Ты решил приобрести производительный портативный компьютер, но смотришь на цены и печалишься: мощь и портативность одновременно — дорогое удовольствие. В этой статье я расскажу, как собрать портативный лэптоп из стандартных десктопных комплектующих своими руками, а также в чем плюсы такого подхода. Свое детище я назвал Truebook.
Почему нельзя просто купить мощный ноутбук?
Для начала — в ноутбуки устанавливают мобильные процессоры с урезанным TDP.
TDP (Thermal Design Power) — это конструктивные требования к теплоотводу. Эта величина показывает максимальное количество тепла, которое должна рассеивать система охлаждения чипа.
Производители принимают величину TDP равной максимальной мощности, которую потребляет чип. Потребляемую мощность проще измерить, и в конце концов вся она будет рассеяна в виде тепла.
Показатель TDP не равен энергопотреблению, хотя и связан с ним. В большинстве случаев процессор с более высоким значением TDP потребляет энергию (и выделяет тепло) сильнее, чем с меньшим, но это справедливо при сравнении продукции одного производителя, например Intel или AMD. Бывает, что чип AMD с заявленной мощностью в 95 Вт экономичнее, чем Intel с 90 Вт.
Давай сравним характеристики нескольких мобильных и десктопных процессоров компании Intel. Возьмем процессор i5-2500, который используется в настольных компах, и i5-2557M для ноутбуков.
Сравнивать мы будем на сайте компании Intel. Как видишь, расчетная мощность — она же TDP — у этих процессоров сильно отличается. У мобильного i5-2557M она равна 17 Вт, а у десктопного i5-2500 — целых 95 Вт.
Не зря инженеры занижают основные параметры процессоров: количество ядер, частоту процессора. Это позволяет добиться снижения TDP. Охлаждать процессор в тонком корпусе ноутбука станет намного проще.
В заводских ноутбуках меня не устраивают не только слабые процессоры, но и ограниченные возможности апгрейдить железо. Конечно, в более дорогих игровых ноутбуках можно обновить процессор, твердотельный накопитель, оперативную память и даже дискретную видеокарту, но зачастую лишь в пределах одного поколения процессоров. Не исключено, что через несколько лет твой ноутбук устареет и ты ничего не сможешь с этим поделать.
Еще один недостаток заводских ноутбуков — матрица расположена на фиксированном расстоянии от клавиатуры, и это можно исправить, только подключив внешний монитор или клавиатуру.
Все это привело меня к мысли собрать собственный ноутбук. Пусть он не будет особенно тонким, достаточно, чтобы можно было перевозить его с места на место без особого труда.
Подбор комплектующих
Я поставил перед собой три основные цели.
Матрица
Поскольку гаджет планируется довольно мобильным, я решил, что матрица должна быть ноутбучной. В ноутах используются матрицы с разными типами разъемов. Рассмотрим основные.
Panel Self-refresh — технология, с помощью которой дисплей отображает картинку, когда нет видеосигнала, и меняет ее по требованию графического процессора.
Еще eDP поддерживает интеграцию в видеосигнал дополнительных цифровых пакетов, что позволяет реализовать на плате дисплея другие интерфейсы. Например, можно добавить микрофон, веб-камеру, тач-поверхность, хаб USB. Это позволяет снизить количество проводников в шлейфе для подключения к системной плате и сократить стоимость деталей и обслуживания.
В отличие от LVDS в eDP снижено общее количество линий, необходимых для передачи данных. И всё без потери качества и с контролем четкости!
В ближайшие несколько лет, думаю, стандарт eDP вытеснит с рынка устаревший LVDS. Для наглядности приведу таблицу сравнения технических характеристик интерфейсов.
Сравнение LVDS и eDP
Матрицы Full HD на интерфейсе eDP по цене намного ниже, чем c поддержкой LVDS. Это тоже необходимо учитывать, но для меня выбор оказался не так прост.
А пока что я остановился на диагонали матрицы 15,6 дюйма.
Материнская плата
Основные форм-факторы материнских плат
Теперь необходимо выбрать материнскую плату. Именно она будет диктовать свои правила поддержки (или ее отсутствия) интерфейсных и прочих не менее важных разъемов.
Чтобы выбрать материнскую плату, нужно определиться с ее форм-фактором. Лучше всего к пятнадцатидюймовой матрице подходят форматы mini-ITX, Mini-STX и thin mini-ITX.
ASRock H110TM-ITX R2.0
Одна из самых важных опций — должен быть разъем LVDS для подключения матрицы.
Все остальное
Поскольку на выбранной материнской плате в наличии был только разъем LVDS 40pin, то и матрицу я решил взять c таким же разъемом. Остановился я на матрице Innolux N156B6-L0B c диагональю 15,6 дюйма.
К процессору требований у меня было меньше: лишь бы работал и был мощнее мобильных.
Оперативная память — планка SO-DIMM DDR4, накопитель — SSD Sata M2 120 Гбайт.
Для первой тестовой сборки этого хватило.
Кулер для процессора
Я изучил варианты сначала в местных магазинах, а позже — на «Алиэкспрессе», но так и не нашел ничего подходящего.
В найденных вариантах меня не устраивало расположение радиатора и изгиб тепловых трубок — я собирался поместить материнскую плату в корпусе таким образом, чтобы, во-первых, разъемы были по правую сторону от пользователя, а во-вторых, процессор располагался бы ближе к верхней грани устройства. Так охлаждение будет более эффективным.
В итоге мой выбор пал на процессорный кулер Intel, модель BXHTS1155LP.
Intel BXHTS1155LP
Шлейф LVDS для соединения матрицы ноутбука и материнской платы
Изначально я предположил, что этот шлейф можно позаимствовать у ноутбука с идентичным разъемом LVDS. Я работал в сервисе, и через мои руки ежедневно проходило множество ноутбуков, но меня постигло разочарование. Прошло три года, прежде чем я нашел подходящий мне по распиновке шлейф LVDS.
Когда все комплектующие были у меня, я принялся за моделирование корпуса.
Создание макета
Изначально корпус задумывался в форме классического ноутбука: нижняя часть с клавиатурой и основными комплектующими — материнской платой, накопителем и прочим, а верхняя — с матрицей и веб-камерой. Соединялись бы части с помощью петель.
Далее были разработаны и подготовлены трехмерные модели для этого варианта корпуса. Я планировал сделать его из металла.
Модель нижней части корпуса из листового металла с отверстиями в основании для крепления материнской платы, перфорированными отверстиями для вентиляции на передней грани. Сзади расположены площадки для крепления петель матрицы.
Другая сборная модель нижней части корпуса с перфорациями для забора воздуха на передней грани и креплением для петель матрицы — на задней.
Модель верхней крышки для нижней части корпуса представляет собой листовой металл с перфорациями для встроенных динамиков и выемку для съемной беспроводной клавиатуры.
В процессе я понял, что нужно полностью перерабатывать и упрощать модель корпуса: уменьшить корпусные детали и сократить подвижные узлы.
Новая конструкция получилась довольно простой и легкой в изготовлении: две основные пластиковые части, верхнюю и нижнюю, крепим к основанию из алюминия, на него также прикрепляются все основные комплектующие, а сверху кладем в пазы матрицу и также накрываем крышкой из листового металла. По бокам, слева и справа, располагаются интерфейсные разъемы, которые также прикрываем накладками.
Накладки
На верхней пластиковой части должна быть перфорация, которая занимает 80% места задней грани, на остальных 20% расположены два отверстия для съемных антенн Wi-Fi, чтобы без проблем можно было установить направленную антенну.
На нижней части по краям устроены перфорации для забора свежего воздуха, на верхней грани по краям — перфорации и крепления для двух динамиков, а по центру — отверстие под кнопку диаметром 12 мм для включения и отключения экрана.
Задняя грань верхней части
Передняя грань нижней части
Вид снизу
Пластиковые части я изготовил на 3D-принтере, а металлические вырезал из листовой стали и алюминия.
Сборка
Корпус
Когда у меня на руках были пластиковые детали корпуса, оставалось их обработать вручную: удалить поддержки, выровнять углы, вклеить резьбовые вставки M3, чтобы закреплять на них остальные части корпуса. Затем я последовательно примерял комплектующие и подпиливал напильником все, что плохо стыковалось.
Примерка боковых интерфейсных разъемов
Примерка боковых интерфейсных разъемов и верхней крышки
Примерка материнской платы
Изготовлен и установлен на свое место воздуховод для быстрого вывода горячего воздуха из корпуса
Примерка воздуховода и кулера — выставлены идеально!
Примерка накладок для боковых интерфейсных разъемов
Примерка накладок для боковых интерфейсных разъемов
Примерка матрицы
После того как я убедился в полной совместимости всех корпусных частей и комплектующих, корпус был отправлен на порошковую покраску.
Корпусные части после порошковой покраски
Железо
Далее — первоначальная сборка железа в корпус. Заняла около девяти часов.
Для питания устройства я выбрал защищенный от влаги разъем с защелкой, который подпаял к блоку питания от ноутбука.
Следующий этап — пайка проводов для кнопок и разъемов USB. Также я подключил картридер для карт памяти microSD.
Вот что получилось в итоге.
Итоговая конфигурация устройства
Выводы
На этом работа пока что закончена, но простор для улучшений здесь огромный.
Во-первых, в соответствии с задумкой в моем «Трубуке» можно апгрейдить практически все, начиная с матрицы и заканчивая антенной Wi-Fi или батареей. При желании можно даже полностью сменить платформу, заменив материнскую плату и процессор.
Во-вторых, можно усовершенствовать и дизайн, не меняя основные комплектующие. Например, уменьшить габариты корпуса за счет использования slim-матрицы и более плотной компоновки комплектующих.
Если ты захочешь повторить мой проект или модернизировать его, то 3D-модели, чертежи и комплектующие качай по ссылке. Большую часть компонентов можно найти на AliExpress.
WWW
Автор @ Jaw
хакер.ру
Почему нельзя просто купить мощный ноутбук?
Для начала — в ноутбуки устанавливают мобильные процессоры с урезанным TDP.
TDP (Thermal Design Power) — это конструктивные требования к теплоотводу. Эта величина показывает максимальное количество тепла, которое должна рассеивать система охлаждения чипа.
Производители принимают величину TDP равной максимальной мощности, которую потребляет чип. Потребляемую мощность проще измерить, и в конце концов вся она будет рассеяна в виде тепла.
Показатель TDP не равен энергопотреблению, хотя и связан с ним. В большинстве случаев процессор с более высоким значением TDP потребляет энергию (и выделяет тепло) сильнее, чем с меньшим, но это справедливо при сравнении продукции одного производителя, например Intel или AMD. Бывает, что чип AMD с заявленной мощностью в 95 Вт экономичнее, чем Intel с 90 Вт.
Давай сравним характеристики нескольких мобильных и десктопных процессоров компании Intel. Возьмем процессор i5-2500, который используется в настольных компах, и i5-2557M для ноутбуков.
Сравнивать мы будем на сайте компании Intel. Как видишь, расчетная мощность — она же TDP — у этих процессоров сильно отличается. У мобильного i5-2557M она равна 17 Вт, а у десктопного i5-2500 — целых 95 Вт.
Не зря инженеры занижают основные параметры процессоров: количество ядер, частоту процессора. Это позволяет добиться снижения TDP. Охлаждать процессор в тонком корпусе ноутбука станет намного проще.
В заводских ноутбуках меня не устраивают не только слабые процессоры, но и ограниченные возможности апгрейдить железо. Конечно, в более дорогих игровых ноутбуках можно обновить процессор, твердотельный накопитель, оперативную память и даже дискретную видеокарту, но зачастую лишь в пределах одного поколения процессоров. Не исключено, что через несколько лет твой ноутбук устареет и ты ничего не сможешь с этим поделать.
Еще один недостаток заводских ноутбуков — матрица расположена на фиксированном расстоянии от клавиатуры, и это можно исправить, только подключив внешний монитор или клавиатуру.
Все это привело меня к мысли собрать собственный ноутбук. Пусть он не будет особенно тонким, достаточно, чтобы можно было перевозить его с места на место без особого труда.
Подбор комплектующих
Я поставил перед собой три основные цели.
- Возможность полного апгрейда всех компонентов.
- Использование десктопных комплектующих.
- Поддержка стандартных комплектующих (материнских плат, матриц).
Матрица
Поскольку гаджет планируется довольно мобильным, я решил, что матрица должна быть ноутбучной. В ноутах используются матрицы с разными типами разъемов. Рассмотрим основные.
- Интерфейс LVDS — один из самых распространенных интерфейсов среди всех, что используются в мониторах настольного типа и в матрицах для ноутбуков. Интерфейс LVDS обеспечивает более высокую пропускную способность, чем TMDS, поэтому LVDS фактически стал стандартом внешнего интерфейса для современной панели LCD.
- LVDS (TIA/EIA-644) — Low Voltage Differential Signaling — это дифференциальный интерфейс для скоростной передачи данных. Он разработан фирмой National Semiconductor в 1994 году.
- eDP (Embedded DisplayPort) — встроенный порт дисплея. Организация VESA признаёт его как стандарт.
Panel Self-refresh — технология, с помощью которой дисплей отображает картинку, когда нет видеосигнала, и меняет ее по требованию графического процессора.
Еще eDP поддерживает интеграцию в видеосигнал дополнительных цифровых пакетов, что позволяет реализовать на плате дисплея другие интерфейсы. Например, можно добавить микрофон, веб-камеру, тач-поверхность, хаб USB. Это позволяет снизить количество проводников в шлейфе для подключения к системной плате и сократить стоимость деталей и обслуживания.
В отличие от LVDS в eDP снижено общее количество линий, необходимых для передачи данных. И всё без потери качества и с контролем четкости!
В ближайшие несколько лет, думаю, стандарт eDP вытеснит с рынка устаревший LVDS. Для наглядности приведу таблицу сравнения технических характеристик интерфейсов.
Сравнение LVDS и eDP
Матрицы Full HD на интерфейсе eDP по цене намного ниже, чем c поддержкой LVDS. Это тоже необходимо учитывать, но для меня выбор оказался не так прост.
А пока что я остановился на диагонали матрицы 15,6 дюйма.
Материнская плата
Основные форм-факторы материнских плат
Теперь необходимо выбрать материнскую плату. Именно она будет диктовать свои правила поддержки (или ее отсутствия) интерфейсных и прочих не менее важных разъемов.
Чтобы выбрать материнскую плату, нужно определиться с ее форм-фактором. Лучше всего к пятнадцатидюймовой матрице подходят форматы mini-ITX, Mini-STX и thin mini-ITX.
- Mini-ITX подразумевает материнскую плату с размерами 170 × 170 мм и поддержкой десктопной ОЗУ. На таких платах есть 24-пиновый разъем питания от стандартного блока питания ATX, а высота интерфейсных разъемов составляет около 4 см.
- Mini-STX — довольно новый форм-фактор материнских плат. Существенно меньше по размеру, чем mini-ITX, — 147 × 140 мм. К преимуществам можно отнести и питание от внешнего блока питания 19 В. Недостаток: слоты оперативной памяти расположены вертикально относительно платы, разъемы на задней панели сделаны в два ряда, что увеличивает ее размеры. Их, конечно, можно выпаять, но это противоречит изначальным требованиям к универсальности.
- Thin mini-ITX — размер 170 × 170 мм, как и у mini-ITX. Но в отличие от нее высота здесь — в один интерфейсный разъем. К тому же такая плата может питаться от внешнего блока питания 19 В. Мой выбор пал на материнскую плату ASRock H110TM-ITX R2.0.
ASRock H110TM-ITX R2.0
Одна из самых важных опций — должен быть разъем LVDS для подключения матрицы.
Все остальное
Поскольку на выбранной материнской плате в наличии был только разъем LVDS 40pin, то и матрицу я решил взять c таким же разъемом. Остановился я на матрице Innolux N156B6-L0B c диагональю 15,6 дюйма.
К процессору требований у меня было меньше: лишь бы работал и был мощнее мобильных.
Оперативная память — планка SO-DIMM DDR4, накопитель — SSD Sata M2 120 Гбайт.
Для первой тестовой сборки этого хватило.
Кулер для процессора
Я изучил варианты сначала в местных магазинах, а позже — на «Алиэкспрессе», но так и не нашел ничего подходящего.
В найденных вариантах меня не устраивало расположение радиатора и изгиб тепловых трубок — я собирался поместить материнскую плату в корпусе таким образом, чтобы, во-первых, разъемы были по правую сторону от пользователя, а во-вторых, процессор располагался бы ближе к верхней грани устройства. Так охлаждение будет более эффективным.
В итоге мой выбор пал на процессорный кулер Intel, модель BXHTS1155LP.
Intel BXHTS1155LP
Шлейф LVDS для соединения матрицы ноутбука и материнской платы
Изначально я предположил, что этот шлейф можно позаимствовать у ноутбука с идентичным разъемом LVDS. Я работал в сервисе, и через мои руки ежедневно проходило множество ноутбуков, но меня постигло разочарование. Прошло три года, прежде чем я нашел подходящий мне по распиновке шлейф LVDS.
Когда все комплектующие были у меня, я принялся за моделирование корпуса.
Создание макета
Изначально корпус задумывался в форме классического ноутбука: нижняя часть с клавиатурой и основными комплектующими — материнской платой, накопителем и прочим, а верхняя — с матрицей и веб-камерой. Соединялись бы части с помощью петель.
Далее были разработаны и подготовлены трехмерные модели для этого варианта корпуса. Я планировал сделать его из металла.
Модель нижней части корпуса из листового металла с отверстиями в основании для крепления материнской платы, перфорированными отверстиями для вентиляции на передней грани. Сзади расположены площадки для крепления петель матрицы.
Другая сборная модель нижней части корпуса с перфорациями для забора воздуха на передней грани и креплением для петель матрицы — на задней.
Модель верхней крышки для нижней части корпуса представляет собой листовой металл с перфорациями для встроенных динамиков и выемку для съемной беспроводной клавиатуры.
В процессе я понял, что нужно полностью перерабатывать и упрощать модель корпуса: уменьшить корпусные детали и сократить подвижные узлы.
Новая конструкция получилась довольно простой и легкой в изготовлении: две основные пластиковые части, верхнюю и нижнюю, крепим к основанию из алюминия, на него также прикрепляются все основные комплектующие, а сверху кладем в пазы матрицу и также накрываем крышкой из листового металла. По бокам, слева и справа, располагаются интерфейсные разъемы, которые также прикрываем накладками.
Накладки
На верхней пластиковой части должна быть перфорация, которая занимает 80% места задней грани, на остальных 20% расположены два отверстия для съемных антенн Wi-Fi, чтобы без проблем можно было установить направленную антенну.
На нижней части по краям устроены перфорации для забора свежего воздуха, на верхней грани по краям — перфорации и крепления для двух динамиков, а по центру — отверстие под кнопку диаметром 12 мм для включения и отключения экрана.
Задняя грань верхней части
Передняя грань нижней части
Вид снизу
Пластиковые части я изготовил на 3D-принтере, а металлические вырезал из листовой стали и алюминия.
Сборка
Корпус
Когда у меня на руках были пластиковые детали корпуса, оставалось их обработать вручную: удалить поддержки, выровнять углы, вклеить резьбовые вставки M3, чтобы закреплять на них остальные части корпуса. Затем я последовательно примерял комплектующие и подпиливал напильником все, что плохо стыковалось.
Примерка боковых интерфейсных разъемов
Примерка боковых интерфейсных разъемов и верхней крышки
Примерка материнской платы
Изготовлен и установлен на свое место воздуховод для быстрого вывода горячего воздуха из корпуса
Примерка воздуховода и кулера — выставлены идеально!
Примерка накладок для боковых интерфейсных разъемов
Примерка накладок для боковых интерфейсных разъемов
Примерка матрицы
После того как я убедился в полной совместимости всех корпусных частей и комплектующих, корпус был отправлен на порошковую покраску.
Корпусные части после порошковой покраски
Железо
Далее — первоначальная сборка железа в корпус. Заняла около девяти часов.
Для питания устройства я выбрал защищенный от влаги разъем с защелкой, который подпаял к блоку питания от ноутбука.
Следующий этап — пайка проводов для кнопок и разъемов USB. Также я подключил картридер для карт памяти microSD.
Вот что получилось в итоге.
Итоговая конфигурация устройства
- Процессор: Intel Pentium G4400
- Диагональ матрицы: 15,6 дюйма
- Оперативная память: 4 Гбайт DDR4
- Накопитель: SSD на 128 Гбайт
- Адаптеры беспроводных сетей: AC 9260NGW 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 5.0
- Картридер: microSD
- Масса: 3 кг
- Размеры: 380 × 240 × 38 мм
Выводы
На этом работа пока что закончена, но простор для улучшений здесь огромный.
Во-первых, в соответствии с задумкой в моем «Трубуке» можно апгрейдить практически все, начиная с матрицы и заканчивая антенной Wi-Fi или батареей. При желании можно даже полностью сменить платформу, заменив материнскую плату и процессор.
Во-вторых, можно усовершенствовать и дизайн, не меняя основные комплектующие. Например, уменьшить габариты корпуса за счет использования slim-матрицы и более плотной компоновки комплектующих.
Если ты захочешь повторить мой проект или модернизировать его, то 3D-модели, чертежи и комплектующие качай по ссылке. Большую часть компонентов можно найти на AliExpress.
WWW
- Адаптер Wi-Fi
- Тачскрин 15,6"
- Беспроводная slim Bluetooth-клавиатура
- Кнопка включения
- Механическая беспроводная Bluetooth-клавиатура
- Веб-камера
- Контроллер заряда батареи
- Аккумуляторы 18650
- LVDS-шлейф
- Динамики
- Разъем питания
- Кнопка 12 мм
- Разъемы USB и аудио
- Продвинутый контроллер заряда батареи openUPS
- Интересные материнские платы
Автор @ Jaw
хакер.ру
