Электронная бумага: неоконченный рассказ

Лет пятнадцать назад, когда деревья были большими, я приобрел безымянную электронную книгу, сделанную якобы в Швеции. По нынешним временам очень дорогое приобретение — тогда я заплатил за нее 240 евро. Программное обеспечение разработано было на базе Linux, но несмотря на это, регулярно подвисало. Без скрепки, с помощью которой время от времени можно было аппаратно сбросить устройство, читать было невозможно. Через несколько лет я купил более удобную и намного более дешевую книжку, которая была лишена этих прелестей.

А старая лежала, постепенно превращаясь в тыкву. Нет, с электроникой было все в порядке, и даже аккумулятор не умер за это время. Но вот приятный на ощупь мягкий пластик задней крышки превратился в какую-то сопливую субстанцию, которую в руки без омерзения уже не взять.

Недавно пришла идея сделать на кухню что-то типа рамки, которая будет показывать прогноз погоды, температуру дома, на улице и в гараже. Питание хотелось бы иметь батарейное, поэтому обычные дисплеи отпадали. Нужен был e-ink дисплей. Вот тут-то я и вспомнил про старую читалку, которая была извлечена из забвения и немедленно разобрана.

В ней был обнаружен дисплей LB060S01-RD02, который вроде как, должен быть совместим с популярным ED060SC4, использующийся во многих моделях книг. Со спецификациями большая проблема — те, что были найдены, очень неполные и что-то разработать, используя только их, просто нереально. Информации катастрофически мало. Но не перевелись хакеры на земле — что нашей, что ихней. Что один человек сделал, другой сломать завсегда сможет. Вот что нашлось по этой теме в интернете:

• essentialscrap.com/eink/
• spritesmods.com/?art=einkdisplay
• alexf.tech/blog/driving-ed060sc4lf-e-ink-screens/

Со всеми находками вроде бы можно и приступать. Но имея всего один дисплей — это как-то ненадежно: один я сломаю, второй потеряю, а с третьим, может, что-то и выйдет. Решил, что неплохо бы найти несколько одинаковых дохлых книг — теоретически их можно купить недорого, и не надо искать разъемы для дисплеев, их тоже можно вытащить из книги. Может, в них еще какие ништяки найдутся. Ну и если из нескольких дохлых книг хоть как-то удастся запустить одну — можно и протокол в случае чего попытаться проанализировать. И вот я набрел на товары — кто-то в Англии продавал штук 8 или 10 Kindle. Но там был аукцион и кто-то перебил ту цену, которую я готов был заплатить за этот хлам. В Америке нашелся еще один лот — 5 штук Nook, у одной явно сломан экран, остальные выглядят прилично.

За все просили 25 баксов, столько же доставка и еще НДС придется заплатить. Короче, все это вылилось мне чуть больше 60 долларов. Заплатил, стал ждать. Китайская почта нервно курит в сторонке по сравнению с американской — заплатил приличную сумму и везли они посылку больше месяца.

За это время я спроектировал печатную плату для дисплея, заказал ее в Китае с самой дешевой и медленной доставкой, получил — а с Америки посылки все нет и нет.

В конце концов посылка приехала. На какой помойке были подобраны эти книги — непонятно.

Протереть их продавец тоже побрезговал, пришлось мне побыть Мойдодыром и с помощью мыла и спирта привести этот хлам в божеский вид. Аккумуляторы везде были мертвые совсем-совсем, что давало надежду, что при наличии питания какое-то устройство заработает. Но оставь надежду всяк, сюда входящий — признаки жизни подала только одна книга. И это был последний выдох господина Пэже — после несколько минут демонстрации возможностей, книжка больше никогда признаков жизни не подавала.

Barnes and Noble Nook от большинства книжек отличается наличием маленького жидкокристаллического цветного дисплея с сенсорным экраном ниже основного 6-дюймового. У него есть WiFi, и, как опция, модем для подключения к сотовой сети.

Что там можно найти:

1. Основной дисплей ED060SC4(LF), 6 дюймов, 600×800
2. Дополнительный дисплей CLAA035JA01CW, 480×144. Никакой документации на него я не нашел, так что вещь бесполезная.
3. Процессор S3C6410XH-53
4. Контроллер основного дисплея S1D13521
5. SD карточка в роли флеш-памяти
6. SDRAM Hynix — H5MS1G62MFP-J3M
7. Сотовый модем Sierra Wireless MC8777V
8. WM8350 — Wolfson AudioPlusTM Stereo CODEC with Power Management
9. WiFi PW621
10. И куча прочей никому не интересной ерунды.

Старые e-ink дисплеи для работы требуют целый пучок напряжений питания — 3.3 Вольта, ±15Вольт, -20 Вольт и +22 Вольта, которые требуют определенной последовательности включения.

Такая последовательность включения:

Или хотя бы такая, из другого варианта спецификации:

И такое питание останавливает многих, желающих поэкспериментировать.

Есть специальные микросхемы для питания таких дисплеев, например TPS65186.

Кто-то приспосабливает снятую с производства LT3463, с точки зрения экономичности далеко не лучшим образом.

В Nook и Readee, кстати, тоже она используется:

Мы пойдем своим путем, и соорудим модуль питания из желудей и палок. И тут Чук и Гек спешат к нам на помощь! Или это кто-то другой — может, Чип и Дейл? Но вообще-то без разницы, на самом деле это SEPIC и Cuk с зарядовым насосом наперевес, которые с помощью одной дешевой микросхемы повышающего преобразователя (например, MT3608) позволяют получить сразу два напряжения ±15 Вольт.

А более высокое напряжение требует совсем маленького тока, так что получившиеся напряжения просто умножим на 2 с помощью зарядового насоса на базе сверхизвестного 555 и сделаем параллельный стабилизатор напряжения на базе тоже недорогих LM431. А вот тут будьте осторожны — LM431 и другие клоны имеют максимальное допустимое напряжение 36 Вольт. А безымянные 431 китайского производства с Али сгорают уже при 12 Вольтах, будьте внимательны, я нарвался на это.

В более современных e-ink дисплеях — типа тех, что используются в электронных ценниках, которые можно спереть из ближайшего магазина иногда купить на ebay по смешным ценам, используется более удобная система питания.

Там тоже нужно много напряжений, но они формируются при помощи внешнего транзистора, катушки и нескольких конденсаторов. И все это контролируется самим дисплеем, ни о чем думать не надо.

Я недавно был близок к тому, чтобы купить такие ценнники — всего за 2 евро штука, но сразу 50 штук. Зачем мне столько гуталина? По величине они были неплохи — 2.9 дюйма, но красно-черные, известные своей тормознутостью. Время обновления экрана 15 секунд. Ладно, если контроллер поддерживает частичное обновление экрана, но те не поддерживали.

Почему так долго обновляется экран? Это же элементарно, Ватсон. Вы же знаете, как конденсатор пропускает переменный ток?

Я примерно так же сейчас расскажу за цветастые дисплеи.

Внутри ячеек плавают заряженные частицы, красные, белые и черные. Белые и черные шустрые, а красные дюже тормозные.

Поэтому, чтобы получить на дисплее белый или черный цвет, нужно к электродам кратковременно подать потенциал — белые и черные частицы займут свое место, а красные будут тормозить. Чтобы получить на экране красный цвет, нужно подавать потенциал существенно большее время. Сначала приплывут черные частицы и дисплей почернеет. Потом подтянутся и красные, но на цвет они существенно не влияют. Кратковременно меняем полярность — красные не успевают сдвинуться, а черные уплывают. Где-то я уже встречал такой алгоритм в каком-то пошлом анекдоте. Короче, в итоге остается красный свет. Посмотрите ролик внизу — и вы сразу поймете, что Земля плоская.

А ценники я так и не купил — пока боролся с жабой, кто-то шустрый выкупил все остатки. Теперь на ебее дешевые ценники есть только меньших размеров и партии 200-250 штук. Вот и выбирай — по пять, очень большие, но вчера, либо по три, маленькие, но сегодня. ©

С большими дисплеями тоже произошла неожиданная задержка — разъемы для подключения дисплея оказались совсем не такими, как я рассчитывал, и протестировать идею пока нет никакой возможности, пришлось новую плату заказывать.

Так что надо набираться терпения и опять ждать — хотя спешить мне особо некуда.