Энтузиасты собирают ноутбук на электронной бумаге. Выбираем дисплей и шасси

С тех пор, как корпорация E Ink в 1997 году запатентовала технологию отображения информации на основе электрофореза и зарегистрировала соответствующий бренд, разные производители покупали лицензии и интегрировали e-ink ^[1] в свои устройства. Первыми стали читалки Sony Librie ^[2] в 2004 году и Amazon Kindle ^[3] в 2007-м. Эти дисплеи не мерцают в принципе, не утомляют глаза и практически не потребляют энергию во время отображения картинки, так что идеально подходят для чтения.

С 1997 года технология сильно усовершенствовалась. Дисплеи увеличились, появился цвет, уменьшился показатель времени обновления экрана. В последние годы наконец-то вышли смартфоны и планшеты с цветной бумагой (Hisense, Onyx Boox).

Но за четверть века никто так и не сделал нормальный ноутбук. Почему?

Попытки действительно были. Можно вспомнить Pixel Qi и OLPC ^[4], Boox Typewriter ^[5], Yoga Book C9309 ^[6] и ThinkBook Plus ^[7]. Но ни один из них не стал востребован рынком по разным причинам: изъяны UX/UI, слабые технические характеристики, высокая себестоимость производства, проблемы с лицензированием и интеграцией технологии.

Однако в моддерском сообществе развернулась бурная деятельность. Во-первых, из читалок электронных книг делают разные гаджеты: календари, настенные фоторамки, планшеты под GNU/Linux ^[8], а компания Pine64 недавно анонсировала одноплатный компьютер Quartz64 ^[9] с нативной поддержкой e-ink.

Все эти проекты вдохновили энтузиаста Александр Сото на создание первого полноценного ноутбука на электронной бумаге. Для этого он запустил общественную инициативу EI2030 ^[10]. Уже сформированы первые рабочие группы и начался выбор комплектующих ^[11].

Thinkpad T480

Сначала в качестве донора для шасси выбрали Thinkpad T480, который вроде бы неплохо подходит для этой цели:

• Сменная батарея
• 13 часов работы от аккумулятора ёмкостью 72 Втч
• Поддержка до 64 ГБ памяти
• Два диска NVME (2280 и 2242).
• Стандартный порт HDMI, USB-C, Thunderbolt 3, разъём для наушников, Ethernet, разъём для карт SD
• Стандартная зарядка USB-C ^[12]
• Легковесный и портативный
• Моддинг на классическую 7-рядную клавиатуру от T25 ^[13]

Кроме того, в корпусе T480 достаточно места, чтобы развернуться.

Дисплей. Dasung HD-FT

Александр Сото говорит ^[14], что дисплей Dasung по скорости обновления и производительности заметно превосходят планшеты Onyx Boox Max 2. К тому же, недавно появились новости, что Onyx нарушает условия лицензии на ядро Linux и отказывается публиковать исходники ^[15], так что лучше не иметь с ними дела.

Поскольку мониторы Dasung подключаются по HDMI и запитываются по USB, важно наличие всех необходимых портов на T480 без адаптера.

Прямо с монитора, то есть без внешнего софта, доступны следующие настройки:

• Изменение режимов работы (M1, M2, M3, Fast, Fast+, Fast++, Black, Black+, Black++)
• Настройка контрастности
• Очистка экрана
• Включение/выключение подсветки

Рабочие группы

В рамках инициативы EI2030 сформированы рабочие группы ^[16], которые сфокусируются на отдельных задачах, которые им интересны. Они будут обмениваться информацией и ресурсами.

Например, рабочая группа Low-Power E-Paper OS ^[17] займётся изучением операционных систем реального времени и разработкой порта Linux на процессоры Ambiq Apollo 3 и 4 или аналогичные микропроцессоры с низким энергопотреблением для встроенных Linux-систем.

Другая рабочая группа ^[18] углубится в низкоуровневые задачи управления, то есть разработку опенсорсного драйвера для дисплея. В фокусе внимания — разные системы на кристалле с интегрированным контроллером, семейства микроконтролллеров i.MX7/8 ^[19] и RK3566 ^[20].

Отдельная задача — спроектировать новое шасси/корпус, который станет основой для будущих моделей ноутбуков. Ведь понятно, что донор Thinkpad T480 — это временное решение для начала. В будущем планируется сделать открытый и свободный дизайн. В качестве примеров приводятся хакерский самодельный ноутбук Olimex TERES-I ^[21] и похожие проекты VIA OpenBook ^[22], MNT Reform ^[23] и EOMA68 ^[24]. Желательно проектировать дизайн опенсорсными инструментами.

Ещё две рабочие группы займутся изучением разных технологий неэмиссионных дисплеев, таких как e-ink, Display Electronic Slurry (DES) и Reflective Liquid Crystal Display (RLCD), а также психологическими преимуществами от работы с электронной бумагой ^[25]. Например, низкий уровень усталости глаз. Эта же группа будет изучать удобные интерфейсы, повышающие комфорт работы.

Первые задачи

В проекте EI2030 сформировалась инициативная группа порядка десяти энтузиастов, которые наметили для начала три главные задачи.

Выбор дисплея

Рассматриваются панели e-ink в диапазоне от 10,3" до 13,3". Кроме вышеуказанных дисплеев Dasung, на рынке присутствуют панели ES103TC11, ED133UT22, ES133TT33, Waveshare и Sony. Можно закупать панели оптом, на вторичном рынке, снимать с других устройств. Согласно первым переговорам, минимальная партия от производителя составляет от 10 000 до 50 000 штук.

RLCD и DES тоже рассматриваются.

Полноцветная 10,1-дюймовая электронная бумага типа Display Electronic Slurry (DES) от компании Good Display с разрешением 2232*1680 пикселей, источник ^[26]

С другой стороны, RLCD ^[27] поддерживает частоту обновления до 60 FPS, так что и эту технологию не стоит упускать из виду. Такие дисплеи известны по проектам One Laptop per Child ^[28] и Pixel Qi ^[29], а также устанавливаются на многие модели умных часов. Но на рынке пока нет дисплеев RLCD большого размера и высокого разрешения.

Интерфейс к дисплею

Есть три способа ^[30] управления дисплеем:

• Cпециальная микросхема контроллера для управления экраном.
• Система на чипе (SoC) со встроенным контроллером.
• Быстрый микроконтроллерный блок для эмуляции контроллера с GPIO.

Несколько примеров:

• Проприетарные/коммерческие: EPSON S1D13xxx ^[31], IT8951 ^[32], плата Waveshare HDMI ^[33], мониторы Dasung E-ink ^[34].
• SoC со встроенным контроллером: RK29xx ^[35], RK3026 ^[36]/iRK3028 ^[37], i.MX 6S/D, i.MX 7S/D ^[19], i.MX 8ULP ^[38], RK3566/RK3568 ^[20]
• Программное обеспечение: essentialscrap ^[39], NekoCal ^[40], InkPlate 6/10 ^[41], EPDiy ^[42]

Можно составить базу данных панелей, которые используются во всех устройствах e-ink, и подобрать совместимые опенсорсные варианты. База станет справочником для тех, кто покупает девайсы на вторичном рынке.

Шасси

Шасси ноутбука — ещё одно важное соображение, о котором следует подумать при создании ноутбука. Соотношение сторон на доступных экранах 10.3" и 13.3" составляет 4:3, а ноутбуки с таким соотношением трудно найти.

Здесь можно создавать шасси с нуля или взять один из существующих вариантов. Как упоминалось выше, в качестве вариантов рассматриваются Thinkpad T480, VIA OpenBook c открытым дизайном ^[43], MNT Reform и EOMA68, которые также сделали свои файлы дизайна открытыми и доступными для других.

Дизайн модельного ноутбука Olimex TERES-14 за 240 евро тоже открыт. Файлы печатных плат и шасси для распечатки ^[44] лежат в формате KiCad и FreeCAD.

Olimex TERES-14

Прочему бы не рассмотреть вариант доработки Olimex TERES-14, подключив к нему дисплей на электронной бумаге?

Энтузиасты EI2030 ^[10] приглашают присоединиться к проекту всех желающих.

В обсуждении на Hacker News обращают внимание ^[45], что сейчас не лучшее время для аппаратных начинаний, потому что на рынке дефицит комплектующих. Например, инженерам в одной компании частенько приходится перепроектировать печатные платы, потому что у поставщика отсутствует тот или иной конкретный конденсатор.

Вообще, дизайн — это всего 10% работы, а большинство таких проектов не доходят даже до стадии прототипа.

Автор: Дата-центр "Миран"

Источник ^[46]