用于黑客、定制和隐私的开源DIY笔记本电脑

2020-05-11 14:10:39

移动个人电脑变得越来越不透明、受供应商控制,而且很难修理。现代笔记本电脑有秘密的原理图、粘合的电池和不受用户控制的组件,如英特尔管理引擎或Apple T2安全芯片。许多人选择用胶带盖住笔记本电脑的内置摄像头,因为他们不知道自己是否可以信任该设备或运行在该设备上的软件。

改革的方向正好相反。它被设计成尽可能地开放和透明,并且从头开始支持自由和开放源码的软件堆栈。它邀请你看一看引擎盖下的情况,定制记录在案的电子产品,如果你愿意,甚至可以自己修理。改革笔记本电脑没有内置的监控技术、摄像头或麦克风,所以你可以放心,它永远不会监视你。并非基于英特尔技术,而是采用64位ARM Cortex-A53内核的NXPi.MX8M,与传统笔记本电脑相比,它的架构要简单得多。这种简单性也使开发人员体验更加愉快。

改革的目的是为了让你们长久地生活在一起。从开放式硬件输入设备到用户可更换的18650个电池单元,我们将其设计为最具维修性、文档记录最完善的便携式计算机。我们选择它的组件是为了在开源和可用性之间取得良好的平衡。改革不局限于任何云服务、合同、用户协议或跟踪。您可以根据自己的喜好对其进行扩展和自定义。

改革没有内置任何麦克风或摄像头,Wi-Fi由可拆卸的PCIe卡提供。您甚至可以在SD卡上安装您的操作系统或敏感工作数据,您只需在旅行前将其弹出即可。使用Luk很容易设置全磁盘加密,并且系统没有管理引擎或其他可能被用来攻击您的远程控制功能。

我们没有追随设备变得越来越薄、越来越小、牺牲打字体验的潮流,而是决定对机械键盘进行改革。我们的开放式硬件键盘采用KailhChoc Brown开关,行程为3 mm,操作力为50g,具有n键翻转功能和完全可定制的固件。

改革运行着丰富的免费生产力软件,如LibreOffice和Firefox、Inkscape、Scribus和GIMP,这些软件已经成熟,很容易与商业同行的功能集竞争,而需要的系统资源要少得多。

主要的SoC改革系列(i.MX)是众所周知的工业和汽车主力,在稍微温暖或寒冷的环境中不会轻易放弃。可与手套配合使用的笔记本和撞球的模块化设计,使“改革”适用于现场或工厂的工作流程。

仿真和交叉编译很好,但是REVERATION有足够的性能用于在realthing上编辑和编译软件,而且它是一个比一台带有几个加密狗的单板计算机更方便的一体机。

改革中的GPU通过Linux内核中的开源导航驱动程序支持OpenGL ES 2.0,高保真音频由主板上的Wolfson DAC提供。改造的坚固结构和可维护性使其非常适合居住环境。

由于“改革”是为拆卸、研究和重新组装而设计的,而且我们的生产流程异常开放,因此它可以成为教授电子工程(使用KiCAD)、应用计算机科学或精益制造的有用道具。

CPU:恩智浦/飞思卡尔i.MX8MQ,4x ARM Cortex-A53内核(1.5 GHz),1x Cortex-M4F内核。CPU和RAM位于可更换的SO-DIMM大小模块上。

显示屏:全高清(1920x1080像素)12.5&34;IPS EDP显示屏,通过MIPI-DSI驱动。可选的启用HDMI端口。128 x 32像素系统控制OLED。

轨迹球(选项):改造光学USB轨迹球,带5个机械开关(Kailh Choc Brown),开放固件。

外壳:模块化外壳由数控铣削、喷珠、黑色阳极氧化的6061铝合金制成。底盖由半透明亚克力研磨而成。

电池:LiFePO4电池技术-比LiPO电池更安全,充电周期更长。8倍可由用户维修的18650节电池,总计12Ah/3.2V,电池寿命约为5小时。

来源:主板、键盘、轨迹球、触摸板的KiCAD源文件,机箱部件的STEP/STL/FreeCAD文件,所有固件(输入设备和系统控制器)的C源文件,启动和系统映像的构建脚本

主板横跨设备的整个内部宽度(约27厘米),两边都有外部端口。它具有以下特点:

该电源系统包括一个LiFePO4电池充电器,可在壁式电源和电池电源之间无缝切换。

系统控制器:与电源系统相连的恩智浦LPC11U24Cortex-M0MCU控制8个电池组的模拟监控芯片以及充电器。它通过SPI连接到SOM,并将GPIO线连接到系统中的主电轨开关。它有一个UART(串口),键盘可以直接与之对话,以发出电源开/关命令和电池状态查询。

DSI到EDP转换器:这是我们的一个重要目标,使主要显示路径的改革无斑点,所以我们不能使用现有的HDMI/DisplayPort模块在i.MX8M驱动内部显示,因为这需要一块与内容保护相关的固件。取而代之的是,我们正在使用MIPI DSI输出,并使用德州仪器SN65DSI86芯片将其信号转换为EDP。所有涉及的驱动程序都是开放的,并且在主线Linux上。

USB 3.0集线器:i.MX8M有2个USB 3.0控制器。因为我们需要两个内部USB端口来连接键盘和轨迹球(或触控板),并且想要提供三个外部USB端口,所以我们在主板上安装了一个TUSB8041 USB集线器芯片来提供额外的端口。我们在每个外部端口上都有USB负载开关,以防止过大的电流消耗。

音响系统:改革主板具有一个沃尔夫森/Cirrus WM8960音频DAC(数模转换器)/放大器,连接到耳机/麦克风插孔,并为主显示器下方的两个扬声器供电。

M.2插槽:板上的PCIe时钟合成器为i.MX8M中的一个或两个PCIe 2.0控制器提供参考时钟。我们在主板上放置了一个M.2 M键插槽,可以容纳高速NVMe固态硬盘。

mPCIe插槽:另一个PCIe控制器驱动mPCIe接口,您可以使用该接口进行扩展,例如Wi-Fi卡(包含在改革最高承诺级别中)、嵌入式图形卡或FPGA板。

改革主板是使用免费的KiCAD EDA设计的开源硬件。您可以在这里找到来源:

CPU、GPU以及USB 3.0、PCIe和MIPI DSI等标准接口的硬件实现都位于恩智浦i.MX8M中,称为片上系统(SoC)。此SoC支持LPDDR4内存,在我们的示例中为4 GB容量。SOM采用AtherosEthernet PHY芯片(AR8035)。SoC和内存芯片都位于模块上系统(SOM)上,我们从边界设备公司采购,边界设备公司是一家专门从事i.MX参考设计的美国公司。我们选择他们的Nitrogen8M SOM&34;模块进行改革,因为这是唯一可用的模块,您可以下载完整的原理图并了解每个组件的功能。SOM可插入Reform主板的中央200针SO-DIMM连接器。例如,这意味着任何人都可以用完全不同的CPU或FPGA来设计替代的SoM来进行电源改革。

我们为i.MX8M开发了一种定制的铝制散热器,使其可以完全被动冷却,不再需要风扇。

由工业设计师安娜·丹塔斯(Ana Dantas)设计的黑色阳极氧化喷砂铝壳,是我们最引以为豪的改革方面之一。我们又进行了一次迭代,以改进触觉和装配人机工程学/速度,并以5个数控铣削零件结束:

Main Box:所有PCB(印刷电路板)都通过M2螺钉固定在其上:顶部的键盘和底部的主板、轨迹球/轨迹板和电池板。铰链的下半部分和系统控制器OLED PCB也是从顶部安装的。

主箱盖:为键盘和系统控制器OLED提供边框的薄部件。

为便于安装(拆卸),REVERATION只使用M2螺钉(铰链上的M4除外),所有位置都使用十字头的M2螺钉。

关闭时,外壳由位于屏幕外壳前缘和主箱前面的8个小钕条磁铁保持关闭。

当没有连接到壁式适配器时,REVERATE由8x 18650 LiFePO4电池供电。每个电池的额定电压为3.2V,所有电池都串联在一起,这意味着工作电压为28.8V。这种安排的优点是我们可以单独监控和平衡每个电池。你不必像平行排列那样在工厂匹配细胞。你可以为改革购买更换电池,每个大约2.50欧元。LiFePO4化学以一定的能量密度换取了许多优点:

我们与Fully AutomatedTechnologies合作,帮助我们为最终的主板版本优化改革的电源系统。我们的目标是能够从大范围的电压输入充电,并从降压转换中获得更高的效率。

改制铰链由光顺集团制造,型号为SMS-ZZ-219。这些与我们在改革版本1中使用的相同。它们非常坚固,允许改革屏幕以超过180度的角度打开。

我们在键盘上重复了几次,得出了一个在人体工程学和成本之间成功权衡的布局:

基于ANSI的新布局,使用拆分空格键,并且只有1u和1.5u两种不同的键帽大小。这使得我们可以摆脱稳定线,在未来只需要两个形状就可以创建定制的模压或3D打印键帽。

空白键帽来源于Kailh,然后仔细激光雕刻,以允许键盘背光照亮字母。

该键盘不仅可以作为USB HID设备使用,还可以通过UART电缆直接连接到另一块板上的系统控制器。通过按圆圈键,您可以绕过主SoC直接与系统控制器交互。为了给你这个互动的视觉反馈,我们在键盘顶部增加了一个小的128x32像素的OLED。从这里,你可以在没有任何操作系统支持的情况下检查充电器和电池组的状态/健康(即使你还在安装操作系统)。键盘OLED和直接交互机制有更多潜在的未来用途,如密码管理器/钱包或通知显示。

“改革”中使用的显示器是来自Innolux的12.5&34;IPS EDP(EmbeddedDisplayPort)面板,型号为N125HCE-GN1,具有24位颜色和1920 x 1080像素。这是尖锐的,明亮的,和愉快的做文字工作。它的色域也很适合看电影。我们订购了定制的30针i-PEX电缆,将其连接到主板的EDP2 mm杜邦接头。亮度由i.MX8M的PWM输出引脚直接控制,并与标准的LinuxBacklight驱动程序/工具配合使用。

我们使用两个1W的PUI Audio(AS01808AO-3-R)移动扬声器。它们直接安装在显示屏的正下方。

新的改革轨迹球有五个按钮,所以你不必再担心如何点击鼠标中键或将轨迹球用作滚轮(按住左下角或右下角的按钮,然后上下滚动球)。当然,因为我们的轨迹球固件是开源的,您可以根据自己的喜好调整按钮功能。我们为曲棍球开发了一种定制的印有SLA的机械外壳。对于球的光学运动跟踪,我们使用Pixart PAT9125EL激光传感器与ATmega32U2单片机接口,并采用开源固件。

如果你更喜欢触控板而不是轨迹球,你可以选择它作为一个选项。轨迹球和轨迹板是可互换的模块。该触摸板基于Azoteq的电容式多点触控传感器模块TPS65-201A-S。和轨迹球一样,我们用定制的ATmega32U2 PCB和我们自己的开源固件来驱动它。

完全组装的MNT REVERATION,配有1 TB NVMe固态硬盘、mPCIe Wi-Fi卡,以及由时尚设计师Greta Melnik在柏林制造的定制黑色Piñatex皮革袖子(素食)。

您可以根据各个电路板、显示器和机箱部件自行组装MNT,并自行打印手册(如果需要)。所有电路板均已填充,无需焊接。省下一些钱,打造自己的笔记本电脑就会有很棒的学习体验。

电缆(2x内置USB电缆、1x内置UART电缆、2x电池电缆、1x显示器电缆、1x OLED FPC电缆)。

如果你想为改革平台开发软件,或者想要在此基础上构建自己的设备,这是对你的承诺级别。

只是想支持开放式硬件笔记本电脑的开发,并得到一件漂亮的衬衫吗?那么这件经FIRE WARR认证的100%纯棉MNT REPORT T恤是给您的。颜色:黑色。柏林用黑金印制的丝网印刷。

主板、键盘和触控板/轨迹球的PCB由PCBWay制造和组装。我们将采购大部分组件并将其发货给他们。我们已经用以前的产品ZZ9000成功地测试了这个过程。

虽然键盘开关是用PCBWay焊接的,但键帽是我们在柏林安装的。键帽是在柏林当地用激光雕刻贴上标签的。这一过程也得到了验证。

同时,数控车身零件(铝和亚克力)由我们在深圳的合作伙伴Neuform的一台承包商制造。我们已经在多个改革测试版中做到了这一点。

铰链由顺畅科技(深圳)提供。Innolux显示器由几家供应商中的一家提供。内部显示电缆来自香港的华人传媒。

设备的最终组装和包装将由我们在柏林的团队完成。

运往欧盟国家的订单将由MNT研究中心直接完成,并从我们的德国柏林总部发货。我们对这一过程有经验,并与DHL签订了合同。

如果你想了解更多信息,请务必查看人群供应页面上关于订购、付款和发货的信息。

我们已经做了我们能做的一切来减轻COVID-19大流行的影响,但未来可能出现的问题的程度是不可能的。为了补偿未知的变数,估计的装船日期已被填平。如果一切按计划进行,机组很可能提前开始发货。

改革拥有400多个电子元器件。我们试着挑选它们,这样当我们开始生产电路板时,就会有足够的库存,但总是有可能突然出现元件短缺或价格上涨的情况。如果发生这种情况,我们将不得不重新设计受影响的PCB并更换部件,造成大约4-6周的延迟。

改革还没有进行EMI符合性测试,这是一个代价高昂的过程,我们将在一场成功的运动后立即解决。在不太可能的情况下,存在重大的EMI问题,需要对PCB进行重大重新设计,这可能会导致大约6-8周的重新设计和测试延迟。

如果出现任何可能会推迟预计发货时间表的情况,将通过项目更新及时通知支持者。