Từ hotspot 4G 20 USD đến thiết bị nhắn tin DIY: Chuyện của một hacker tò mò

Bo mạch hotspot 4G được tháo rời

Có những dự án bắt đầu từ sự tò mò thuần túy, và đây là một trong số đó. Một lập trình viên ẩn danh đã kể lại hành trình biến chiếc hotspot 4G nhỏ gọn mua trên AliExpress với giá chưa đến 20 USD thành một thiết bị nhắn tin cầm tay hoàn chỉnh — hoàn toàn từ linh kiện rời và một chút liều lĩnh.

Câu chuyện này không chỉ thú vị vì thành quả, mà còn vì nó phơi bày một thực tế đáng kinh ngạc của chuỗi cung ứng toàn cầu: bạn có thể mua một thiết bị có modem 4G, WiFi, Bluetooth, màn hình và pin với giá rẻ hơn một bữa ăn.

Điểm khởi đầu: Chiếc hotspot 20 USD

Theo tác giả, mọi chuyện bắt nguồn từ việc anh có quá nhiều thứ lộn xộn trên bàn làm việc — từ các đơn hàng AliExpress đến những dự án dang dở. Trong đống hỗn độn đó có một chiếc hotspot 4G, một bàn phím Clicks dành cho iPhone, và một màn hình Sharp. "Bộ não nguyên thủy" của anh đã kết hợp cả ba thứ lại.

Điều đáng chú ý là chiếc hotspot này — dù có tên mã MF800 — lại chạy Android và cho phép truy cập adb ngay từ hộp. Từ adb, người dùng có thể vào chế độ EDL (Emergency Download Mode) và flash lại toàn bộ thiết bị. Cộng đồng openstick đã cung cấp sẵn các hướng dẫn để cài Linux lên những thiết bị dạng này.

"Các kỹ sư Qualcomm thật sự đã để lại rất nhiều thứ thú vị trong device tree của Android. Đó là một mỏ vàng thông tin."

Cắt PCB — canh bạc liều lĩnh nhưng thành công

Vì hotspot MF800 lớn hơn các mẫu openstick khác, tác giả buộc phải cắt bớt bo mạch để vừa với vỏ bàn phím Clicks. Đây là phần nguy hiểm nhất vì chỉ cần cắt trúng đường mạch quan trọng là hỏng cả thiết bị.

PCB tùy chỉnh được thiết kế cho dự án

Anh đã tự thiết kế một PCB phụ để xử lý nguồn USB host, chuyển đổi chế độ USB host/device, cấp nguồn màn hình và chuyển đổi mức tín hiệu. Do chi phí hàn hai mặt đắt đỏ, anh buộc phải sắp xếp tất cả linh kiện lên một mặt.

Kết quả bất ngờ: sau khi cắt, thiết bị vẫn khởi động bình thường. Tác giả thừa nhận mình khá lo lắng về đường USB vì sợ cắt trúng via, nhưng cuối cùng mọi thứ vẫn hoạt động — sau một mẹo nhỏ là xoắn chặt dây tín hiệu USB để đạt tốc độ "high-speed".

Vật lộn với driver màn hình

Phần khó nhằn nhất của dự án là làm cho màn hình Sharp hoạt động. Tác giả đã thử nhiều cách khác nhau, bao gồm cả viết script Python để kiểm tra tín hiệu SPI — nhưng không đi đến đâu.

Bước ngoặt đến khi anh phát hiện ra rằng driver Qualcomm không xử lý chân CS (Chip Select) đúng cách. Sau khi chuyển sang điều khiển CS thủ công qua libgpiod, màn hình bắt đầu phản hồi.

Anh sau đó chuyển sang dùng kernel driver DRM có sẵn của cộng đồng (sharp-drm-driver), biên dịch lại kernel Linux 6.12.1 và cuối cùng màn hình đã hiển thị được. Vấn đề còn lại là driver chỉ hiển thị đen/trắng, nên anh đã tự thêm tính năng dithering để màn hình hiển thị ảnh và video mượt mà hơn.

Hoàn thiện sản phẩm

Tác giả đã tự thiết kế vỏ bằng in 3D, đo đạc kích thước cổng USB-C của iPhone bằng cách đo dây cáp chuẩn Apple rồi nội suy. Do mất quyền truy cập máy in 3D giữa chừng, anh buộc phải dùng keo nóng để gắn vỏ — một giải pháp thẩm mỹ không cao nhưng hiệu quả.

Thiết bị hoàn thiện với màn hình và bàn phím

Một số vấn đề còn tồn đọng:

• Chế độ ngủ (sleep) chưa được giải quyết hoàn chỉnh, chủ yếu do thiếu thời gian kiểm thử thực tế
• Nút nguồn không có lỗ khoét trên vỏ — tác giả phải chọc một lỗ nhỏ và dùng chốt để nhấn
• Chỉ báo pin chỉ cung cấp điện áp thô, chưa có phần trăm cụ thể
• Một vài pixel viền màn hình bị vỏ che khuất

"Tôi rất hài lòng với thiết bị này, nhưng một chút công sức nữa sẽ làm cho phần ngoại hình tốt hơn nhiều."

Ý nghĩa với cộng đồng công nghệ Việt Nam

Dự án này là minh chứng cho sức mạnh của phần cứng mở và cộng đồng mã nguồn mở. Với các lập trình viên Việt Nam đang quan tâm đến embedded Linux, IoT hay reverse engineering, đây là một ví dụ tuyệt vời về cách tận dụng thiết bị giá rẻ và tài liệu cộng đồng để tạo ra sản phẩm riêng.

Chi phí thấp — chỉ khoảng 20 USD cho hotspot cộng thêm linh kiện — khiến đây trở thành dự án khả thi cho sinh viên và những người yêu thích DIY. Tuy nhiên, đòi hỏi kiến thức về device tree, kernel driver và thiết kế PCB là không nhỏ.

Toàn bộ mã nguồn, file thiết kế PCB và các bản vá driver đều được chia sẻ trên GitHub của dự án. Tác giả cũng thừa nhận đã phát hiện và vá một lỗi rò rỉ bộ nhớ trong driver màn hình gốc — điều mà chỉ có thể tìm ra qua kiểm thử thực tế.

Đây là lời nhắc nhở rằng đôi khi những thiết bị thú vị nhất không đến từ các ông lớn công nghệ, mà từ những cá nhân tò mò dám cắt, hàn và lập trình.