Evertop — clone E-ink do IBM XT com mais de 100 horas de bateria
(github.com/ericjenott)- O Evertop é um PC portátil que emula o IBM XT com processador 80186 e 1 MB de RAM, executando DOS, Minix, alguns sistemas operacionais dos anos 1980 e até Windows 3.0
- Combina um microcontrolador ESP32 de baixo consumo, uma tela E-ink de 5,83 polegadas com 648x480, duas baterias de 10.000 mAh e um forte projeto de economia de energia, mirando centenas a milhares de horas de uso com uma única carga
- Inclui uma ampla variedade de periféricos, como teclado embutido, teclado e mouse PS/2, gráficos CGA/Hercules/MCGA, alguns EGA/VGA, áudio PC speaker/Adlib/Covox/Disney Sound Source, RS232, pendrive USB, Ethernet, Wi‑Fi e LoRA
- A alimentação pode ser fornecida e carregada por painel solar removível, entrada DC de 2,5~20 V e micro USB; em medições reais, o painel solar de 6 V e 6 W chegou a até 700 mA e ficou na faixa de 70~100 mA em dias nublados
- O Evertop Min é a versão mínima, removendo teclado, carregamento com tensão variável, painel solar, Ethernet RJ45, serial DB9, LoRA, voltímetro e metade da bateria para reduzir peso, materiais, componentes e custo de montagem
Estrutura básica do Evertop
- O Evertop é um computador portátil que se apresenta como um PC solar de baixíssimo consumo e longa duração de bateria
- Ele emula o IBM XT, com configuração de processador 80186 e 1 MB de RAM
- A gama de softwares que podem ser executados inclui:
- DOS
- Minix
- alguns sistemas operacionais dos anos 1980
- até Windows 3.0
- A faixa de compatibilidade abrange quase todos os softwares DOS compatíveis com IBM PC/XT dos anos 1980 e início dos anos 1990
Projeto de energia e duração da bateria
- A composição central para operação prolongada inclui um microcontrolador de baixo consumo, uma tela E-ink de baixo consumo, duas baterias de 10.000 mAh e fortes medidas de economia de energia
- No modo de economia de energia, não em espera, mas com base em uso interativo contínuo, ele pode funcionar por pelo menos 200 horas, normalmente 500 horas ou, em alguns casos, ainda mais
- Com o painel solar básico, foi projetado para ser usado em ambientes off-grid sem grande preocupação com a duração da bateria
- Há planos de portar futuramente um editor de texto, processador de texto e leitor de e-books nativos já criados
- Nesses apps, espera-se mais de 1000 horas de uso com uma única carga
- No app leitor de e-books, espera-se até a possibilidade de 5000~10000 horas de uso
- O Evertop oferece suporte a hibernação em disco iniciada pelo usuário ou automática
- Um circuito de MOSFET duplo de controle de IO permite cortar completamente a energia quando ocioso
- Ao ligar novamente, é possível retomar do ponto anterior
- Periféricos internos podem ser desligados quando não estiverem em uso por interruptores físicos no painel frontal, reduzindo o consumo desnecessário de energia
Métodos de carregamento e desempenho solar
- Há três métodos de alimentação e carregamento:
- painel solar removível embutido
- entrada DC de 2,5~20 V por meio de circuito buck/boost interno
- conector micro USB
- As três fontes de energia podem ser usadas simultaneamente como fontes de carregamento, e todos os métodos podem carregar durante o uso
- Para facilitar a verificação da carga da bateria e da tensão de carregamento, há um voltímetro embutido
- A especificação nominal do painel solar é de 6 V, 6 W
- Teoricamente, ele pode fornecer 1 A sob luz solar plena
- O valor máximo observado na prática foi 700 mA
- Mesmo isso pode fornecer energia para 10~50 horas de uso contínuo por hora de sol
- Mesmo em dias muito nublados, obtém-se 70~100 mA, possibilitando 1~5 horas de uso por hora de carregamento
Periféricos embutidos e entrada/saída
- O Evertop tem teclado embutido e portas externas para teclado e mouse PS/2
- A faixa de suporte gráfico inclui:
- CGA
- Hercules
- MCGA
- parte de EGA
- parte de VGA
- A saída de áudio oferece suporte a PC speaker, Adlib, Covox e Disney Sound Source
- Há um alto-falante embutido
- Há uma entrada para fones de ouvido e uma roda de controle de volume
- As portas de comunicação e entrada/saída incluem:
- 1 porta serial DB9 RS232
- 1 porta serial TTL
- porta PS/2 dupla para teclado e mouse
- porta para pendrive USB
- porta Ethernet RJ45
- Wi‑Fi
- rádio LoRA
- O cliente de chat em tempo real via LoRA foi escrito em QBASIC em cerca de 15 minutos
- O hardware Bluetooth está incluído, mas ainda não foi implementado como funcionalidade
- Os candidatos planejados são teclado e mouse BT, serial Bluetooth, IP via Bluetooth, áudio Bluetooth e transferência de arquivos por Bluetooth
- O teclado embutido pode ser removido facilmente por um tether curto
- É possível deixar o corpo principal em pé e colocar o teclado sobre uma superfície plana
- Também é possível usar um teclado de tamanho completo conectando um teclado separado à porta PS/2
Armazenamento e configuração do sistema de emulação
- Imagens de disquete e disco rígido são armazenadas em um cartão SD
- O cartão em uso é um SD de 256 GB
- Cartões maiores também podem funcionar, mas não foram testados
- Cada imagem de disco rígido pode ter até 4 GB
- Um sistema de emulação pode montar 2 disquetes e 2 discos rígidos
- É possível configurar até 8 GB no total por sistema
- É possível configurar vários sistemas de emulação e selecioná-los na inicialização
- Também é possível manter a seleção anterior como padrão
Tecnologias de implementação
- O funcionamento interno fica a cargo de um microcontrolador Espressif ESP32
- A tela é o modelo “fast refresh” de 5,83 polegadas e 648x480 da good-display.com
- Ela não consome energia quando não está atualizando
- A base de software começou a partir da demo PCEmulator para a biblioteca FabGL, de Fabrizio Di Vittorio
- Ao longo de cerca de 2 anos, passou por adições, remoções, mudanças, correções e experimentos até chegar à forma atual
- O gabinete externo é feito de plástico PETG fosco impresso em 3D
Evertop Min
- O Evertop Min é a versão mínima do Evertop original
- Os elementos removidos para reduzir peso, materiais, componentes e custo de montagem são:
- teclado embutido
- carregamento com tensão variável
- painel solar
- Ethernet RJ45
- porta serial DB9
- rádio LoRA
- voltímetro
- metade da capacidade da bateria
- Os elementos mantidos são:
- a mesma tela E-ink
- porta PS/2 dupla para teclado/mouse
- alto-falante embutido
- entrada para fones de ouvido
- roda de controle de volume
- porta para pendrive USB
- rede Wi‑Fi
- Bluetooth
- porta serial TTL
- slot para cartão SD
- porta de carregamento micro USB
- Ele executa o mesmo firmware do Evertop maior
- Se o usuário adicionar um teclado PS/2 e um painel solar externo, obtém uma configuração de computação off-grid de longa duração, menor e mais leve
Demonstrações e exemplos de execução
- Os vídeos de amostra incluem “hello world” em QBASIC, som Adlib do Space Quest 3, Windows Minesweeper, Adlib Jukebox, uso de pendrive USB, redes, navegação web, hibernação e retomada, e remoção do painel solar
- Se alguns vídeos não forem reproduzidos no Firefox, recomenda-se usar o Chrome
- O vídeo completo em alta resolução pode ser visto na YouTube playlist
- As imagens de amostra incluem Doom, Monkey Island, Space Quest, Wolfenstein 3D, Prince of Persia, SimCity, King’s Quest, Word for Windows, Excel, WordStar 7, MS Works, redes, Minix e compilador C, fotos das portas externas e do acesso interno
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Na verdade, 100 horas é uma estimativa conservadora. Mesmo sem usar o modo de economia de energia, dá para usar ativamente por pelo menos 200 horas com uma carga; com o modo de economia, passa fácil de 500 horas.
Muito legal. Fico curioso para saber quanto tempo o display aguenta. Também mexi com dashboards de papel eletrônico, embora nada tão impressionante assim, e os displays da Waveshare são especificados para até 1 milhão de atualizações. O display usado aqui parece melhor.
Meus projetinhos modestos com papel eletrônico:
https://www.asciimx.com/projects/e-reader/
https://www.asciimx.com/projects/etlas/
Venho usando a mesma tela há pouco mais de 2 anos, em média 1 a 2 horas por dia, e, comparando com uma tela nova, a diferença na nitidez do texto e dos gráficos parece quase inexistente ou muito pequena.
Não parece que um dispositivo desses vá ser usado de forma muito intensa todos os dias, então é razoável esperar poder tirá-lo da gaveta de vez em quando durante anos.
Acho que existe aqui uma categoria de dispositivos ainda vazia: aparelhos de baixo consumo, mas usáveis praticamente para sempre, com funções básicas. Com o tempo, à medida que o hardware de ultrabaixo consumo ficar cada vez mais capaz, talvez eles possam substituir dispositivos como notebooks.
O hardware continua suficientemente capaz e costuma ser bastante durável por muito tempo. Mas é preciso um público bem específico para aceitar software sem suporte de 10 anos atrás; com software no nível de um IBM XT, mais ainda.
Como há pouquíssimos dispositivos assim, segurança não é uma grande consideração. Quem invadiria um Amiga conectado à internet provavelmente seria só um amigo fazendo brincadeira. Mas, se dispositivos de uso permanente forem usados para trabalho de verdade, especialmente qualquer coisa minimamente relacionada a dinheiro, eles precisam estar muito mais atualizados.
Fico me perguntando onde está o notebook ultrafino e ultraleve que permita escrever e-mails, fazer programação e navegação leves, acessar outros equipamentos via SSH e ofereça 50 horas de bateria.
Eu uso algo parecido, colocando um Boox Palma 2 em um suporte e conectando um Thinkpad Keyboard 2. Talvez a bateria não chegue a 100 horas, mas dura bastante.
Isto roda por emulação, mas fico me perguntando se a economia de energia teria sido ainda maior se o hardware tivesse sido reduzido para um processo CMOS moderno mantendo precisão de portas lógicas em relação ao original. Talvez não fosse só uma diferença de um dígito, mas uma ordem de grandeza inteira
É curioso o teclado ter uma tecla Windows. Fico pensando se alguém sabe de qual notebook ele saiu originalmente. Como não há pointing stick, não deve ser ThinkPad; lembro que alguns Dell antigos tinham um layout igualmente estranho. Pelo fato de as teclas não serem do tipo isolamento/chiclete, é claramente algo antigo. Tirando a posição de Home/End e a tecla Shift direita, parece melhor do que a maioria dos teclados de notebooks atuais. Insert/Delete/Home/End não dependem de combinações com Fn, e as setas também são de tamanho completo
Normalmente, fundo branco com texto preto fica muito melhor do que o inverso, mas alguns programas usam o contrário como padrão, então é bom poder inverter de volta rapidamente. A tecla "menu" à direita da barra de espaço é usada para uma atualização rápida da tela. Ela redesenha os pixels pretos para que pareçam totalmente pretos, o que resolve rapidamente quando às vezes eles ficam meio apagados. Ao manter pressionada, faz uma atualização longa: a tela fica toda preta e depois a imagem é restaurada; leva cerca de 1 segundo. O preto fica totalmente preto e o branco fica totalmente branco. Não é preciso usar nenhuma das duas com frequência; surge uma situação em que isso é necessário mais ou menos uma vez a cada duas ou três horas
O teclado não é peça de notebook, é um teclado PS/2 independente. Tirei-o do gabinete original e coloquei neste gabinete impresso em 3D para este computador. Comprei em https://item.taobao.com/item.htm?id=561534245819&skuId=52612..., na opção "KJW240/10寸PS/2圆口（线长140cm". Como o cabo original era longo demais, cortei para cerca de 35 cm e crimpei um conector PH2.0 para encaixá-lo internamente na placa-mãe. Não sei se dá para comprar fora da China; talvez exista também no AliExpress
Testei vários teclados antes de escolher este. Os requisitos eram bem rígidos. Ele precisava ter teclas Windows e menu, Shift dos dois lados, tanto Delete quanto Backspace, Print Screen, Scroll Lock, Num Lock, teclado numérico ativado pelo Num Lock, Pause/Break e Insert. Não há muitos miniteclados atuais que tenham tudo isso. Precisava ser pequeno o suficiente para caber neste computador, mas grande o bastante para digitar com naturalidade, e também consumir pouca energia. Este teclado consome algo em torno de 6 a 7 mA. Muitos dos teclados que testei consumiam 30 a 40 mA, mais do que a própria CPU
O que menos gosto é a tecla Home ficar entre aspas e Enter, e a seta para cima ficar mais ou menos no lugar da Shift direita. É um projeto realmente infeliz. Ainda assim, é melhor do que muitos teclados, e depois de alguns dias digitando deu para se acostumar bastante. No futuro, pretendo fazer meu próprio teclado para substituir este. Quero fazer um teclado com layout padrão, em que o processador durma entre pressionamentos de tecla e consuma em média menos de 1 mA
Também é possível conectar qualquer teclado PS/2 que você queira no lado direito do aparelho, então tive de considerar o caso de alguém conectar um teclado antigo sem as teclas Windows e menu. Nesses casos, F11 substitui a tecla Windows e F12 substitui a tecla menu. Escolhi essas duas porque muitos teclados antigos não as tinham, e elas também não eram usadas por software da era DOS
Pode ficar com meu dinheiro. Sério, isso é exatamente o tipo de coisa que eu queria há muito tempo, e não tenho tempo nem recursos para fazer eu mesmo
Todo mundo quer computação retrô de baixo consumo, mas também espera uma latência razoável durante o uso. Quer Wi-Fi bom em todos os cômodos, e-paper decente que não custe metade de um carro, e também navegação na web (HTTPS). Ainda não chegamos lá
Acho que, se alguém criar um produto de alto nível com todos esses "requisitos" da vida moderna, ele vai fazer um sucesso enorme
A rigor, não é um clone de XT. O XT tinha CPU 8088, adaptador de vídeo CGA/Hercules, 640 KB de RAM e alto-falante de PC. Este tem 80186, 1 MB de RAM, MCGA (VGA) e até emulação de Adlib. É melhor que um XT
Também existiam clones de XT com processadores V20, V30 e 80186. Então, nesse sentido tradicional, este aparelho também é um clone de XT, pois executa todo software que roda no XT e ainda tem muitos recursos adicionais. Por outro lado, não dá para chamá-lo de clone de AT, porque ele não consegue executar todo software que roda no AT
Eu tinha um XT no ensino médio e acessava BBS com um modem de 2400 bauds, vendo as letras aparecerem uma por uma numa tela monocromática verde. Era muito legal
Isso também ajusta um pouco as expectativas em relação à tela lenta
Os clones compatíveis com IBM PC da linha HP Palmtop também tinham uma bateria de duração muito longa usando duas pilhas AA:
https://www.pcmag.com/news/the-golden-age-of-hp-palmtop-pcs
Fugindo um pouco do assunto de alimentação por energia solar, fico curioso para saber o que aconteceu com a CPU movida a energia solar Intel Claremont. Não sei até onde o projeto chegou, ou se acabou ficando apenas como uma demonstração tecnológica
Uso um Boox Max Lumi todos os dias como monitor auxiliar para trabalhar no Emacs. E-ink é excelente para texto e terminal, e só vira um problema quando ocasionalmente preciso usar o mouse. Para o uso que descrevi, isso praticamente nunca acontece
O que eu realmente quero é um notebook Linux de baixo consumo cujo desempenho de CPU e memória não seja totalmente inexistente. Basta conseguir escrever programas simples. Não me importo se o desempenho for um pouco baixo, e tarefas que consomem muita CPU podem ser feitas via SSH
Vi vários dispositivos que pareciam atender às minhas necessidades, mas, depois de olhar por bastante tempo, acabei não comprando. Ou pareciam ecossistemas fechados demais, ou até permitiam programar no aparelho, mas não pareciam adequados para eu escrever posts do meu blog no Emacs, ou eram tão fracos que parecia que 99% das ferramentas que já uso não rodariam
Gostaria de ter conhecimento de eletrônica ou confiança para hackear esse tipo de coisa por conta própria. Parece totalmente possível. Por exemplo, eu estava olhando algo como https://www.waveshare.com/product/displays/e-paper/epaper-1/..., e é barato o bastante para comprar e tentar, mesmo sem ter certeza se combinaria com outras opções
Hoje em dia, sinto que deveria ser possível rodar a maior parte do que quero em um dispositivo Android projetado com eficiência energética como objetivo. Pela concepção, a bateria também deveria durar bastante. Se eu acoplasse um trackpad, um teclado e uma tela de e-ink, teria o dispositivo perfeito para mim. Não precisa ser o aparelho mais fino do mundo; seria incrível ter baterias substituíveis, ou simplesmente muitas baterias, e até um carregador solar portátil
Bem legal. Antes de eu olhar para e-ink, a configuração ideal que eu imaginava era um netbook baseado em Linux e acesso ocasional à internet para delegar cálculos pesados a um servidor potente. Acho que algo assim também poderia ser usado de modo parecido