DIY: Convertir la webcam integrada de la tapa de un portatil estropeado en una webcam USB externa

Hace unos días publicaba una entrada donde explicaba como aprovechar el panel LCD de la tapa de un portátil antiguo y/o estropeado para convertirlo en un monitor externo con entrada VGA,  HDMI, etc… ( podéis acceder a esa entrada haciendo click aquí ). Hoy, sin embargo, os voy a explicar como reaprovechar otro de los elementos comunes que nos podemos encontrar dentro de la tapa de un portátil.

A parte del panel LCD, nos encontramos con otros elementos comunes como el “inverter” en el caso de un panel con retroiluminación por tubos fluorescentes, la antena de la tarjeta Wifi y un módulo de webcam con o sin audio integrado.

Estos módulos webcam, llamadas “integrated webcam”, son un circuito integrado que lleva una cámara en miniatura, un LED para indicar si la cámara esta en funcionamiento (en el caso que exista), micrófono digital, ICs para el control de las señales y un conector propietario donde se le conecta los cables de conexión a la placa madre.

A continuación podéis ver el modulo de webcam dentro de la tapa del portátil.

webcam_lid_on_1 webcam_lid_on_2

A menudo, estos cables de conexión, se enlazan con los de la señal LVDS del panel LCD para llevar todas los cables hasta la placa madre conectados en un único conector.

En la imagen siguiente se puede ver el módulo webcam con su cable de conexión que se entrelaza con el cable LVDS del panel LCD y donde todas estos cables acaban en un conector propietario que es el que se conecta a la placa madre del portátil. Es decir, a ese conector propietario le llegan las señales del panel LCD y de la webcam a la vez.

A la derecha el módulo webcam, en medio el conector del panel LCD y la izquierda el conector a la placa madre.

webcam_wires_on

 

Una peculiaridad de estos modulos webcam es que, en vez de implementar interfaces de control tipo SPI, I2C, etc (Interfaces de control standard en electrónica), utilizan la especificación USB para llevar los datos hasta la placa madre. Para los que no estáis “muy puestos” en informática y/o electrónica deciros que la especificación USB no es simplemente la forma del conector metálico (USB, mini USB, micro USB, etc…), sino que es una interfaz que especifica también como funcionan las señales de transmisión de los datos.

El por qué utilizar USB y no otras especificaciones, es porqué los portátiles poseen un controlador para el manejo de múltiples dispositivos USB, por lo que para facilitar la tarea de integración de componentes, estos módulos webcam se conectan internamente a la placa madre como simples dispositivos USB. De hecho, tanto Windows, como Linux, etc… detectan estos módulos de la misma manera que si conectásemos una cámara USB externa.

En la imagen podéis ver el modulo al que le he desenchufado el conector y revela serigrafiado esto que digo sobre conexiones internas USB.

webcam_general webcam_pins

Si os fijáis en el etiquetado de los pines de conexión del modulo de la imagen de arriba, veis que tenemos “GND”, “USB+” y “USB-“, lo cual indica que podemos conectarle un cable USB 2.0 normal a los pines. Es decir, que si tenemos un cable USB de estos típicos que todos tenemos por casa (de impresoras, cargadores de móviles, etc…), podemos convertir este placa en una cámara USB independiente para conectarla a otros ordenadores, tabletas, etc..

Si cogemos un cable USB y lo cortamos para mostrar sus cables interiores, vemos que por norma general tienen 4 cables de diferentes colores, y cada uno de ellos hace una función. Aquí os pongo una imagen, que no es mía, que os identifica claramente que hace cada cable USB.

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Como podéis ver en la interior imagen tenemos dos cables que se dedican a la transferencia de datos. Son los cables “USB Data +” (Verde) y “USB Data -” (Blanco) y en nuestro módulo webcam tenemos dos pines “USB+” y “USB-“, por lo que ya sabemos donde van conectados estos dos cables.

Además, en el cable USB nos encontramos con “5V” (Rojo) y “GND” (Negro), que son cables que llevan corriente de 5 voltios y toma tierra para alimentar cualquier dispositivo. Si nos fijamos en nuestro módulo webcam, tenemos un pin “GND”, por lo que ya podemos conectar el cable “USB GND” (Negro) ahí. El problema que tenemos ahora es que el conector Rojo del cable USB nos da 5 voltios (“USB Vcc (+5V)”) y sin embargo, en el módulo webcam tenemos solo un pin de entrada de voltaje que se llama “3V3” y que significa que este módulo en concreto trabaja única y exclusivamente con 3,3 voltios.

Como nota decir que no todos los módulos webcam trabajan a 3,3 voltios, sino que hay muchos que pueden trabajar con 5 voltios y por tanto, son compatibles 100% con la especificación USB. Decir también, que los ICs (integrated circuits) que hay dentro del módulo webcam usualmente trabajan con 3,3 voltios, y que si un módulo acepta 5 voltios, es porqué internamente, en el módulo webcam, le han colocado algún tipo de circuito que reduce de 5V a 3,3V.

En el caso de estos módulos webcam integrados, el fabricante se puede ahorrar unos céntimos de dolar si no coloca ningún sistema de reducción de 5V a 3,3V, ya que, al ir dentro de la tapa de un portátil el panel LED también utiliza 3,3V, por lo que se aprovecha la misma fuente que alimenta al panel LED.

Resumiendo… que si queremos conectar el cable rojo de 5V del conector USB a nuestro pin “3V3” del módulo webcam debemos ponerle algún componente electrónico que reduzca el voltaje. Existen muchas maneras que podemos encontrar con una simple búsqueda en Internet, pero yo, he utilizado un regulador de voltaje “AMS1117” y 2 condensadores (era lo que tenia a mano, aunque podéis buscar en Ebay por “5v 3.3v”, ya que se utiliza mucho para proyectos electrónicos).

Si por casualidad se os ocurriera conectarle directamente los 5V del USB al pin 3V3 del módulo webcam os podrían ocurrir diferentes cosas como freír literalmente el módulo, que no funcione hasta que el voltaje sea el correcto, que funcione y mas adelante “pete” o que funcione sin más si los ICs son tolerantes a 5V. En definitiva, por el precio que cuesta un regulador de voltaje y dos condensadores no vale la pena jugársela.

En el módulo que he utilizado hay otros pines como “DATA” y “M_CLK”, los cuales, el conector original del cable que se entrelazaba con el LVDS no utilizaba y por lo tanto, yo tampoco los utilizo. Parecen algún tipo de conectores para otro tipo de interfaz diferente (audio digital???, no lo se porqué no he podido encontrar el “datasheet” del módulo.).

Por ultimo, hay un pin en el módulo webcam llamado “SHGND” que tras mucho buscar en Internet resulta ser un tipo de toma tierra (“shielded ground”) al que lo he empalmado con el cable que va conectado a “GND”.

Como los pines son tan pequeños, he utilizado el cable original con su conector y lo he cortado justo en el punto en que se unía con el cable LVDS para luego “pelar” los cables para su posterior soldadura al cable USB.

webcam_pins_2

Resumiendo, las conexiones quedan tal que así:

MÓDULO WEBCAM –> CABLE USB

– SHGND y GND –> GND (Negro)

– USB- –> USB Data – (Blanco)

– USB+ –> USB Data +(Verde)

– 3V3 –> regulador de voltaje –> USB Vcc (+5V)

Una vez conectado todo correctamente, enchufamos el cable USB y en mi caso, utilizando Linux (En Windows os saldrá que se ha detectado un dispositivo nuevo e iniciara la instalación de drivers y demás), con un simple “dmesg” veo que dice:

[18070.620684] usb 8-1: New USB device found, idVendor=0c45, idProduct=6480
[18070.620694] usb 8-1: New USB device strings: Mfr=2, Product=1, SerialNumber=0
[18070.620701] usb 8-1: Product: Laptop_Integrated_Webcam_1.3M
[18070.620707] usb 8-1: Manufacturer: CKF9139G235020000YB0
[18070.623541] uvcvideo: Found UVC 1.00 device Laptop_Integrated_Webcam_1.3M (0c45:6480)
[18070.645943] input: Laptop_Integrated_Webcam_1.3M as /devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb8/8-1/8-1:1.0/input/input16

donde se aprecia claramente que se ha detectado la cámara como “Laptop_Integrated_Webcam_1.3M” y además, me ha instalado su driver automáticamente (I love Linux!!!)

A continuación, ejecuto “Cheese” ( un simple programa para webcams en Linux) y al seleccionar la cámara, la luz LED del módulo webcam se enciende automáticamente. Funciona!!!

webcam_connected_1 webcam_cheese

Ahora este módulo es una webcam USB independiente y totalmente funcional que podéis utilizar para videoconferencia, seguridad, etc…

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