Распиновка USB-камеры

Обновлено: 04.07.2024

Как перепрофилировать встроенную камеру ноутбука.

Эта фиксация не принадлежит ни к одной из веток в этом репозитории и может принадлежать ответвлению за пределами репозитория.

Последняя фиксация

Статистика Git

Файлы

Не удалось загрузить последнюю информацию о коммите.

README.md

Цель этого проекта — использовать дешевые и легкодоступные камеры для ноутбуков и превратить их в полнофункциональные USB-камеры.

Вы можете найти список протестированных камер и распиновку ниже. У одной и той же модели камеры может быть разная версия печатной платы, что влечет за собой разное выравнивание контрольных точек, так что будьте осторожны.

Если вашей камеры нет в списке, прочитайте руководство здесь.

• спроектировать 3D-кейсы для протестированных камер
• добавить больше камер

Список протестированных камер

Dell Inspiron 3135/7537

Dell Inspiron 3162

Dell Inspiron 3542

Как перепроектировать распиновку камеры.

Вы делаете это на свой страх и риск, поэтому не наносите вред своему любимому ПК — я не несу за это ответственности.

Распиновка камеры ноутбука может отличаться. Количество контактов и тестовых площадок определяется наличием микрофонов и дополнительного оборудования. Обычно имеется 4 контакта USB (GND, 3,3 В, D+, D-) и 2 дополнительных контакта для микрофона.

Микрофоны обычно напрямую подключаются к звуковой карте, встроенной в материнскую плату ноутбука, несмотря на то, что многие чипы камеры (например, SONIX SN9C280AJG в камере Inspiron 3135) имеют встроенный АЦП и аудиокодек для подключения микрофона.

В идеале выберите камеру для ноутбука с открытыми тестовыми площадками, к которым можно припаяться — в противном случае вам, вероятно, также понадобится провод камеры с вилкой или очень твердая рука.

Чтобы найти нужные контакты, вам понадобится мультиметр с функцией проверки диодов и, в идеале, лабораторный блок питания, чтобы не спалить камеру. Но, если вы уверены на 100%, то 2х диодов 1n4001 и кабеля USB будет достаточно.

Заземление – это контакт, который проще всего найти: выберите проверку целостности на мультиметре, коснитесь первым щупом большого поля GND на печатной плате камеры или части металлического экрана и, используя другой щуп, найдите нужный тест. подушечка или булавка.

Диоды, используемые в USB-линиях передачи данных чипов камеры, обычно являются парными, поэтому имеют почти одинаковое падение напряжения на диодах с прямым смещением. Вы должны найти контакты с одинаковым падением напряжения. Возьмите отрицательный щуп и подключите его к GND, используя положительный щуп, найдите два контакта/тестовые площадки с одинаковым падением напряжения — эти линии будут вашими линиями данных D+ и D-.

Вам нужно будет выяснить, какой из двух контактов D+, а какой D-, подключив его к ПК после того, как вы найдете последний контакт 3,3 В.

Если контакты данных перепутаны, компьютер обнаружит какое-то USB-устройство, но не сможет получить идентификатор USB-устройства, если порядок правильный, очевидно, устройство будет распознано.

Это самое сложное. Самый простой способ — найти большой SMD-конденсатор возле чипа камеры с одним выводом, подключенным к GND, он называется развязывающим конденсатором. Другой вывод этого конденсатора будет подключен к линии 3,3 В. Коснитесь вывода конденсатора 3,3 В одним щупом и, используя функцию проверки непрерывности, найдите контакт 3,3 В/тестовую площадку.

<р>4. Соединяем все вместе

Во-первых, рекомендуется проверить контакты GND и 3,3 В, подключив их к источнику питания лабораторного стола и установив защиту от перегрузки по току на 100 мА.Камеры, которые я тестировал, сначала потребляли 10-15 мА в течение 1-2 секунд, а затем отключались, когда не могли установить USB-соединение по линиям передачи данных.

Когда вы уверены, какой контакт какой, вы можете подключить свою камеру:

• линии данных и GND напрямую
• источник питания: нам нужно использовать последовательно два 1n4001 или других силиконовых диода, чтобы обеспечить падение напряжения 1,3–1,7 В для защиты камеры. Для работы требуется всего 3,3 В.

Если все правильно, ваша ОС должна распознать вашу камеру, и вы сможете получить с нее изображение.

Это адаптер, который позволяет легко подключать провода USB к камере, поэтому вам не нужно припаивать тонкие провода к контактным площадкам разъема или повторно использовать исходную проводку. Вы можете найти файлы KiCad в разделе «Файлы» этого проекта.

Этот адаптер не зависит от распиновки: независимо от распиновки вашей камеры, какие контакты заземлены, а какие для передачи данных, он будет работать. Это также дает вам возможность припаять адаптер FPC к защитным площадкам на печатной плате, чтобы было сложнее случайно оторвать гибкий адаптер от контактных площадок для пайки. Кроме того, он допускает некоторые варианты шага контактной площадки — я распечатал его, и он работает с камерами, которые я использую, даже если шаг разъема немного меньше 1 мм.

Как только дизайн будет готов и у меня будет возможность его протестировать, я сделаю инструкции по использованию и буду продавать их в своем магазине Tindie. А пока вы можете использовать эту ссылку OSHPark, чтобы попробовать это самостоятельно!

Этот адаптер предназначен для камер с 6-контактным разъемом, поэтому его можно использовать даже с камерами, имеющими разъемы для микрофона, и попытаться повторно использовать микрофон. Если вам не нужны все 6 контактов, вам не нужно припаивать их все.

Руководство по повторному использованию веб-камеры ноутбука

Коннектор

Если вы решите отпаять исходный разъем камеры, не стесняйтесь отрывать контакты экрана. Однако будет несколько лучше, если вы оставите их включенными — меньше шансов оторвать другие прокладки.

В противном случае убедитесь, что для экспериментов оставлено не менее 5 см проводов. Кроме того, имейте в виду, что тонкие провода, обычно встречающиеся в разъемах камеры, легко вырваться из разъема — следите за тем, чтобы не тянуть за провода!

Распиновка

Некоторые камеры показывают свою распиновку на шелкографии сзади:

Если вам не так повезло, вам придется находить нужные контакты один за другим. Вот как:

Сначала найдите и припаяйте контакт GND. Позолоченные кольца вокруг монтажных отверстий на печатной плате камеры подключены к GND - так что берите мультиметр. Кстати, контакты экрана разъема часто НЕ подключены к GND.

Затем найдите VCC — найдите ближайший к разъему конденсатор, затем найдите сторону GND этого конденсатора — другая сторона, скорее всего, будет подключена к VCC. На плате камеры есть и другие конденсаторы, поэтому и говорю смотреть ближайшие. Если вы не можете найти контакт VCC, просто найдите контакты D+/D-, один контакт, который не подключен к данным или заземлению, скорее всего, будет VCC.

Провода D+/D- часто скручены, но не всегда, но если это так, то это бесспорно. Выводы D+/D- обычно подключаются к небольшому фильтру на печатной плате:

Просто используйте свой мультиметр, чтобы определить, какие контакты разъема подключены к этому фильтру, это будут ваши контакты D+ и D-. Кроме того, если вы в конечном итоге оторвете контактные площадки D+/D-, с этого фильтра вы сможете взять недостающие сигналы (хотя вам понадобится магнитная проволока 0,1 мм и паяльник с тонким жалом, что угодно). иначе вызовет еще больше проблем).

Это нормально, если вы перепутаете контакты D+ и D-, камера просто не будет работать. Поэтому, если она не работает после того, как вы припаяете все провода, попробуйте поменять местами провода D+ и D-, а затем подключить камера снова включена.

На камерах ноутбуков высокого класса может быть пятый провод (тот, который не связан с каким-либо микрофоном), который не подключен ни к VCC, ни к GND. Попробуйте оставить его в покое, но если камера не перечисляет и не вызывает ошибок USB, попробуйте прикоснуться к VCC или GND, возможно, это контакт «включение камеры».

Напряжение

Камеры ноутбуков лучше работают при напряжении 3,3 В, поскольку они рассчитаны на работу с напряжением 3,3 В внутри ноутбука. Хотя заманчиво подать на нее 5 В от USB-разъема (и многие учебники в Интернете предполагают это), ваша камера, скорее всего, либо перегреется, либо сгорит. Лучший вариант — добавить небольшой регулятор 5В-3,3В (или использовать 3.3V напрямую, если вы подключаете камеру к Pi), но если ваш бюджет ограничен или вы не можете найти регулятор, два диода (обычные, а не Шоттки) тоже подойдут:

Если вы используете диоды, падение напряжения на них должно составлять примерно 0,7 В. Подойдут диоды типа 1N4007 (семейство 1N400*) или 1N4148! Диоды Шоттки (например, 1N5819 и SS14) имеют более низкое падение напряжения, и, к сожалению, вы рискуете сжечь камеру на 3,3 В, если будете использовать два таких диода.

Программное обеспечение (Linux)

Отладка

dmesg | tail для чтения последних 10 событий ядра, в случае, если вы облажались, он упомянет что-то вроде usb 1-1: дескриптор устройства read/64 . Я рекомендую запустить dmesg -Hw & , это заставит dmesg работать в фоновом режиме и печатать события USB (среди прочего) по мере их появления.

Если ваш USB-порт полностью перестает работать после экспериментального подключения USB-устройства, а dmesg на Raspberry Pi говорит следующее:

usb usb1-port1: попытка выключения питания

Затем отключите проблемное устройство и используйте эту команду:

Это сбросит ваш USB-порт. Однако, если вы снова подключите устройство, и оно окажется неисправным, ваш порт может снова выйти из строя. Кроме того, эта команда может не работать на полноразмерных Raspberry Pi с 2 или более USB-портами — эта команда приводила к сбою Pi3, на котором я ее пробовал. Однако также возможно, что USB-порт Pi3 не будет подвержен этой проблеме.

Информация о камере

Isusb, чтобы просмотреть список подключенных USB-устройств, показать USB VID/PID и имя USB-устройства (имя не обязательно полезно и берется из базы данных, хранящейся в вашем дистрибутиве Linux). Существуют всевозможные параметры lsusb для получения дополнительной информации, например, о конкретных устройствах — используйте man lsusb, чтобы узнать о них.

v4l2-ctl --all можно использовать для отображения общей информации о камере

v4l2-ctl --list-formats-ext может использоваться для отображения разрешений и форматов, поддерживаемых камерой (включая выходы с аппаратным ускорением)

UPD по поводу проблем с расшифровкой распиновки от @Joel:

Успешное повторное использование камер (+ неработающие камеры)

Вот список записей lsusb с успешно повторно использованными камерами:

• ID 090c:37a9 Silicon Motion, Inc. — Тайвань (ранее Feiya Technology Corp.)
  • Lenovo EasyCamera, YUYV 4:2:2, 640x480 20 кадров в секунду, до 1280x1024 7,5 кадров в секунду (вероятно, с интерполяцией)
  • Камера eMachines E730, YUYV 4:2:2, 640x480, 30 кадров в секунду, до 1280x1024, 7,5 кадров в секунду (вероятно, с интерполяцией)
  • Веб-камера HP 101, YUYV 4:2:2, 640 x 480, 24 кадра в секунду
  • CNA7137: камера Chicony USB 2.0, YUYV 4:2:2, 640x480, 30 кадров в секунду, до 1280x1024, 7,5 кадров в секунду (вероятно, с интерполяцией)
  • Камера UVC, YUYV/UYVY 4:2:2, 640 x 480, 30 кадров/с
  • От EEE PC 701
  • В Silkscreen указано, что для этого требуется 3,9 В, но, похоже, он работает и при 3,3 В.
  • Веб-камера HP, YUYV 4:2:2, 640 x 480, 24 кадра в секунду.
  • ID 04f2:b053 Chicony Electronics Co., Ltd
    • Веб-камера HP Chicony CKA7216 (2 МП), YUYV 4:2:2, 640 x 480, 30 кадров в секунду, до 1600 x 1200, 5 кадров в секунду (вероятно, с интерполяцией)
    • От HP Elitebook 8530p (ноутбук дорогого ценового сегмента), так что камера довольно навороченная.
    • Пятый (оранжевый) провод должен быть подключен к VCC, чтобы камера отображалась (подключается к контакту между VCC и GND).
    • Имеет некоторую регулировку фокуса! Фокус доступен через v4l2-ctl, не проверял, только ли он ручной или еще и автофокус.
    • Веб-камера TOSHIBA — FHD: TOSHI, YUYV 4:2:2, MJPG, 640x480, 30 кадров/с, до 1920x1080, 30 кадров/с

    Вот несколько камер, которые так или иначе не работают (Raspberry Pi Zero, прямое подключение, драйвер dwc-otg):

    Не создает устройство /dev/video:

    Хотите добавить сюда запись?

    Напишите мне на arsenijs по адресу zerophone dot org. Пожалуйста, включите выходные данные этих команд:

    Вы также можете написать мне по электронной почте со своими вопросами, написать мне здесь, на Hackaday.io, или оставить комментарий к одному из сообщений.

    Известные распиновки камеры

    Это рабочий журнал, который поможет установить взаимосвязь между цветами кабелей камеры и выводами, или узнать, что вы не можете извлечь из них ничего полезного. Руководство по расшифровке распиновки см. здесь.
    

    
    

    Я использовал макетную плату для проверки соединений. Единственный способ, которым мой компьютер обнаруживает USB, - это если я подключу один из двух (как я думаю) заземляющих проводов к питанию USB. Затем провод начинает очень быстро нагреваться, но компьютер обнаруживает неузнаваемое USB-устройство. Я меняю провода данных и снова получаю тот же ответ.

    На данный момент я, вероятно, протестировал почти все перестановки. Что посоветуете?

    У меня также есть ноутбук dell XPS 15 2013 года с разбитым экраном. Я полагаю, что у него также есть 8-проводная камера, стоит ли мне попробовать еще раз?

    Обновление: спасибо, я узнал, что он может сгореть и по-прежнему отображаться нераспознанным на ПК, потому что в цепи все еще есть питание

    
    

    Странно видеть более 4 проводов к USB-устройству. Я мог бы увидеть, может быть, еще 1 для светодиода, если бы он каким-то образом не управлялся чипсетом камеры, но каковы остальные? Драйвера намекают, что это USB UVC, но все равно это странно.

    проверено на непрерывность обнаружения звуковых сигналов на первом и последнем проводе

    Между этими проводами и какой еще точкой?

    Экран будет заземлен, проверьте непрерывность (или, лучше, сопротивление) между каждым проводом и экраном.

    затем провод становится очень горячим

    Хорошо, что вы взорвали его.

    компьютер обнаруживает нераспознаваемое USB-устройство.

    Нет, он обнаруживает, что с контактом питания USB-порта происходит что-то ужасное, в частности, нагревается провод. Здесь не происходит согласования USB.

    Я тестировал, прокладывая одну линию на медное основание чипа и конец каждого провода

    Я думал, что, возможно, взорвал его, пока не увидел, как он регистрируется на ПК, но ваше объяснение имеет смысл. Решено! Спасибо, что освободили меня от этого бесконечного усилия

    У этих веб-камер для ноутбуков часто микрофон фактически подключается к материнской плате, что дает вам минимум 6, обычно 7 или 8: vcc d+ d- gnd micR micL micGnd Shield/Gnd.

    Вы ожидаете 8 проводов, если камера представляет собой камеру USB 3.0, если ноутбук новее

    Почему именно вы предполагаете, что камера USB?

    Я не специалист, но на YouTube есть много видеороликов о преобразовании камер ноутбуков в камеры USB, в которых говорится, что камеры ноутбуков почти всегда используют USB.

    Попробуйте вживую. кажется таким очевидным, но спасибо. Я сделаю это при следующей попытке

    Это все, что мне удалось найти.

    Вас интересуют только крайние левые четыре провода в разъеме веб-камеры. Цвета могут быть случайными, но порядок никогда не меняется. Первый — это GND, который подключается к черному проводу USB-кабеля. Справа от него находится D+, который подключается к зеленому проводу USB. После этого идет D-, который нужно скрутить вместе с D+. Этот подключается к белому проводу USB. Четвертый провод — это вход 3,3 В. Вы можете подключить его напрямую к красному проводу 5 В от USB-кабеля, но если вы хотите, чтобы ваша камера работала долго, я бы подумал о добавлении какого-либо понижающего преобразователя к проводам питания, чтобы на камеру поступало 3,3 В. . Остальные провода только для микрофонов. Надеюсь, это поможет!

    Используя эту информацию, попробуйте что-то вроде этого:

    Найдите схему ноутбука и узнайте распиновку разъема.

    Это умная идея, кажется, у камеры ее нет, но на материнской плате почти наверняка есть

    Возможно, вы сможете найти информацию, если погуглите серийный номер или что-то в этом роде. Многие микросхемы и небольшая электроника обычно имеют информационные листы, плавающие в Интернете. Их может быть трудно найти, но это стоит посмотреть. Если вы сможете найти его, он точно скажет вам, что делает каждый из этих проводов.

    Я искал некоторое время, но в конце концов сдался и пошел на это. Я знаю, что многие из них просто недокументированы, но есть ли где-нибудь хороший репозиторий? (кроме обычного Google)

    Такой проект имеет большой смысл в свете недавних случаев распродажи веб-камер из-за того, что все работают из дома из-за Covid-19. Здорово!

    Как упоминалось в других комментариях, веб-камера может быть основана на USB с точки зрения протокола, но это не означает, что для питания требуется +5 вольт. Это может быть +3,3 вольта для питания, а затем обычные линии передачи данных для USB. Поиск любых номеров деталей, которые вы можете найти, поможет понять это. В любом случае вы можете попробовать начать с +3,3 вольта для питания и посмотреть, работает ли оно. И затем попробуйте +5 вольт, если это не так. Если он ожидает 3.3, то 5 может поджарить его. Опять зависит. Детали, предназначенные для использования внутри ноутбука, могут быть подключены через USB и при этом не рассчитывать на напряжение +5 вольт, поскольку они никогда не предназначались для использования снаружи без какой-либо схемы источника питания, соответствующей конструкции внешней автономной веб-камеры.

    Читайте также:

      
    • Из чего состоит оптическая линза для фильтра wdm в sfp wdm
      
    • Ошибка 126 при запуске coreldraw
      
    • SSD с aliexpress какой выбрать
      
    • Как пользоваться USB-перенаправителем
      
    • Нортон или касперский, что лучше

Модель ноутбука	P/N	Версии печатных плат
Dell Inspiron 3135 / 7537	0DWGV8	2
Dell Inspiron 3162	0F08KG	1
Dell Inspiron 3542	0VFV69	2