大家好！ 我是Artem Litvinovich，他是一位具有多年经验的开发人员，从小就是一名无线电爱好者，我自己设计了读者。 我认为，根据自己的要求进行操作-与购买成品相比，这在所有方面都更加有趣和方便。 例如，同一读者。 在我的帐户上，有四种个人组装的阅读器模型，这些模型是从无线电市场上找到的并且从中国订购的组件。
例如，
这里描述的是电子墨水，列昂尼德·卡加诺夫（Leonid Kaganov）仍在
这里考虑过，早期的工艺品都
在这里 。 我自己在3D打印机上打印箱子，这也是我自己设计的。 当您懒得打字时，我会用环氧树脂雕刻。
如您所知，这种经验已经积累了非常认真的经验，并且在一定程度上是独一无二的。 现在，来自PocketBook的家伙向我求婚，提出了制作某种模组的模型的建议。 结果，我们决定将阅读器与该系列的旗舰阅读器之一
PocketBook 631 Plus相配套 。 我将在帖子中讨论。
从用户的角度，我不会详细介绍该模型的功能。 许多人写了它支持多少种格式，它具有什么应用程序，音频支持如何工作以及这本Pocketbook用15种语言说书的情况。 我只会指出，总体而言，我同意这些说法-读者是一位经验丰富且非常老练的人。
收到读者的书后，我什至没有打开它-我立即将其拆解了。 因此，我们将从检查她体内的东西开始。 这对我来说更有趣。 拆卸阅读器只是一，二，三。 走吧
一次-在塑料楔的帮助下，前面板会卡住。
二-将前面板的屏幕框架整齐地剥离。 我怀疑它是密封的，使水分和灰尘通过间隙进入内部变得复杂。 在
PocketBook 631 Plus中 ，与同一个
PocketBook 641 Aqua 2不同 ，没有正式宣布防水保护。 但是，此处存在保护的“起点”。 有了这样的结构元件，该模型的湿气喷雾大概不会很吓人。
然后松开三个固定阅读器的螺丝。
现代读者包括什么？
看起来没有经验的人似乎这里的一切都非常复杂，但是总的来说，该设备非常简单。
为简化起见，请与右侧的我的自制阅读器进行比较。
我的董事会上明显突出了三个障碍。
- 红色-屏幕电源方案。 电子墨水屏是静电控制的，需要几个正负电压电平。
- 绿色-电源，充电和电池放电控制器。 锂电池用直流电充电，并产生不稳定的电压。 电子设备需要恒定的3.3V电压。 太阳能电池产生不舒服的电流。 因此，您需要一个用于充电的DC控制器，一个用于放电的电压转换器和一个用于太阳能电池板的功率限制器。
- 黄色是计算机单元。 有一个处理器，内存和数据存储，所有的捆绑包。
令人惊讶的是，从本质上讲，读取器只是一台具有特殊屏幕和软件填充功能的节能计算机。
现在看一下PocketBook阅读器的内部
在这里，您可以看到类似的块-电源，与屏幕和计算机配合使用。 此外，还有两个单元-蓝色的Wi-Fi模块和粉红色的音频编解码器。 后者是非常不寻常的-在几乎所有带有E Ink屏幕的现代阅读器中，都没有声音功能。 他们的存在是PocketBook 631 Plus独特的“技巧”之一。
让我们仔细看看PocketBook阅读器的内部。
在处理器模块上可以看到处理器模块MCIMX6L7DVN10AB。 这是ARM Cortex-A9，单核32位，标称值为1 GHz。 这个东西比我使用的强大得多。 毫不奇怪，Pocketbook可以读取18种格式，而无需进行初步转换（PDF，PDF-DRM，EPUB，EPUB-DRM，DJVU，FB2，FB2.ZIP，DOC，DOCX，RTF，PRC，TCR，TXT，CHM，HTM，HTML， MOBI和ACSM），以及文字语音，可以上网，玩游戏并知道如何安排断字。 为了维护和实施所有这些东西，需要适当的铁。
处理器右侧是内存NT5CC256M16DP。 这是DDR3，4 Gbps（512 MB）。
内存后面是带有8 GB卡的常规MicroSD插槽，用作内置存储。 便宜，开朗和方便-
如果需要，内部存储器可以轻松扩展 （验证表明卡与某种硬件标识符捆绑在一起，因此在这种情况下，“ easy”一词不适用），并且如果读者遇到地球穹顶的灾难性遇见，数据恢复仅需要读卡器。
卡上可以检测到普通的Linux，这很好。 右侧是UART调试连接器。 如果您对其进行探查，则会看到U-Boot 2009.08初始屏幕和大量调试信息。
处理器模块旁边是带有开关和线束的Wi-Fi单元。 RTL8189FTV，通过SDIO总线连接的802.11b / g / n多合一模块。
在这种类型的功能中放置现成的模块，而不是将它们离散地焊接在板上，是电子产品开发中的标准做法之一。
远端是编解码器-耳机上从数字到电流的声音转换器。 ALC5640仍然是同一Realtek公司的产品，它通过I2S接收声音，并通过D类放大器为每个8欧姆扬声器产生1.5 W立体声。
声音上方是屏幕控制单元。
TPS65185是用于电子墨水屏的电压发生器。 NN2003或标记顶部带有“ 2”的类似字符无法识别，但看起来与背光的功率有关。 zForce NN1001有点像红外触摸屏控制器。
最后是主电源。 中间是主芯片RC5T619。 这是一个多功能电源控制器，具有内置转换器，消耗量计算，电池充电，与处理器进行通信的接口等。它还具有一个实时时钟，即使其他所有功能都已关闭，该时钟也应处于运行状态。 这种高度集成的电源在以下事实中起着重要作用：对阅读器进行一次充电就足以使用一个月半左右。 稍后，当我们将太阳能电池板连接到阅读器时，我们将仔细研究该芯片。
翻转电路板，我们发现屏幕是本书中最有趣的部分。
屏幕粘在框架上；在框架的另一侧，粘在电池上。 该板被拧紧，并在一定程度上拧紧了整个外壳。
这种最新一代的6英寸“电子墨盒”屏幕与您可以在商店购买的常规电子墨水屏幕有何不同？
为了进行比较-这是我在一家中国公司的7英寸屏幕。
将相同的图片放在两个图片上，您可以立即注意到它们之间的差异。 我的屏幕虽然较大，但分辨率仅为480 x 800和120 DPI，而Pocket的分辨率为1072 x 1448和300 DPI。 嗯，矩阵本身的质量更高-作为第一梯队的主要制造商，PocketBook使用的是最高质量的显示-A级（“第一级”，剔除前）。 对于较小的品牌，并以备件形式出售，存在B级-带有一些（可接受标准）缺陷的筛网。
如果仔细观察，您会发现另一个很大的不同-在Pocket屏幕上，“颜色”更加平滑。
这并不奇怪，因为与黑白“中文”不同，Pocket屏幕是单色的，并支持
50 16个灰色阴影。
实际上，这并不是屏幕的原因（当然也是屏幕原因），而是归功于比我的屏幕更复杂的控制电路。 从根本上说，这两个屏幕彼此之间并没有太大差异，主要的区别在于绑定。
让我们仔细看看技术本身。 电子墨水上的屏幕就是这样的玻璃，玻璃的一侧是控制电极的矩阵，而另一侧是一排气泡，其中的液体密封在透明塑料中，微小的球漂浮在其中。 白色为正，黑色为负。 控制矩阵使球静电旋转，从而显示图像。
在背面，可以看到这样的屏幕，并且可以看到雕刻在玻璃上的控制信号的接线。
如果您在屏幕上查看管腔，您会在不均匀涂抹的胶囊发出的噪音后面看到一个细小的控制网格。 由于这种不均匀性，电子墨水屏的背光照明不是一件容易的事-如果仅从后面突出显示，它看起来就像玻璃屑。
在某些方面，它甚至类似于普通纸。
皮夹的屏幕紧紧地粘在框架上，试图分开它们的尝试很可能以可悲的方式结束。 但是，在边缘上有一个可以启发您的地方，并且可以看到类似的结构。
我们看到在屏幕顶部有一个黑框，在它下面的板上有一些细节。
这是什么
而且，框架不是简单的，而是在红外光下透明的！ 而且它的突起看起来像镜片。 这都是为了什么？
谜题很简单地解决了。 我们回想起带有铁质键盘的普通对讲机，当对讲机的边缘被雪覆盖时，奇怪的是它停止工作。 该键盘的边缘是一组发光的光和光电二极管。 通过跟踪这种照明的阴影，处理器可以了解手指出现在哪个数字上。
在我们的poketbook阅读器中，设计是相似的，只是更加精确。 边缘处是红外LED，它们从相反的一侧聚焦在光电二极管上，处理器通过遮蔽来计算手指的位置。
带有LED的柔性板用条胶粘在屏幕的底部。 这是光温可变的著名照明。 您向左走-光线变冷，向右走-光线变暖。 这个想法是这样的：睡觉之前，最好在温暖的背光下阅读，这是因为视觉设备可以更快地放松。 这种背光有两种版本，一种是E Ink开发的，另一种是中文的。 副本更糟糕，因为它消耗的能量大约多三分之一。 在PocketBook 631 Plus中是正确的E Inca。
你走对了-光线越来越热像所有独创性一样，秘密很简单-背光由交替的LED组成：温暖，寒冷，温暖，寒冷等。
每一半的亮度独立控制，从而可以实现从冷到热的平稳过渡。
完成对内部的检查后，将阅读器组装回去并开始充电。 在正常情况下，书本会通过标准USB用0.9A的电流充电。
这是4.5 W，应该为1.5A / h的电池充满电大约一个小时。
随着可用电流的减少，电子书继续平静地充电，几乎达到零。 充电控制器似乎对USB标准没什么兴趣，它可以从任何电压充电到电池本身的电压。
充电和放电时会发生什么？ 我们回想起控制电源子系统的RC5T619。 这是用于电源，充电和计量的集成控制器。 它具有两个用于充电和外部电源的输入通道，内置电压转换器，电池输出和用户输出，传感器输入（例如电池温度）等等。 所有这些都在电路级和通过编程在I2C总线上进行配置。
在同一总线上，处理器从中接收有关电池中剩余电量，充电状态，当前时间等信息。
确定锂电池充电量的困难是什么？ 您不能只测量其上的电压吗？ las，其上的电压是非线性的，在大多数情况下是恒定的，并且高度取决于负载。
实际上，悬吊式计数器用于确定电量。 就像公寓中的电表一样，他考虑了从电池到负载以及从充电到电池流了多少电荷。 这是可靠显示电池电量的唯一可靠方法。 这种仪表通常内置在功率控制器中。 与铅不同，对锂电池充电的过程也不容易。 充电过程包括两个阶段-直流电和恒定电压。 在第一阶段，通常在1C（每小时一个电池容量）的情况下，将电流限制在最大安全值之内。 当电池电压达到最大值（4.20V）时，第二阶段开始，当该电压保持在输入端时，电流下降。 最后，电流达到较低的阈值（通常为0.1C），并且充电停止。
同样，所有这些都是集成的电源控制器。
显然，要连接另一个电源，您将需要经过另一个电源。 理想情况下，您可以使用第二个电荷输入VADP，但是存在一个小问题-它没有在阅读器的板上分开，控制器是BGA芯片，底部带有接触球的塑料矩形，并到达VADP输入，本质上是不可能的。
因此，您必须连接到VUSB输入，即阅读器的标准电源连接器。 因此，即使在非常低的电压和电流下也可以继续充电是个好习惯。
关于此连接，需要考虑一些事项。
首先，它不应干扰正常充电。 也就是说，不允许电流从太阳流向充电或计算机。 其次，它不应在外部充电期间吸收电流。 即 不允许从充电电流流入太阳能电池板电路。
首先很简单-我们将施加比电荷或计算机低得多的电压。 可以向阅读器收费，但是外部资源不会注意到它。
第二个也不难-对于太阳能电池板，您将需要一个最大功率点控制器，在其内部或输出处将有一个二极管。
这是哪种控制器，为什么需要它？ 让我们看一下太阳能电池板。
有许多类型的太阳能电池。 对于所有带有蓝色调和在表面上布线的硅元件来说，传统的方法最为有效（见左图）。 它们的缺点是随着时间的流逝它们会被阳光摧毁，并且在十年内它们会失去大部分能量。
我的书在铜铟镓硒（右）上使用了薄层元件，其效率低了一半半，但更耐用。
两个面板均由11个串联的元件组成。问题出现了-在PocketBook上放置哪个面板？ 通常，我是为了长寿而设计的，但是在这种情况下，我不得不听见它的美感，因此我选择了左边的选项-它非常适合典型的硅树脂面板，适合书架。
太阳能电池是非线性电源。 通常用欧姆定律描述一个简单的电池或电源-随着施加在其上的电阻的减小，电流上升而电压下降。 换句话说，它们是具有等效串联电阻的电压源。
对于太阳能电池，随着电阻的减小，电流保持大致恒定，并且电压下降。 这更接近上限电压受限的电流源。 例如，这里是我的一块大型太阳能电池板的电流与电压的关系图。
如果将常规的电池充电控制器连接到这样的电源，则充电将尝试吸收尽可能多的电流（这将是低电阻），面板上的电压将下降，并且功率将下降-仅在工作点附近，全功率可用电流和电压的乘积最大。
为了解决此问题，通常通过恒功率点控制器连接太阳能电池板。 脉冲转换器不允许负载尝试从面板上拉出比其能够以最佳电压提供的功率更多的功率。 实际上，它将面板的非线性特性转换为欧姆特性。
这种控制器的最简单实现是降压转换器，该转换器还具有输入电压反馈，而不仅仅是输出电压反馈。
随着输出电阻减小，这种转换器将降低电压（并增加电流），以便在输入端保持恒定电压。
看一下MC34063 PWM控制器上一个简单的本地降压转换器电路。
该芯片具有一个内置的按键，该按键以几十千赫兹的频率打开和关闭。 当它打开时，电流流过它和电感，逐渐增加输出电压。 当它闭合时，电流流过二极管和电感（电感器倾向于抵抗流过二极管的电流的变化），从而逐渐失去电压。 产生的“三角”电压通过输出电容器进行平滑处理，以接近恒定值。
键打开的时间越长（脉冲宽度），输出电压越高。 因为 通常需要恒定电压，输出是反馈分压器，可将信号馈送到控制器中的误差放大器。 这样，如果电压过高，他就可以减小脉冲宽度，反之亦然。
如何通过该电路使控制器保持最大功率？ 有必要添加一个小的前缀。
当输入电压高于设置电压时，晶体管断开，二极管一侧的电压为零，控制器照常限制输出电压。
如果输入电压降至设定值以下，则晶体管开始闭合，与输入成比例的电压到达反馈线。 并阻止来自输出的信号。 控制器将其视为增加的输出电压，并减小了脉冲长度，从而防止了负载吸收过多的功率并降低了输入电压。
如果我们在面包板上测试该电路，它将或多或少地起作用，但特性却非常糟糕。
实际上，制造自己的脉冲转换器是一项艰巨的任务，效果不是很好。 特别是关于MC34063的旧细节。
因此，我们将使用标准做法，即现成的模块。
我们电路的主要部分是来自输入电压的反馈的反相前缀。 而且，它可以连接到任何标准降压转换器电路，该电路具有一个用于分配输出电压反馈的外部分压器。 因此，我们采用一个典型的几瓦降压模块并将其焊接到前缀二极管的输出上。
不出所料，一切都几乎没有问题。
现在，您可以卸下不必要的零件，并在恒流电压模式下检查电路，模拟太阳能电池板。
如您所见，该电路完美地保持了最小输入电压我们将电路从方便的面包板转移到永久的面包板上，结果是紧凑而相当平坦的设计。
阅读器内部没有多余的可用空间，而且设计仍然不够平整，无法装在后盖和板子之间，因此无论如何都必须从外部安装所有东西并牺牲设计。
如果这本书最初是出于对太阳能充电的期望而编写的，那么就不会出现这样的问题-我们记得，电路板上本身有很多可用空间。
可以将控制器放置的唯一或多或少的方便位置是太阳能电池板的背面。 甚至有一个虚线框提示它。
在进行最终组装之前，对所有零件进行测试都是有意义的，但是X天的阴郁的莫斯科之春顽固地拒绝合作。
我必须得到我的“太阳替代品”-一块总功率为1 kW，色温为4000K的LED，之前已使用测光表进行了校准。 使夏天的日光照射距离为29 cm。
“大块铝”模型冷却系统的原始性导致了一个事实，即该装置可能在6分钟内过热并烧毁，从这个命运来看，现代电池的缺陷可以挽救他，仅持续5分钟。
很难相信太阳光有多强-每平方米一千瓦的光。 仅当将此类灯彼此相距一米的距离放在地球的一半上时，您才能获得接近太阳光的能量。
由于辐射，您看不到设备显示的内容-充电时功率约为0.7W。 这接近预期-1 W面板和70％的转换器效率。 以这种速度，阅读器将从头开始充电约8个小时。
实际上，在我们的纬度和天气不稳定的情况下，将需要两倍以上的功率-额定功率为1 W / m2时，面板功率的额定值为1W。 在热带地区中午或在有太阳替代物的实验室中，会发生什么。
现在测试已经通过，您终于可以将面板附加到书本上了。
由于换能器的厚度，面板和外壳之间存在半厘米的间隙。 您需要将其关闭，因此必须预热3D打印机并打印框架。
框架固定在车身上，在内部我们为电线钻了一个孔。
控制器引脚穿过孔，并焊接到输入。
显然，这样的设计不会赢得任何美观和设计竞赛。 在实践中，厚度增加1.5倍是非常明显的-读卡器不再那么方便放在口袋里，也不适合放在书皮中。
为了使这个地方不会白白消失，例如，可以用一块更大的电池装满它。 或在面板下方安装一个铰链式支架-方便将其放在桌子上，设计会更加对称。 但实际上，这样的设计元素将更合理，要么最初集成到阅读器中，要么作为单独的设备来做。 通过将控制器放置在板上并在面板上开孔，可以得到厚度与原始型号相同的阅读器。
同时，由于云雾笼罩，太阳终于孵化了，您可以实时看到设备正在工作。
总的来说，我们可以得出结论，这对制造商-PocketBook公司-采用太阳能电池板非常有帮助，并且有朝一日可以用它们生产读者。
自产自销的设计所带来的庞大体积根本不意味着工厂的产品将是相同的-就像将汽油动力汽车转换为电动机，将充满电池的后备箱和重心被撞倒，与最初设计为电动汽车的机器进行比较一样。
用聪明的话来说，太阳能现在是趋势，技术正在向前发展，面板价格正在迅速下降。 每个人都相信未来与他们同在。 因此，具有内置太阳能充电功能的阅读器可以非常方便地在移动设备上很好地启动时尚。 读取器-具有极低功耗的设备，当然还有较大的容纳空间。 这使得它几乎是这个方向上的最佳用例。
总结项目本身，最困难的部分是使如此小规模的最大功率点的控制器。 这是到目前为止几乎没有现成模块的领域之一，因此每个模块都是自己的。
对我而言，最有趣的部分是弄清楚现代阅读器和屏幕的功能。 上一次（大约在2007年），我分解了一个相当古老的阅读器，这是市场上最早的阅读器之一，它的难度不比我的难。 触摸屏的设计原来是出乎意料的-我以前从未遇到过这种尺寸和精度的高架IR网格技术，也没想到在那里找到它。 好吧，
PocketBook 631 Plus中的其他工程设计步骤似乎很合逻辑且经过深思熟虑-可以看出读者是真诚地开发的-远离膝盖而不是业余爱好者。
就是这样。 仅此而已，希望您今天学到了一些新知识。 我将回答评论中的问题，写出来。