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 в свои устройства. Первыми стали читалки Sony Librie в 2004 году и Amazon Kindle 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, Boox Typewriter, Yoga Book C9309 и ThinkBook Plus. 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, а компания Pine64 недавно анонсировала одноплатный компьютер Quartz64 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. Уже сформированы первые рабочие группы и начался выбор комплектующих.
Сначала в качестве донора для шасси выбрали Thinkpad T480, который вроде бы неплохо подходит для этой цели:
Кроме того, в корпусе T480 достаточно места, чтобы развернуться.
Александр Сото говорит, 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, 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
В рамках инициативы EI2030 сформированы рабочие группы, которые сфокусируются на отдельных задачах, которые им интересны. Они будут обмениваться информацией и ресурсами.
Например, рабочая группа Low-Power E-Paper OS 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 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 и RK3566.
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 и похожие проекты VIA OpenBook, MNT Reform и EOMA68. 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. Например, низкий уровень усталости глаз. Эта же группа будет изучать удобные интерфейсы, повышающие комфорт работы.
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
С другой стороны, RLCD 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 и Pixel Qi, 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 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, IT8951, плата Waveshare HDMI, мониторы Dasung E-ink.
- SoC со встроенным контроллером: RK29xx, RK3026/iRK3028, i.MX 6S/D, i.MX 7S/D, i.MX 8ULP, RK3566/RK3568
- Программное обеспечение: essentialscrap, NekoCal, InkPlate 6/10, EPDiy
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, 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 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 приглашают присоединиться к проекту всех желающих.
В обсуждении на Hacker News обращают внимание, 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.
