[技術向]自制顯示器:麻麻我就要躺着打遊戲!(打滾

省流:500¥,面板300+外殼150+電子元件50,後面倆固定了,面板豐儉由人。

最終成品:

下面15.6這個

事情緣由。我想躺着玩遊戲(最高端的食材往往只需要...)。本來看了一陣子的steam deck,由於steam deck一直不降價,我的電腦桌又在牀邊,於是惡向膽邊生,決定自己搓一個顯示器。


至於爲什麼不買一個現成的便攜屏?現成的量產貨當然更好,但是自己又不是沒有那個能力對吧。

整篇文章參考b站UP:機魂


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原理科普。


顯示器一般由三部分組成,顯示面板,顯示器驅動板,電源,外殼。有的人可能就要問了,不是四個嗎?


因爲電源和驅動板實際上可以在一個東西上。不同面板需要的功率可能不一樣,不同用戶的使用場景可能不一樣,所以出現了有的顯示器電源線自帶一塊長方體變壓器,有的顯示器只有一根純線。或者像我這樣,只有一個type c線,找個usb口就能用的。

自帶變壓器的電源線

怎麼挑一塊屏幕呢?打開屏庫這個網站(百度就可以),在搜索旁邊有個面板選型,點開之後,選擇你想要的分辨率和刷新率,一般選這兩個就夠了。


然後在搜索出來的衆多的型號裏面,挑一個你喜歡的,再去某魚或者某寶搜對應的。我用的面板是京東方的NE156QHM-NY4,2K的分辨率,165Hz,eDP40p接口。

屏庫的頁面

重點看接口類型,一定要看清楚是eDP40p,30p還是LVDS或者什麼其他的。我沒記錯的話以前的筆記本好像很多都是LVDS和eDP30p的。


簡單來說這個接口類型就是面板支持什麼樣的信號傳輸,涉及到後續的電路設計,買錯了不兼容會很蛋疼。


顯示面板的接口類型和設備的視頻接口類型不是一個東西,驅動板需要將設備接口轉換成面板接口。主流的設備視頻接口一般有DP、HDMI,以前還有VGA什麼的。現在只看前面兩個就OK。


DP是開源是協議,又由於DP和eDP實際上是一個東西,所以這倆可以實現直接傳輸,HDMI則是收費的,如果需要HDMI轉eDP的話,就需要芯片實現。


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電路技術細節。


先上完整的電路原理圖。

電源部分,我選的NE156QHM-NY4這塊面板,驅動電壓是3.3V,背光12V,5V似乎也可以。電源一定要用DCDC,別問我爲什麼不用LDO(淚的教訓,浪費了我好些時間)。

輸入type-c的5V,DCDC用的是TPS563200,根據技術手冊,這個芯片實際上也能轉1.2V,後續HDMI芯片也可以用。

12V用的MT3608,設計一樣可以參考技術手冊,都給出了很詳細的設計說明。

技術手冊中教你計算的部分

如果是DP直通的話,剩下的把DP輸出直接連接eDP即可。但是eDP本身就具有pwm腳的亮度調節,所以用經典的NE555做了一個脈衝輸出,控制面板的pwm引腳電壓,也就是背光亮度。這裏用的是撥盤電位器,當然也可以選按鈕自帶電位器的元件。

NE555行走一小時

我躺在牀上玩,自然是需要一些帶感的bgm的,所以加入了一個音頻的功能。用的是c口輸入音頻,芯片是PCM2706(一片7塊錢,貴的落淚),PCM2706既能DAC直接輸出,也可以輸出I2S。

我還額外加了一個功放,使得我的板子可以驅動兩個4Ω3w的左右聲道揚聲器。

挑個自己喜歡的

電路實際上到這裏就已經完成我的預期了。但是我還額外嘗試了一下加入miniDP和HDMI多輸入口。


可以用多路複用芯片實現兩個輸入口的切換,HDMI用的CS5801(一片25,心在滴血),這類的芯片需要額外燒固件,不過出廠默認自帶,建議和廠家先溝通一下。

兼容了HDMI和DP。這樣上下都有需要考慮的接口,很麻煩

我的性別是指示燈愛好者,我希望能夠看到設備的運行狀態。但是這樣就造成了一個問題:板子太大了,不能蹭免費打樣了就。只常識性的做了一片雙輸入口的,這下指示燈要擺到電路板下面去了。後續建模也不方便,只得無奈放棄。


至此電路設計告一段落。


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外殼技術細節。


電路跑通只是一個能用的產品,有合適的外殼纔是一個優秀的產品。——Mr.SEC


(我瞎說的


這次時間沒限制,外殼當然要好好做。我想的是用3D打印。但是看了現成產品,基本都是塑料卡扣+螺絲的方式,這樣固定是固定了,可是會讓我的屏幕很肥大,我不喜歡。經過數次洗澡時候的頭腦風暴,我決定使用滑槽配合螺絲固定。

這種卡扣 + 螺絲固定的不適合3D打印

建模什麼軟件都可以,我比較習慣soildworks,soildworks只需要入門水平就可以做。如何入門?


打開sw,在xyz三個基準面上選定一個面,繪製草圖,拉伸草圖。好了你已經完全掌握sw了。

是sw領域大神!(哆啦A夢震驚臉

EDA軟件基本都可以導出電路板模型,然後在sw中粗略的補齊沒有的電子元件(3.5mm耳機接口之類的),再根據自己的電路板做模型。

電路板模型

模型整體採用滑槽固定的方式,底部用螺絲固定。背板留了vesa協議的75孔固定位,方便後續接支架。

採用滑槽固定的方式

由於採用的是滑槽固定,正面視圖顯示器比較薄。

正視預覽圖

至於顯示器自身的支架,想過好幾種方案,並且跟好友探討過這個問題,他晚上回去就給我做了一版他的想法,很是感動。最終還是決定採用最簡單的U型支架,實際證明效果屬實不錯。

直接畫了一個給我,淚目

背後預留了兩個揚聲器孔位,並且在驅動板是上方用亞克力切板做了透明處理。電子的美怎麼能不展現出來呢。另外,做個人設計,不要忘了自己的LOGO。

U型支架和揚聲器孔位

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組裝。


外殼屬於又薄又大的模型,3D打印礙於工藝的問題,很容易出現殘餘應力的問題,整塊外殼剛到的時候,完全沒法用,整個就是彎曲的。只能使用外力給他一個反方向的撓度,勉強校正一下。

殘餘應力導致結構彎曲

這是什麼?壓一下

嵌入螺母的時候記得多預留一點壁厚,我就因此重打了一份,多花了一筆錢,真是血淚教訓。

早期版本預留孔位壁厚太薄了

整體的效果不錯,面板跑滿了2K165Hz,外放音響正常,3.5mm耳機正常,亮度調節正常,自帶支架正常,壁掛支架也正常。

2K165Hz

我使用了兩個導光柱,這樣從側面也能夠看到指示燈的狀態。

燈!燈!燈!啊啊啊(陷入癲狂)

最終成果。

把顯示器裝到牀上,效果完美。

這不美死

給各位盒友發幾張相機照片解解渴。

說起來最近有點沉迷cs2,浪費了不少時間。渦輪這個皮膚又便宜又好看,跟3d皮膚一樣,真的無敵了。

渦輪,你無敵了!

整體的方案我會開源放到評論區,上次寫的那個輝光鐘好多人私聊我說看不到,或許是你盒不讓發連接評論?


還記得我爲什麼要做一塊顯示器嗎?是因爲我沒有steamdeck。但是在我做完顯示器的前一小陣,我收到了一個禮物,大火猜猜是啥?抓馬。

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