.

Есть несколько правил:

1. Если матрица 8-ми битная, то к ней нельзя подключить 6-ти битный интерфейс.

2. Если матрица 6-ти битная, то к ней можно подключить 8-ми битный интерфейс, путем отсечения 4-й пары видеоданных. Однако нужно учитывать, что при этом уменьшится яркость и некоторые цвета могут поплыть.

Матрица мне попалась QD15TL07, ревизии 2.0, производителя AU Optronics Corp. Это 6-ти битная матрица, с разрешением 1280х800, 15,4 дюйма.

Для операции на пациенте нам необходима распиновка разъёма.

Сам провод разъема вынимаем, отрезаем лишнее, оставляя только небольшой отрезок шлейфа на самом разъеме матрицы. Дополнительно с нижней части отрезаем разъем, идущий на инвертер. Он нам в последствии понадобится.

Распиновку берем из даташита на матрицу:

Также лезем в даташит нашего любимого смарка, и видим такую таблицу:

На самом деле это несколько неудобно, по этому мы зайдем с другой стороны, и найдем так называемую схему подключения. Благо производитель ее заботливо предоставляет:

Вот теперь понятнее и интереснее. Заметьте, я взял разъем LVDS2 по той причине, что по нему понятно какие пины отвечают за 4-ю пару данных (A3M и A3P на схеме). А как мы помним, они нам не нужны.

Заглянув в даташит на смарк мы увидим, что данные D0 соответствуют R, D1 соответствуют G, D2 соответствуют B. Совмещаем обе таблички в одну:

Берем оба провода (один от матрицы, один от платы), вооружаемся паяльником и делаем дела.

Проверяем и видим очень тусклое изображение. Как говорил Кот Матроскин - "А это все потому, что у тебя подсветки то нет!".

Для того чтоб подключить подсветку нам необходимо запитать инвертер. У нас это Sumida PWB-IV13154T.

К сожалению даташитов на него, да и в целом на инверторы хрен найдешь, по этому будем узнавать все сами. Вооружаемся мультиметром и вперед - позванивать плату.

Все инверторы запитываются напряжением от 12 до 19,5 вольт, а также имеют 2 разъёма управления - разъем ВКЛ/ВЫКЛ, и разъем яркости.

Для начала находим минус. Включаем мультиметр на режим прозвона и тыкаем в проводки (вы же их не выкинули?) плюсом, а в площадку ground на плате - минусом. Зазвонило - отлично. Это пины 6 и 7, это у нас минус.

Теперь находим на плате предохранитель - он выделяется буквой Y напечатанной сверху и находится рядом с разъёмом. И снова звоним. Оп, пины 1 и 2 это плюс.

Теперь осталось найти яркость и включение. а у нас 3 пина - 3, 4 и 5. Какой-то из них лишний. Находим микроконтроллер на плате. Перед ним стоят резисторы. Звоним проводки - звонятся 3 и 4. Пятый не звонится, значит он у нас лишний.

Теперь схема включения. В интернетах пишут, что достаточно подать +3 вольта на оба контакта, и подсветка включится. Однако, это актуально не для всех инверторов. В некоторых инверторах за переключение режимов отвечают мосфеты, а они, в отличие от транзисторных схем, для открытия - закрытия используют напряжение определенной полярности. То есть (словами дилетанта, не вникая в особенности электротехники) к управляющему проводу может быть подан как плюс, так и минус (относительно истока, бла-бла-бла...знаем, знаем).

И у нас как раз такой инвертор. Для того чтоб его запустить нам понадобится два резистора. один номиналом 600 ом, второй - номиналом 221 ом. Можно взять чуть больше или чуть меньше, сути не поменяет. Теперь, и используя метод пальцевого тыка, подцепляем в пину 3 резистор на 221, а к 4 - на 600. Представляем что пин 4 это яркость и цепляем его на заземление (не минус!), т.е. на корпус матрицы. Теперь подцепляем пин 3 с резистором на пин питания. Матрица засветилась. Отцепляем пин 3. Матрица погасла. Отлично, мы угадали! А если бы не угадали? Тут легко. Если бы мы не угадали, то при после отцепления пина от питания матрица бы не погасла. Она бы погасла при следующем тычке в питание, а нам это не нужно - пусть подсветка включается автоматически при подсоединении блока питания.

Теперь собираем схему (я использовал навесной монтаж, без всяких плат, грубо и бесповоротно припаялся к проводам), припаиваем разъем питания, собираем все в корпус и вуаля! Монитор для смарка готов!

Но...не все так просто. Разрешение экрана немного не совпадает, из за чего изображение "троится". Нужно наверное перешивать контроллер.....но это уже история для совершенно другой статьи. Ну и на последок результат работы: