Адаптер VGA>LVDS MT561-B. Как сделать LCD монитор своими руками.

Адаптеры интерфейса LVDS в наше время не редкость. Они позволяют превратить отдельно лежащую матрицу в работоспособный дисплей или вернуть к жизни монитор с отказавшим скалером. Матрицы бывают очень разные, поэтому адаптеры обычно надо прошивать под конкретную матрицу. Это затрудняет их использование, потому что подбор прошивки неочевиден, а сама процедура не всегда обходится без программатора.
В сегодняшнем обзоре — адаптер, который обходится без таких сложностей. Его настройка сводится к установке нескольких перемычек на плате.
Пример использования и некоторые трудности, с которыми при этом можно столкнуться — под катом.
Итак, Вы обнаружили одинокую LCD матрицу.

С чего бы начать процесс изготовления дисплея на её основе?
Естественно, с поиска документации.

Переворачиваем матрицу экраном вниз, вбиваем найденное на этикетке наименование в Гугл и внимательно читаем даташит.
В первую очередь нас интересует пункт «Features» раздела «General descriptions».

Помимо всего прочего там будет описан используемый LCD матрицей тип интерфейса. Здесь возможны варианты.
1. TTL интерфейс. Матрица когда-то стояла в очень древнем мониторе или ноутбуке. Единого стандарта не существует — плата управления проектировалась под конкретную матрицу. Использовать по назначению не получится, единственное, что можно в этом случае сделать — продать на барахолке. Возможно, кому-то этот артефакт и пригодится.
2. TMDS интерфейс. Матрицы с таким интерфейсом, насколько мне известно, использовались в Apple iMac G4, iMac G5 и ранних iMac Pro. Адаптер интерфейса не нужен — к DVI или HDMI такая матрица может подключаться напрямую.
3. eDP интерфейс. Матрицы от новых ноутбуков, Macbook Pro и iPad. К DisplayPort можно подключить через пассивный переходник, ко всему остальному — через активный конвертер стоимостью порядка $100.
4. LVDS интерфейс. Подавляющее большинство бывших в употреблении матриц от ноутбуков и мониторов. Подключаются без особых сложностей, адаптеры LVDS есть на любой вкус и кошелёк. Самые простые и дешёвые обрабатывают только VGA сигнал, те, что подороже, могут и DVI/HDMI переварить, и фильм с флэшки воспроизвести. Основной проблемой будет кабель между адаптером и матрицей. В общем, наш случай.

Видеоинтерфейс VGA был выпущен IBM в 1987 году и продержался в производстве более четверти века — выходить из употребления он начал только в 2015 году(но использующего его оборудования пока ещё очень много). Он использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. Фактически такой интерфейс представляет собой всего 6 проводов — три сигнала цветности, два сигнала синхронизации и общий провод.

Оставшиеся контакты разъёма используются для работы интерфейса I2C, обеспечивающего передачу данных о дисплее. В первых версиях VGA они отсутствовали, так что если вдруг придётся паять такой кабель самому из старого — убедитесь, что в разъёме полный набор контактов, а в кабеле хватает жил, иначе Plug&Play работать не будет.
Так как основной поток данных передаётся в аналоговом виде, а LCD матрица требует цифровой сигнал, то без активного преобразователя не обойтись. Самые дешёвые преобразователи выполнены на микросхеме HX6856 от Himax, и если Вам достаточно одного VGA входа, то такой адаптер можно смело заказывать.
Адаптер имеет размеры 55х55 мм без учёта выступающих частей.
На верхней стороне печатной платы распаяны микросхема-преобразователь, 15-контактный разъём входа видеосигнала, три контактных гребёнки и группа перемычек.

Ещё тут есть площадки для монтажа разъёма под плоский шлейф и пустующие места компонентов звукоусилителя. Все гребёнки имеют шаг выводов 2 мм.
На нижней стороне платы есть таблица с описанием расстановки перемычек под конкретные матрицы. Адаптер поддерживает матрицы с разрешением от 640*480 до 1920*1200 пикселей.

При расстановке перемычек учитывайте, что обычно матрицы от настольных мониторов используют 8-битное кодирование цвета и питание 5В, а матрицы от ноутбуков — 6-битное и 3,3В. Будьте внимательны — 5В питания матрица от ноутбука не переживёт.
В интернете про эту плату гуляет вот такая картинка:

Руководствоваться ею не стоит, потому что на ней перевраны названия контактов в разъёмах.
Чтобы получить работающий монитор, достаточно подключить к плате адаптера матрицу, кнопочную панель, источник питания на 5В и обеспечить включение подсветки… и как раз с подсветкой возможны нюансы.
На старых матрицах подсветка осуществляется газоразрядной лампой, которая питается высоким напряжением от отдельного инвертора, который размещается рядом с матрицей и подключается к ней через двухконтактный разъём. И лампа, и инвертор могут выходить из строя как вместе, так и по отдельности, а без работающей подсветки изображение на матрице Вы скорее всего не увидите.
На матрицах поновее подсветка осуществляется светодиодной лентой, электроника управления которой почти всегда находится в самой матрице. Отказывает такая подсветка редко, питание у неё отдельное от самой матрицы, хотя и подаётся через тот же разъём.
В любом случае подачи только питания для запуска подсветки недостаточно, нужны ещё и управляющие сигналы.
Ответной части для гребёнки с шагом штырей 2 мм у меня нет, подопытная матрица старая, готовый кабель для её подключения к плате адаптера найти сложно, поэтому его придётся паять. Исходным материалом будет шлейф матрицы от ноутбука. Обрезаем от него разъём, подключавшийся к материнской плате, провода зачищаем и облуживаем, затем читаем описание матрицы дальше. В разделе «Interface connection» будет примерно вот такая таблица.

Из неё видно, что в нашем случае для передачи изображения достаточно соединить провода питания, земли и 4 дифференциальных сигнальных пары — 3 для передачи данных, 1 для тактирования.
Для других матриц количество задействуемых линий может быть больше:

Берём тестер и ищем совпадающие контакты на плате.
Нумерация контактов на гребёнке и площадок для пайки разъёма под плоский шлейф идёт в противоположных направлениях.
Если кто будет паять:

Паяем(желательно под лупой), промываем.

Собираем адаптер, матрицу и инвертор подсветки вместе, подключаем питание… и не видим ничего. Судя по потребляемому току, инвертор сразу уходит в защиту. Замена на другой результата не принесла — скорее всего, виновата лампа подсветки матрицы.
Найти лампу на замену практически нереально — размер 12,1" 4:3 неходовой, доноров нет, смысла везти под заказ тоже.
Зато есть битые матрицы 11,6" 16:9. По длине они практически совпадают.
Разбираем обе матрицы(рекомендую перед этим протереть стол влажной тряпкой и вымыть волосы, чтобы с них не летела пыль).
Да, светодиодная лента от широкоформатной матрицы 11,6" практически совпадает по длине с лампой от квадратной 12,1".

Ищем техническое описание на 11,6" матрицу.

Подсветка питается напряжением 12В(допускается от 5 до 25В), управляется сигналами LED_EN(общее включение-выключение) и LED_PWM(управление яркостью) с уровнями 3,3В(предельно допустимо 5,5В, но лучше не надо).

Ищем на плате точки LED_VCCS — на неё подаём +12В от блока питания, сигналы LED_EN и LED_PWM для общей проверки работоспособности имитируем батарейкой CR2032. Убеждаемся, что подсветка работает.

Берём напильник и пропиливаем в лотке от газоразрядной лампы щель для пропуска выводов светодиодной ленты.

Переклеиваем на него светодиодную ленту вместе с родным белым скотчем.

Собираем матрицу и проверяем работоспособность подсветки в сборе.

Всё работает, можно идти дальше.
Фирменная кнопочная панель в комплекте адаптера отсутствует, но в Интернете есть её фотографии с обоих сторон, по которым можно восстановить принципиальную схему.

Ничего сложного — просто пять кнопок, замыкающихся на общий провод, и двухцветный светодиод.
Донорская плата с кнопками оказалась переусложнённой, поэтому я решил пересадить их на текстолит.

Главной проблемой оказался поиск текстолита толщиной 1 мм, пришлось клеить из 2 по 0,5.

Предварительная сборка перед включением.

Подаём питание. О, оно живое!

В отсутствие входного сигнала адаптер потребляет ток примерно 210 мА.

Если через некоторое время сигнал не появится — он засыпает и снижает потребляемый ток до 12-15 мА.

Подаём сигнал на вход VGA. Потребляемый ток подскакивает до примерно 350 мА.

Ой, а что это у нас тут с цветами творится?

А это мы неправильно перемычку выставили, и адаптер пытается затолкать 8-битный сигнал в 6-битный интерфейс.
Если на 6-битную матрицу подать 8-битный сигнал, то матрица покажет зверский калейдоскоп цветов, но правильного изображения не будет. Внешне картинка смахивает на цвета с сильно заниженной битностью (например если в Windows поставить глубину цвета не 32, а например 4 бита). Объясняется это тем, что согласно приведенной выше картинке часть полной картины не доходит до матрицы (ведь пара RX3 не подключена) — соответственно потеряна часть видеоинформации.
Если на 8-битную матрицу подать 6-битный сигнал, картинка будет правильной, но слишком темной и никакие регулировки не смогут вытянуть яркость и контрастность до нужного уровня
Выключаем, переставляем перемычку, включаем снова.

Так оно намного лучше выглядит.
Тут можно ещё меню пощелкать кнопками, но смотреть тут по большому счёту не на что.

Начинаем приводить устройство в приличный вид.
Сначала возьмём и отрежем от платы управления подсветкой лишний текстолит, а то она на место старого инвертора не лезет.

На красном 6-контактном разъёме платы адаптера есть пара штырей, обозначенных BL и ADJ. с точки зрения логики на контакте BL должен поддерживаться высокий логический уровень во время работы адаптера, а на ADJ зависящие от установленного в меню уровня яркости сигнал PWM или постоянное напряжение. В реальности же на ADJ всегда при поданном на адаптер питании присутствует 3,3В, на BL на время работы появляется 5В, а яркость регулируется средствами матрицы, поэтому контакты LED_EN и LED_PWM на плате управления подсветкой можно соединить вместе. Нагрузочной способности вывода BL адаптера при этом не хватает, поэтому для выработки сигнала управления подсветкой пришлось использовать эмиттерный повторитель с делителем напряжения в качестве нагрузки.
После этого плату подсветки можно изолировать, а провода в жгуте к кнопочной панели заменить на МГТФ 0,12.

На данном этапе изделие выглядит следующим образом:

Вывод: адаптер вполне работоспособен и легко настраивается. Если не смущает отсутствие цифровых входов и несколько странная логика управления подсветкой — вполне можно покупать. В качестве тестера ЖК матриц за свою цену адаптер почти идеален.

Цена указана с купоном BGSPLCDMB