| 基础参数和功能说明：

 

     供电：5V/1A（USB1），5V/2A（USB2）                 

     电池容量：自定义           额定功耗：2W~4.2W （峰值功率4.8W）

     接口：HDMI1.4，USB2.0 HID触摸设备支持

     显示尺寸：9.7英寸         分辨率：2048*1536

     整体尺寸：长宽高241.2×185.7×17mm

 

| Notice：

 

• 本项目硬件部分遵循开源协议：CC-BY-NC-SA-4.0，转载时请注明原文链接，禁止商用。
• 本方案适用于 IPAD3/4 系列（型号A14XX ）平板，本项目所用技术细节均通过公开渠道、自主研究与测试推导得出。

 

| 0.Abstract：

 

对嵌入式计算平台进行调试时，一台易用的便携屏是非常必要的。在该场景下的大体要求如下：

 

• 有电池，能显示电量，能放充电。
• 有全尺寸HDMI接口，有可开关的触摸功能。
• 屏幕素质高一些，防止瞎眼。
• 尺寸适中，便于架在无人车/机/狗上。
• 便宜----便宜----便宜。

 

但目前市售便携屏均不太符合这些需求。10寸左右的平板比较符合该应用场景，但无线投屏的使用体验一言难尽~~~
结合上述观点，尤其是最后一个，古早的IPAD系列平板是一个非常好的改造选择。

 

| 1.PCB HW Design

 

     1.1  主板设计

 

• 以STM32F103为主控
• 使用AXP202实现电源管理；
•  NCS8803实现HDMI到EDP的信号转换；
• CS4344+PAM8403实现音频功能；
• 信号流图如下：

 

               Fig1. SIGNAL FLOW DIAGRAM

 

     1.2 显示小板&触摸小板设计

 

• 显示小板使用SY7203实现背光升压功能。
• 触摸小板使用GT9110+CH554G方案实现 电容触控 --> IIC --> USBHID设备 的功能。

         

| 2.PCB Manufacture

 

     2.1  主控板制造

 

• 由于HDMI/DP信号为高速信号，建议制造PCB时进行阻抗管控，使用JLC04101H-7628层压结构，板厚1.0。
• 为了保证制造良率，建议主板基础阻容原件使用嘉立创经济型SMT。
• 若手焊HDMI，NCS8803芯片以及40PIN连接器，建议使用超细头烙铁+助焊膏+放大镜多次检查，以保证信号完整性。
• 在焊接全部完成后，给主板供电并确认电源正常后，使用STM32 ST-LINK Utility软件和烧录探针对STM32F103进行烧录，见图2。
• HEX文件已在 附件1 中给出。

      #notice：按键尺寸要与按键帽对应，按键帽内径有3.1/3.4mm两款。

 

Fig2. 主板程序烧录

 

     2.2  显示/触摸小板制造

 

• FH35C-51S，FH26W-39S，GT9110均比较难焊( 加油 !! )。
• 触摸小板的元件引脚空焊/多锡球会导致断触/乱触。
• 在焊接全部完成后，将主板使用TYPEC线连上电脑并打开主板触摸供电（TPa）。
• 按下小板上的“DOWNLOAD”按钮并将触摸小板使用4p连接线连接到主板，使用WCHISPTOOL对CH554G进行烧录，见图3。
• HEX文件已在 附件2和附件3 中给出，先烧录 附件2 再烧录 附件3  。

 

Fig3. 触摸小板程序烧录

 

| 3.Mechanical Structure

 

本便携屏大体结构由外屏（触摸屏），内屏（显示屏），中框，后盖组成，如图4所示。

                 

Fig4. 总体结构

中框由4个3d打印件紧配合组成，材料使用PETG；后盖可使用亚克力切割/3d打印/CNC，相关文件已在 附件4 中给出。

Fig5. 中框结构            

 

| 4.装配相关

 

在装配前，首先检查下列器件是否完全：

PCB主板*1	电池*1	中框*1+后盖*1+按键帽*3
PCB触摸小板*1+4p电子线*1	触摸屏*1	螺丝若干
PCB显示小板*1+ 10cm FPC排线*1	显示屏*1+MX1.25 2P连接线	热熔螺母若干
0.91寸OLED模组*1+4p电子线*1	喇叭*2+4p电子线*1	支架胶/海绵胶若干

 

    Fig6. 所用器件示意图

 

装配按下述步骤进行（详细流程见附件5）:

 

• STEP0：使用手钻打磨显示屏金手指边缘的两侧突起处；使用手钻打磨触摸屏两个金手指内测的两个突起处。
• STEP1：使用电烙铁将热8个熔螺母镶嵌到中框上，将3个按键帽按入中框。
• STEP2：将OLED小屏展开，将屏幕端从中框内测的长方形屏幕孔送出，并使用支架胶粘合小屏与中框。
• STEP3：将喇叭放入两个孔中，使用支架胶将喇叭与中框粘合，。
• STEP4：将PCB主板使用4个M2*6的螺丝拧到中框上，然后将oled小屏和喇叭模组连接到主板。
• STEP5： 使用4个M2*3的螺丝固定显示屏与中框，将显示屏排线与触摸小板连接，然后使用40P FPC排线连接显示小板与主板。并使用泡沫胶将显示小板粘合在显示屏背面。
• STEP6：使用泡沫胶将电池粘合在显示屏背面，连接电池与主板。
• STEP7：清除显示屏/触摸屏上的污渍，将触摸屏排线从偏显示屏中心的下方送入，随后连接触摸屏的HOME按键与主板。然后向右移动触摸屏以及触摸屏排线，使触摸屏卡在中框上。
• STEP8：连接触摸小板与触摸屏，然后将触摸小板与主板通过4p排线连接。
• STEP9：使用支架胶粘合触摸屏与中框，随后使用M2*3的螺丝连接中框与后盖。

 

| 参考文献

 

[1] NCS8803-V1.0 - 立创开源硬件平台

[2] AXP202【DIY设备电源管理迈入新时代】 - 立创开源硬件平台

[3] IPAD显示屏直驱板系列 - 硬创社

[4] Put a Raspberry Pi CM4 into an original iPad | Hackaday.io

 

| 项目属性：

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

| 补充-操作指南：

 

| 更新记录：

20250630  创建工程。

20250715  完成工程验证，更新总版本 V1.3。 

20250729  发布工程。

20250831  订正了部分内容。

 

| 待解决の问题：

（1）对于手机/平板，使用TYPEC-HDMI转接器连接本屏，屏幕显示不正常。

（2）在用电器漏电干扰情况下，触摸屏工作不正常。

（3）电量显示不准确。