Monitor per laptop alimentato a batteria riadattato: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Per la mia prima lezione, farò qualcosa che ho sempre desiderato. Ma prima, un breve retroscena.

Il mio laptop per 7 anni alla fine si è rotto e non mi è rimasta altra scelta che comprarne uno nuovo. Il vecchio laptop aveva già subito diverse riparazioni minori, quindi mi sono reso conto che potevo prendere qualsiasi cosa senza problemi di rottura di qualcosa di utile.

Ho sempre desiderato un secondo monitor per semplificare il lavoro. Questo ha rappresentato l'occasione perfetta per ottenerne uno e soddisfare il fai-da-te che è in me.

Quindi, senza ulteriori indugi, ecco le istruzioni per realizzare un monitor portatile alimentato a batteria!

NOTA: guarda le foto per istruzioni più dettagliate e note sulla build!

Passaggio 1: lo schermo: parti, strumenti e assemblaggio

Parti e fonti

- Schermo da vecchio laptop (per questo progetto, il numero di serie dello schermo è N156B6-L05)

- Scheda controller LCD/LED LVDR dal rivenditore online (collegamento AliExpress)

- Alimentatore 12V 2A con jack a botte (collegamento AliExpress)

Utensili

- Cacciaviti di precisione per viti piccole.

Assemblea

Per prendere lo schermo dal laptop, segui semplicemente le istruzioni specifiche per il tuo dispositivo. Ho seguito i passaggi in questo video. Sfortunatamente, non sono state scattate foto durante questo passaggio, tranne il risultato finale.

Una volta estratto lo schermo, cerca il suo numero di modello. Questo si trova sul lato posteriore del pannello.

Una volta trovato il numero di serie, cercare una scheda controller LVDR compatibile con lo schermo. Ne ho scelto uno con una porta VGA e una porta HDMI. Tutto ciò che resta da fare a questo punto è testare se il controller e lo schermo funzionano, e lo ha fatto!

Si noti che la maggior parte dei controller è, per impostazione predefinita, alimentata da un alimentatore a 12V. Il controller che ho può essere alimentato ovunque da 6,0 V a 15,0 V come testato.

È stato qui che ho deciso di fare in modo che anche questo monitor sia alimentato a batteria, ed è qui che stiamo facendo nel passaggio 2.

Passaggio 2: fonte di alimentazione: parti, strumenti e assemblaggio

Parti e fonti

- La vecchia batteria del laptop (per estrarre le celle agli ioni di litio e la scheda di protezione)

- Alimentatore del controller dello schermo o una scheda di protezione di terze parti (collegamento aliexpress)

- Fili

Utensili

- Saldatore, piombo per saldatura e flusso

- Cacciavite a testa piatta

- Opzionale: un kit di strumenti di leva, per estrarre le celle agli ioni di litio

Assemblea

Poiché il laptop non è più utilizzabile, il pacco batteria è praticamente inutile. Tuttavia, le celle agli ioni di litio potrebbero essere ancora utili se fossero ancora adeguatamente cariche. Inoltre, gli alimentatori per laptop sono progettati con una scheda di protezione della carica per garantire che le batterie non vengano sovraccaricate o sottocaricate.

Per recuperare queste parti è bastato aprire l'alimentatore, facendo attenzione a non danneggiare le celle o la scheda controller. E poiché l'alimentatore in sé non è di alcuna utilità, sono semplicemente andato avanti e ho distrutto il suo involucro nel processo. Se hai accesso a strumenti di leva, usali perché sono molto meglio da usare. Nel mio caso, ho usato un cacciavite a testa piatta e un coltellino per aprire l'alimentatore

Una volta esaurite le celle e la scheda, ho testato le batterie con un multimetro. Vuoi salvare tutte le celle che hanno una tensione superiore a 3.0V. Potresti essere ancora in grado di utilizzare celle che leggono 2,5 V o più. Tuttavia, le cellule che leggono meno di 2,0 V sono essenzialmente morte.

Da queste informazioni, tutte le celle sono ancora funzionanti ma devono essere ricaricate il prima possibile.

Poiché la tensione nominale (ovvero la media) di una cella agli ioni di litio è di 3,7 V, ciò significa che 3 celle saranno sufficienti per alimentare il monitor. Ciò significa che la scheda controller dell'alimentatore è perfettamente adatta per l'attività, poiché non è progettata solo per gestire 3 celle, ma ha anche un profilo stretto per adattarsi al case.

Passaggio 3: il caso: parti, strumenti e assemblaggio

Parti e fonti

- Pannelli acrilici, tagliati a misura in base alle dimensioni dello schermo. Ordinato online da un fornitore locale, pretagliato. Dimensioni adatte allo schermo (vedi sotto)

- Bulloni M2 (50 mm di lunghezza), con corrispondenti dadi e rondelle. Negozio di ferramenta o online

- Distanziali in plastica, 3 cm. Questi verranno tagliati a misura in seguito. Negozio di ferramenta o online

Utensili

- Cacciavite

- Utensile rotante (Dremel) con punte da trapano e utensili da taglio appropriati.

- Pinze

- Opzionale: utensile per punteggio e taglio acrilico

Assemblea

Tutti gli schermi dei computer sono realizzati in dimensioni standard. Ad esempio, ho uno schermo da 15,6" con dimensioni 34,54 cm x 19,43 cm. Tuttavia, questa dimensione è solo per lo schermo stesso e non prende in considerazione i bordi dello schermo dove si trovano i supporti e altre parti. Quindi per essere sicuri che tagli i pannelli correttamente (o li pre-tagliati correttamente, come ho fatto io), devi assolutamente misurare tu stesso le dimensioni del monitor. Per il monitor da 15,6" qui utilizzato, le dimensioni sono risultate effettivamente 36,0 cm x 21,0 cm.

Alla fine ho ordinato lastre acriliche da 3 mm, con le seguenti proprietà:

- Trasparente: 1 pz 23 cm x 38 cm (per il davanti)

- Nero: 1 pz 23 cm x 38 cm (per il retro)

- Nero: 2 pz 1 cm x 38 cm (per il supporto del monitor)

- Nero: 2 pz 1 cm x 21 cm (per il supporto del monitor)

- Nero: 2 pz 3 cm x 38 cm (per i pannelli laterali)

- Nero: 2 pz 3 cm x 23 cm (per i pannelli laterali)

Ho fatto un piccolo errore e ho ordinato pezzi di 1 cm x 23 cm, invece di 1 cm x 21 cm. Ho aggirato questo problema tagliando io stesso l'eccesso con uno strumento per il punteggio e il taglio acrilico, e si adatta perfettamente. In una nota a margine, l'incisione e la foratura vengono eseguite al meglio con il supporto di carta protettivo ancora sui pannelli, per evitare graffi inutili e segnare più facilmente con una penna o una matita.

Ho quindi utilizzato i pezzi di supporto lunghi (quelli da 1 x 38 cm) e ho segnato tutti i punti a 0,5 cm da un'estremità e 0,5 cm da un lato. Da questi segni, sono stati fatti dei fori con il trapano, partendo dalla punta più piccola disponibile che ho, e procedendo attraverso le dimensioni fino a ottenere un diametro di 2,0 mm.

Vengono realizzati fori aggiuntivi per fissare la scheda controller con bulloni aggiuntivi, utilizzando la stessa tecnica di foratura.

È quindi necessario tagliare uno dei pannelli laterali in modo che sia possibile accedere alle porte della scheda controller e alla scheda della tastiera di regolazione.

Finalmente è ora di mettere tutto insieme!

Passaggio 4: mettere tutto insieme: schermo, lavagna e custodia

Una volta che tutto è pronto, la build vera e propria può iniziare.

I fori sono stati praticati nei sottili pezzi laterali. I pezzi superiore e inferiore avevano bisogno di due fori, uno su ciascuna estremità. Ulteriori fori possono essere praticati in seguito per un maggiore supporto.

I pezzi laterali erano leggermente più complicati, poiché dovevano essere posizionati dei fori per supportare la scheda e una spia luminosa a LED. I fori sono stati praticati simmetricamente in modo che la montatura finale appaia pulita e professionale. Inoltre, le tavole sono state utilizzate per posizionare correttamente i fori.

Il pezzo superiore e lo schermo vengono quindi posizionati sul pannello frontale trasparente. Una volta posizionati correttamente, gli altri piccoli pezzi sono stati posizionati e fissati provvisoriamente al pannello frontale, quindi utilizzati come guide per forare il frontale.

Le viti M2 vengono quindi utilizzate per fissare tutto insieme, utilizzando i distanziali in plastica per garantire la giusta misura. I distanziatori sono tagliati alla giusta lunghezza per garantire che lo schermo abbia uno spessore di 3,0 cm una volta terminato.

Se desideri utilizzare il monitor ora senza alimentazione a batteria, questo passaggio è quasi la fine (e in tal caso, puoi passare alla pagina Tocchi finali).

Un pezzo di cartone sottile viene posizionato sul retro del monitor per garantire che il foglio di supporto bianco non venga danneggiato quando vengono posizionati i circuiti stampati e le batterie.

Infine, le schede vengono posizionate nelle posizioni corrette in base alle posizioni delle viti. Ciò protegge le schede e rende meno probabile che si allentino.

Passaggio 5: mettere tutto insieme: batterie e scheda di protezione

Le batterie sono state collegate tra loro con fili e saldatura, quindi le estremità libere dei fili alla scheda di protezione. La scheda di protezione ha punti in cui le batterie devono essere collegate per caricarle correttamente. Fare clic qui per uno schema elettrico su come collegare le batterie. NOTA: il collegamento precedente allo schema della batteria sopra sembra essere morto ora, quindi sto postando un nuovo collegamento al nuovo schema qui. Ulteriori aggiornamenti sono discussi alla fine di questa sezione.

I terminali di carica del circuito di protezione vengono quindi collegati all'alimentazione della scheda LVDS per fornire l'alimentazione della batteria e consentire la ricarica delle batterie.

Dopo una carica, ho testato se il concetto funziona accendendo il monitor tramite l'alimentazione a batteria e ha funzionato. Tuttavia, durante il vero test di utilizzo del monitor, il monitor non si accendeva. Dopo un'ispezione, ho visto che uno non si caricava più. Così ho sostituito la batteria scarica con una di riserva che avevo in giro. Inoltre, ho ricontrollato i collegamenti al circuito di protezione.

Sfortunatamente, dopo un secondo test completo, alcune batterie erano ancora completamente scariche, portandomi a credere che il problema fosse la scheda LVDS. Quindi ho rimosso il suo jack cilindrico, l'ho montato direttamente sul circuito di protezione e l'ho collegato alla scheda LVDS tramite cavi al punto in cui era collegato. Questo ha funzionato a meraviglia, poiché le batterie ora si caricano correttamente e la scheda LVDS riceve energia dalle batterie o dall'alimentatore.

Ho quindi realizzato un cavo con 4 fili e un connettore PHR a 4 pin, che corrisponde a quello sulla scheda LVDS. Questo è stato poi utilizzato per collegare il terminale positivo della scheda di protezione al terminale a 12V della scheda LVDS, e analogamente con i terminali di terra. Ciò consente alla scheda di essere alimentata dalla batteria, oltre a caricarla con un alimentatore da 12 V mentre si alimenta lo schermo. Dopo il test, ha funzionato senza intoppi. AGGIORNAMENTO 19 aprile 2021

È passato un po' di tempo da quando ho visitato questo Instructable e mi sono reso conto di non aver fornito nessuno degli aggiornamenti promessi. Quindi eccoci qui…

Dopo il suggerimento sui commenti (grazie a Copper Dog), ho deciso di vedere se l'aggiunta di più celle in parallelo avrebbe funzionato. Ciò ridurrebbe la resistenza interna complessiva della batteria, il che dovrebbe significare che è possibile fornire una corrente massima maggiore per la stessa tensione, stabilizzando così la potenza in uscita e prevenendo così lo sfarfallio del laptop. Risultato finale: funziona! Lo schermo non si accende e non si spegne più, quando deve essere ricaricato; si spegne semplicemente. Inoltre, questo fa sì che lo schermo abbia un tempo di esecuzione più lungo. Il rovescio della medaglia è che ora è un po' più pesante.

Passaggio 6: test

Poiché le batterie sono state caricate prima dell'installazione, mi aspettavo che lo schermo si accendesse una volta completata la saldatura. Tuttavia, non è stato così, quindi ho acceso lo schermo con l'alimentatore a 12V per alcuni minuti, durante i quali lo schermo si è acceso immediatamente.

In attesa che le batterie si caricassero un po', ho collegato il mio laptop allo schermo con un cavo HDMI e ha funzionato perfettamente.

Dopo aver aspettato 5 minuti, ho rimosso il caricabatterie per vedere se le batterie funzionavano, e così è stato! Ho quindi spento lo schermo e ho visto che era ancora alimentato poiché la luce on-off integrata è ancora accesa. Ora sto trovando il tempo in cui lo schermo rimane in modalità standby prima di spegnersi effettivamente.

Ho quindi deciso di testare quanto dureranno le batterie con una carica completa. Poiché le batterie non sono nuove, non mi aspettavo una lunga durata della batteria. Tuttavia, sono rimasto piacevolmente sorpreso dal fatto che le batterie possano alimentare lo schermo per circa 45 minuti.

Una nota interessante, ho anche misurato la tensione attraverso le batterie mentre si scaricavano. Ho notato che quando la retroilluminazione dello schermo è stata accesa, la lettura della tensione è scesa a circa 0,7 V al di sotto della lettura quando la retroilluminazione è spenta. Inoltre, la scheda di protezione disattiverebbe l'alimentazione dello schermo a 9,7 V attraverso le batterie. Successivamente, la tensione sale fino a 10,4 V, riaccendendo lo schermo. Questo è un problema da affrontare in seguito, ma basti dire che per ora le batterie devono essere caricate quando lo schermo si spegne.

Tutto sommato, questo è un progetto di successo e dovrebbe essere facilmente replicabile.

Passaggio 7: ritocchi finali e raccomandazioni

Anche se le coperture laterali sono pronte per essere installate, ho deciso di non metterle ancora. Questo, per il momento, semplificherà l'utilizzo dello schermo e le modifiche.

Alcuni miglioramenti sono già venuti in mente e presto faranno parte del monitor:

- Un indicatore di carica e un controller di carica controllati da Arduino. L'indicatore è fondamentalmente un LED a 3 colori controllato da Arduino. Il regolatore di carica serve a garantire la massima durata della batteria. Le batterie agli ioni di litio vengono caricate al 10% in più rispetto al livello della batteria prima di essere caricate, ad es. se la batteria è al 60%, allora dovrebbe essere caricata fino al 70% prima di essere scollegata.

- Un supporto per treppiede, per stabilizzare ulteriormente il monitor collegandolo a un treppiede.

- Fori per i pulsanti della tastiera LVDS, e i corrispondenti pulsanti sostitutivi per cambiare quelli sulla scheda stessa. Al momento non è necessario utilizzare la tastiera, ma potrebbero esserci dei casi in cui potrebbe essere utile.

- Usando più dadi per fissare i bulloni sul pannello frontale dello schermo e sui pezzi di supporto. I dadi impediranno la caduta delle viti quando il pannello posteriore viene rimosso. Ciò significa anche che sarà necessario regolare nuovamente le lunghezze dei distanziatori.