自製三星的Smart Dock:連接Note II手機與Motorola Atrix Lapdock(未完成)

我用過的智慧型手機很少,從Dopod 585、HTC鑽石機到HTC Desire,最近因為Samsung Galaxy Note 3上市,購入了二手的Note II。原本打算購買Sony Xperia的防水系列智慧型手機,綜合以下考量之後,選擇了Note II:

  • 具備11-pin的特殊micro-USB接頭
  • 有S-pen觸控筆,記錄圖文筆記很方便。
  • 內建無線充電模組的接點
  • 5.5吋大螢幕
  • 4核心CPU、2GB主記憶體,雖然不是很強大,但夠用了。

以往的Android手機和平板,其HDMI視訊輸出以及USB埠,是兩個分開的獨立插座。目前則是採用MHL規範,將視訊和USB數據傳輸功能,全部整合在一個micro USB介面。

只要添購一個MHL轉HDMI的小裝置,即可連上外接螢幕;市面上也有內建MHL介面的平面顯示器。若接上USB OTG線,將能連接鍵盤、滑鼠和隨身碟等周邊。

但現階段,MHL視訊輸出和數據傳輸功能,無法同時使用。也就是說,將手機外接螢幕時,就不能接USB鍵盤、滑鼠和儲存媒介。

手機就是個人電腦

我想要把手機接上Motorola Atrix Lapdock,變成Android小筆電來用。那種感覺有點像讓R2-D2搭上X-翼戰機。

Android R2-D2 X-Wing fighter

電影「星際大戰(Star Wars)」中,X-翼戰機(T-65 X-Wing)駕駛艙後面搭載的R2-D2機器人,負責超空間(hyperspace)跳躍計算,以及飛行中的操作參數調校和損傷控制。

就像Ubuntu for Android官方宣傳影片所說的,智慧型手機就是個人電腦(不過,我想這應該是小眾市場):

三星手機的11-pin (Smart dock) 的特殊micro-USB接頭

Motorola Atrix Lapdock底座有一個HDMI視訊輸入,以及連接鍵盤和觸控板的micro USB介面。一般Android手機micro USB介面裡面,有個切換視訊和USB數據的開關,兩者無法一同使用,因此不能接此底座。(以下圖片取自對岸的這一篇貼文

切換MHL與USB OTG

普通的micro-USB插座有5個接腳,SamsungS3, S4和Note II手機則有11個接腳(Note 3我不確定)。兩者的差別在於,三星把MHL視訊輸出腳位,和USB數據腳位分開來,連接普通的micro USB接頭時,只能用來傳輸數據和電源;若要使用MHL視訊輸出功能時,必須使用特殊(接頭比較長)的接頭。

這是11-pin (Smart dock) 的接腳定義(取自XDA論壇的”MHL hdmi/vga with OTG & charging cable build”這一篇貼文

  • 腳1 – 正電源
  • 腳2 – USB -(從端)
  • 腳3 – USB +(從端)
  • 腳4 – ID/Sense(接40.2KΩ電阻)
  • 腳5 – 接地
  • 腳6 – ?(聲音∕USB主控端?)
  • 腳7 – ?(聲音∕USB主控端?)
  • 腳8 – DP (MHL +)
  • 腳9 – DN (MHL -)
  • 腳10 – MHL ID(連接MHL轉接器的ID腳)
  • 腳11 – 接地

三星有推出一款能活用11-pin的專屬配備“Smart Dock”,能提供HDMI視訊輸出和USB OTG介面功能,但是價位有點高。

這是一個網友展示自製Smart Dock的影片:

改造三星專屬的MHL視訊轉換線:開啟Smart Dock功能

我購買的MHL視訊轉換線外觀如下,在Samsung Galaxy S4和Note II測試過:

三星專屬的MHL視訊轉換線

這條線只有視訊轉換功能,不具備USB OTG,也就是不能接鍵盤和滑鼠。我打算將它改成具備USB OTG功能,並且把它的體積縮小到足以塞入一個樂高積木。

這是切開此轉換線的11-pin接頭,並去除熱熔膠,露出焊接點的模樣:

11-pin接頭

11-pin和micro USB相容的接腳部分,第4腳(Sense pin)和接地之間,焊接了一個1KΩ電阻。為了要開啟手機的Smart Dock功能(亦即,同時使用視訊和USB數據),這個電阻要改成40.2KΩ。

底下的接線圖取自XDA論壇的”diy smart dock for galaxy s3

DIY Smart Dock的電路圖

底下是MHL轉換線本體的電路板外觀,右邊是標準的HDMI接頭:

由於Motorola Atrix Lapdock基座的HDMI接頭是micro HDMI規格,因此我將此MHL線上的HDMI接頭焊下來(正、反面的照片):

MHL轉換線本體的電路板

接著準備一個HDMI轉micro HDMI的轉接頭,去除外表的橡膠:

HDMI轉micro HDMI的轉接頭

再將轉接頭的電路板鋸成兩半,並且把鋸下來的micro HDMI接頭與micro USB母座用熱熔膠黏在一起:

用熱熔膠黏接micro HDMI接頭與micro USB母座

在micro HDMI的PCB板,焊上導線:

焊接HDMI導線

最後與MHL主電路板焊在一起:

micro HDMI接上MHL轉換器

我最初把40.2KΩ(1%誤差率的精密電阻)焊接在MHL板子附近,但是手機無法切換到Smart Dock模式,後來改焊到11-pin接頭:

焊接40.2KΩ(1%誤差率的精密電阻)

挖空一塊樂高積木,準備塞入整個電路之前的半完成品模樣:

樂高積木外型的Smart Dock半完成品

實機測試:結合Note II與Atrix Lapdock

實際將Samsung Galaxy Note II透過改造好的轉接頭,連接到Motorola Atrix Lapdock的結果:

測試後發現兩個問題:

  1. 螢幕解析度輸出是低解析度,而非此基座的1366×768。根據Amazon網路商場,針對三星Smart Dock產品的用戶評價留言指出,並非所有的顯示器都能呈現1080p高畫質。我目前無法確認問題的原因,但也許可以透過App或驅動程式調整HDMI的輸出解析度。
  2. USB OTG功能並沒有啟動──接上基座時,手機的訊息欄首先呈現「已連接鍵盤」,但很快地又出現「鍵盤已中斷連接」,以及「滑鼠已中斷連接」之類的訊息。

根據XDA論壇上的這篇討論串,USB OTG無法使用,都是出現在Note II目前最新的4.1.2系統版本(莫非是系統的bug?
),也有人指出,將40.2KΩ電阻改成64.9KΩ,問題就解決了。不過,也有人測試了不同數值的電阻,就是無法同時啟用視訊和數據傳輸:

  • Sense腳直接接地:僅啟用OTG功能(這是一般USB OTG線的標準接法)。
  • 1KΩ:僅啟用MHL視訊
  • 40.2KΩ:僅啟用MHL視訊
  • 64.9KΩ:僅啟用USB OTG功能
  • 365KΩ:僅開啟鬧鐘App,沒有OTG,也沒有MHL。

三星原廠的Smart Dock採用的是40.2KΩ,有人同樣是用4.1.2版系統,開啟OTG和視訊都沒問題~煩吶~月底我再換用不同的MHL轉換線測試看看。

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6 thoughts on “自製三星的Smart Dock:連接Note II手機與Motorola Atrix Lapdock(未完成)

  1. 老師的技術好強大
    可是話說讓手機和個人電腦一樣,能連接USB裝置這可能嗎?
    應該要各手機大廠重新設計這產品吧

    1. 過獎了~不過是把零件焊接起來罷了。

      現在應該是每一台Android平板和手機,都具備連接鍵盤、滑鼠和大量儲存媒介的功能,因為相關電路已經整合在晶片上了,而且Android系統也內建驅動程式。只要購買一條USB OTG線就行了,若接上具備外接電源的USB Hub,還可以接外接硬碟。

      thanks,
      jeffrey

  2. 大大!!!您真的太神啦!!!
    其實我已經研究了半年以上~我還是不太懂11PIN的原理~
    才看您的網頁一次5分鐘~我居然就看懂了~我太感動了

    我一直想要手機也能成為電腦的功能~
    就是在家裝上某種裝置(就像您R2-D2搭上X-翼戰機的構想)~
    可以輸出hdmi大電視並且接鍵盤、滑鼠、手把…甚至接印表機、硬碟…
    而且至少也要4核 (2核心的xperia s雖然有底座,但雙核跑不動1080p影片)

    就一直在觀注samsung的note2、s4
    但note2太大…s4算還好~
    於是就想買韓版支援LTE-A的版本…

    原本已經心動了~準備要殺小朋友了(要1萬9千 >_<)
    今天在XDA瀏覽了一下…

    發現那個smart dock在note2才能顯示1080p、60fps的畫質~
    但是在s4居然只能顯示720p、30fps的畫質!!!(甚至有的不能顯示)
    真是晴天霹靂 Orz …

    而且更扯的是~
    如果接上USB鍵盤,輸入太快還會延遲、掉字…
    為什麼連這麼簡單的設備在4核的手機上也做不到呢??

    我好幾年前買的HTC X7510雖然速度不到800HZ~
    但也是能利用底座或一根線,就能實現vga輸出螢幕(完全同手機顯示)~
    並接鍵盤、滑鼠打字

    可能是這種需求並非大眾所需要…也非主流嗎??

    但是大大~我還是要給你100個讚~讓我學到好多!!!!!!

    1. babydar大大:

      我同學也是買S4,我有在他的手機上測試過非原廠的MHL轉HDMI線,從我的木眼看來,畫質很好,但我不確定是不是1080p,聽到S4搭配原廠的SmartDock只能輸出720p,還有輸入延遲的現象,我也覺得很不可思議,畢竟S4的效能比Note 2強大!

      我打算先替Note 2刷非官方的4.3韌體再測試看看。

      have fun!
      jeffrey

  3. 大大您好,我手邊剛好有XT910+Lapdock,
    最近有想換手機,又覺得有鍵盤加螢幕的Lapdock很實用,想留用
    但市面上手機micro hdmi輸出的少之又少
    而且好像也沒有類似的手機+”座”變筆電的產品(除了一代pad fone)
    無意搜尋到您這篇DIY文章對我真是一大福音,
    想請教您最後有解決”視訊+USB OTG”的問題了嗎?

    1. hi mian:

      我後來在忙其他事情,還沒有嘗試其他方案。倒是XDA論壇有修改HDMI解析度的App和Script,請參閱”hdmi resolution changer app?“這篇PO文,我尚未測試過。

      如果你不需要使用觸控筆,除了Samsung,也可以考慮採用Slimport MyDP方案的手機,跟MHL一樣,Slimport都是把HDMI和micro USB介面整合在一起。

      MyDP的主要優勢為,它支援同時輸出視訊以及USB數據。

      MHL和Slimport隸屬於不同的組織,彼此不相容。我所知道支援Slimport的手機包含Asus的PadFone Infinity, Google Nexus 4, LG Optimus G Pro,用關鍵字Slimport或MyDP即可搜尋到相關的HDMI轉換線產品。

      我不確定是否有現成,包含USB OTG的轉換頭,可能需要自行DIY一下。

      have fun!
      jeffrey

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