Raspberry Pi και Arduino Laptop: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Από τη μέρα που άκουσα και έπαιξα με το Raspberry Pi πριν από μερικά χρόνια, ήθελα να φτιάξω ένα φορητό υπολογιστή με τροφοδοσία Raspberry Pi και τώρα με το rease του Raspberry Pi τρία αποφάσισα να δω επιτέλους μέσω αυτού. Τώρα δεν είναι η πρώτη μου φορά που προσπαθώ να φτιάξω ένα φορητό υπολογιστή που λειτουργεί πλήρως χρησιμοποιώντας ένα Raspberry Pi, κάθε άλλη φορά που δοκίμασα το έργο ήταν γεμάτο με λάθη με οτιδήποτε, από σπασμένα καλώδια κορδέλας έως τον εντοπισμό του μηχανισμού μεντεσέ, ωστόσο μπόρεσα να μάθω από αυτές τις αποτυχίες και ελπίζω να σας δείξω πώς να τις αποφύγετε όταν κάνετε τις δικές σας. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

Βήμα 1: Τι θέλουμε να κάνει

Πριν ξεκινήσουμε να επιλέγουμε και να αγοράζουμε τα ανταλλακτικά που θα χρησιμοποιήσουμε, πρέπει να καταλάβουμε όλα όσα θέλουμε να κάνει ο φορητός υπολογιστής μας, για παράδειγμα θέλω να έχει ο φορητός μου υπολογιστής:

• ενσωματωμένο ποντίκι (trackpad)
• μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
• τουλάχιστον 2 θύρες USB
• πλήρες πληκτρολόγιο
• ενσωματωμένη συσκευή ανάγνωσης μπαταρίας με τροφοδοσία Arduino
• ενσωματωμένο Arduino με κεφαλίδες για τη σύνδεση εξαρτημάτων
• μικρός παράγοντας μορφής

Δεδομένου ότι χρησιμοποιούμε το Pi 3, δεν χρειάζεται να ανησυχούμε για την αγορά ενός wifi ή dongle Bluetooth επειδή τα έχει όλα ενσωματωμένα. Τώρα αυτή η λίστα δεν είναι καθόλου αποκλειστική, υπάρχουν πολλά άλλα πράγματα που μπορούν να προστεθούν για να γίνει αυτό ένα καλύτερο φορητό υπολογιστή, ωστόσο νομίζω ότι τα χαρακτηριστικά που προσθέτω θα του προσφέρουν μια φοβερή χρηστικότητα, όπως ο ενσωματωμένος αναγνώστης μπαταρίας με τροφοδοσία Arduino, ο οποίος θα είναι ένας μικρός Οθόνη OLED δίπλα στην κύρια οθόνη που θα δείχνει μόνιμα το ποσοστό της μπαταρίας και την τάση, ένα άλλο χαρακτηριστικό που μου αρέσει πολύ είναι το ενσωματωμένο Arduino με κεφαλίδες, αυτό είναι βασικά ένα Arduino με αρσενικές κεφαλίδες κολλημένες σε αυτό, υπάρχουν μικρές τρύπες στην περίπτωση που επιτρέπουν στον χρήστη να έχει πρόσβαση στις αρσενικές ακίδες και να συνδέει εξαρτήματα, οπότε όλα αυτά είναι πραγματικά ένα Arduino ενσωματωμένο στο φορητό υπολογιστή, ώστε να έχουμε πάντα ένα πρακτικό Arduino.

Βήμα 2: Μέρη

Για αυτό το έργο θα χρειαστούμε αρκετά μέρη, θα χρειαστούμε:

• x1 Raspberry Pi 3 (εδώ)
• x2 Arduino Micro (εδώ)
• x1 Οθόνη PI Raspberry επτά ιντσών (εδώ)
• x3 Μπαταρίες λιθίου 18650 (εδώ)
• κύκλωμα x1 Powerbank (εδώ)
• Διανομέας x1 USB (εδώ)
• x1 Mini USB πληκτρολόγιο (εδώ)
• x1 Αρσενικό USB (εδώ)
• x1 SPI OLED (εδώ)
• Ενισχυμένο χαρτόνι

Θα χρειαστούμε επίσης το trackpad που φτιάξαμε σε προηγούμενο έργο, μπορείτε να βρείτε το πλήρες σεμινάριο εδώ. Για άλλη μια φορά αυτό δεν είναι σε καμία περίπτωση αποκλειστική λίστα, το ωραίο για αυτά τα μέρη είναι ότι η πλειοψηφία δεν εξαρτάται το ένα από το άλλο, ώστε να μπορείτε να ανταλλάξετε μέρη με ό, τι θέλετε. Έχουμε πολλά εξαρτήματα για ρύθμιση, ώστε να είναι πιο εύκολο θα τα ρυθμίσουμε ξεχωριστά και στη συνέχεια θα τα βάλουμε όλα μαζί.

Βήμα 3: Ρύθμιση του Pi και της οθόνης

Ας ξεκινήσουμε με το PI και την οθόνη μας, η οθόνη μας δεν συνδέεται με το Pi μας μέσω της θύρας HDMI, αλλά μέσω ενός καλωδίου κορδέλας 50 ακίδων που συνδέεται στο Pis GPIO, ωστόσο, αν το συνδέσετε και ξεκινήσετε το Pi που κέρδισε » για να λειτουργήσει, πρέπει να επεξεργαζόμαστε μερικές γραμμές κώδικα στο αρχείο εκκίνησης για το Pi.

Ξεκινάμε με τη λήψη μιας νέας εικόνας Raspbian εδώ, στη συνέχεια την γράφουμε στην κάρτα SD μας χρησιμοποιώντας το 7Zip (ή όποιο λογισμικό λειτουργεί για εσάς). Τώρα που γράφεται πρέπει να ανοίξουμε ένα αρχείο στην κάρτα SD που ονομάζεται config.txt και να προσθέσουμε κάποιο κώδικα. Αυτό που κάνει αυτός ο κώδικας είναι να πει στο Pi να στείλει τα δεδομένα της οθόνης μέσω των κεφαλίδων GPIO και όχι μέσω της θύρας HDMI (το HDMI είναι το προεπιλεγμένο) κατά την εκκίνηση. Η τοποθέτηση του κώδικα είναι πολύ εύκολη. Ανοίξτε το config.txt με ένα πρόγραμμα σημειωματάριων, για τα Windows που χρησιμοποιώ το σημειωματάριο ++ και αντιγράψτε αυτόν τον κώδικα στο αρχείο config.txt τώρα αποθηκεύστε και κλείστε και θα πρέπει να λειτουργήσει μόλις η κάρτα SD συνδεθεί ξανά στο Pi. Εάν φαίνεται πολύ φωτεινό ή πολύ αμυδρό, γυρίστε το μικρό κινητήρα στην πλακέτα κυκλώματος οθόνης μέχρι να φανεί σωστά.

Το Pi μας χρειάζεται επίσης φυσική τροποποίηση για να χωρέσει σωστά μέσα στη θήκη μας, θα πρέπει να ξεκολλήσουμε μία από τις θύρες USB duel, αυτό γίνεται με την τοποθέτηση μιας αρκετά μεγάλης ποσότητας κόλλησης στις ακίδες της υποδοχής USB και αργά την ανακίνηση και μετά μέχρι να γίνει δωρεάν. Το κάνουμε αυτό επειδή πρέπει να συγκολλήσουμε ένα διανομέα usb στο Pi για να συνδέσουμε όλες τις συσκευές εισόδου μας.

Ο κώδικας:

dtoverlay = dpi24enable_dpi_lcd = 1 display_default_lcd = 1 dpi_group = 2 dpi_mode = 87 dpi_output_format = 0x6f005 hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0

Βήμα 4: Ρύθμιση της μπαταρίας

Η μπαταρία μας χρησιμοποιεί 3 18650 μπαταρίες χωρητικότητας 2400 mAh η κάθε μία, παράλληλα τα 3 κύτταρα έχουν συνολική χωρητικότητα 7200 mAh, το pi μας με τα πάντα συνδεδεμένα τραβάει περίπου 1 Amp που σημαίνει ότι τα 3 κύτταρά μας μπορούν να τροφοδοτήσουν το pi για περίπου 4,5 - 5 ώρες αλλά αυτό μπορεί να αυξηθεί προσθέτοντας περισσότερες μπαταρίες αν θέλετε. Για να το κατασκευάσουμε πρέπει να φορτίσουμε και τις 3 κυψέλες μέχρι 4,2 βολτ ξεχωριστά, καθώς η σύνδεση κυψελών λιθίου είναι πολύ επικίνδυνη εάν έχουν διαφορετικές καταστάσεις φόρτισης (διαφορετικές τάσεις) για να αποφευχθεί αυτό το πιο εύκολο να βεβαιωθείτε ότι είναι πλήρως φορτισμένα πριν από τη σύνδεση τους.

Τώρα θέλουμε να συνδέσουμε αυτές τις κυψέλες παράλληλα για να το κάνουμε αυτό συνδέουμε όλους τους θετικούς ακροδέκτες μαζί και στη συνέχεια συνδέουμε όλους τους αρνητικούς ακροδέκτες μαζί, χρησιμοποιούμε παχύ καλώδιο καθώς μπορεί να περάσει πολύ ρεύμα μεταξύ αυτών των μπαταριών που θα θερμάνει ένα λεπτότερο καλώδιο. τώρα συνδέστε τον αρνητικό και τον μετασχηματιστή των μπαταριών στους αρνητικούς και θετικούς ακροδέκτες εισόδου του κυκλώματος τράπεζας ισχύος αντίστοιχα και όλα αυτά για την μπαταρία!

Αντί να χρησιμοποιήσετε κύκλωμα τράπεζας ισχύος όπως έχω χρησιμοποιήσει εδώ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν φορτιστή λιθίου για να φορτίσετε τις κυψέλες στα 4,2 βολτ και να μετατρέψετε τον μετατροπέα για να αυξήσετε τα 4,2 βολτ στα 5 βολτ, αλλά αυτό θα κάνει τελικά το ίδιο πράγμα με την τράπεζα ισχύος κύκλωμα και θα έπαιρνε περισσότερο χώρο.

Βήμα 5: Ρύθμιση της οθόνης μπαταρίας

Τώρα για να ρυθμίσετε την οθόνη της μπαταρίας, αυτό το βήμα δεν είναι προφανώς απαραίτητο, καθώς μπορείτε να διαβάσετε την τάση της μπαταρίας μέσω του Pis GPIO και να εμφανίσετε τη στάθμη της μπαταρίας μέσω λογισμικού, ωστόσο, ήθελα να το προσθέσω επειδή πιστεύω ότι η οθόνη OLED δίνει το σύνολο φορητό υπολογιστή μια πραγματικά δροσερή εμφάνιση DIY. Για να το κάνουμε πρέπει να κολλήσουμε την οθόνη OLED στο Arduino μας, το OLED που χρησιμοποιώ δεν είναι έκδοση SPI, οπότε πρέπει να κολλήσω 7 καρφίτσες στο Arduino.

Το pinout έχει ως εξής:

• OLED ------------------- Arduino
• Ξεκούραση - καρφίτσα 7
• DC - Pin 12
• CS - Καρφίτσα 9
• DIN - Καρφίτσα 11
• CLK - Καρφίτσα 13
• VCC - 5 Volt
• Έδαφος - έδαφος

Πριν μπορέσουμε να ανεβάσουμε τον κωδικό μας, πρέπει να κάνουμε τους αισθητήρες τάσης που θα συνδέσουν το Arduino με την μπαταρία και θα του επιτρέψουν να διαβάσει την τάση των μπαταριών που χρειαζόμαστε για να κολλήσουμε 2 αντιστάσεις 10 ohm σε διαμόρφωση διαχωριστή τάσης (δείτε φωτογραφίες) στο A0 και Οι ακίδες γείωσης στο Arduino οι οποίες μπορούν στη συνέχεια να συνδεθούν με την μπαταρία, το A0 πηγαίνει στο θετικό και το Ground πηγαίνει στη γείωση. Χρειαζόμαστε επίσης μια πηγή τροφοδοσίας για την οθόνη μας, οπότε πρέπει να κολλήσουμε άλλο καλώδιο στη γείωση και ένα στο VIN στο Arduino, το οποίο θα συνδέσουμε αργότερα στο κύκλωμα της τράπεζας ισχύος για τροφοδοσία.

Τέλος, μπορούμε να ανεβάσουμε τον κωδικό μας, ο οποίος βρίσκεται παρακάτω.

Βήμα 6: Ρύθμιση των υπολοίπων τμημάτων

Έτσι, έχουμε ρυθμίσει όλα τα κύρια μέρη και τώρα το μόνο που χρειαζόμαστε για να ορίσουμε τα μικρότερα και ευκολότερα μέρη. Ξεκινώντας από το πληκτρολόγιο, πρέπει να το αφαιρέσουμε από το περίβλημα που έμπαινε (προοριζόταν να χρησιμοποιηθεί με tablet 7 ιντσών) το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να κόψουμε το ψεύτικο δέρμα γύρω από το πληκτρολόγιο και να το τραβήξουμε έξω και το κύκλωμά του. εύκολα θα δείτε ότι υπάρχουν 4 καλώδια τα οποία θα κολλήσουμε στο διανομέα USB αργότερα.

Το track-pad χρειάζεται επίσης ελάχιστη ρύθμιση καθώς το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να πάρουμε αυτό που κάναμε σε προηγούμενο έργο και να πάρουμε ένα καλώδιο micro USB για να το συνδέσουμε στο διανομέα USB μας, μπορείτε να δείτε πώς έγινε αυτό εδώ.

Τέλος, το εσωτερικό μας Arduino θα πρέπει να έχει επικολλήσει επικεφαλίδες σε όλες τις καρφίτσες του, το πιο εύκολο να το κάνετε βάζοντας αυτές τις καρφίτσες και το Arduino σε μια σανίδα ψύξης και στη συνέχεια τις κολλάτε στη θέση τους, καθώς έτσι θα τα κρατήσετε ίσια Καλώδιο USB για σύνδεση του Arduino στο διανομέα USB. Τώρα όλα έχουν ρυθμιστεί για να ξεκινήσουμε να συνδυάζουμε τα πράγματα!

Βήμα 7: Το κύκλωμα (Συνδέοντας τα πάντα)

Σε αυτό το σημείο έχουμε συγκεντρώσει μεμονωμένα όλα τα μέρη τώρα πρέπει να τα συνδέσουμε μεταξύ τους για να φτιάξουμε τα εσωτερικά του φορητού μας υπολογιστή.

Ξεκινάμε συνδέοντας το διανομέα USB σε ένα από τα δύο USB που ξεκολλήσαμε νωρίτερα, το δεύτερο USB συγκολλάται στη συνέχεια σε μια θηλυκή θύρα USB, η οποία τοποθετείται στην άλλη πλευρά του φορητού υπολογιστή χρησιμοποιώντας μερικά μακριά καλώδια, και τώρα κολλάει το track-pad, Πληκτρολόγιο και εσωτερικό Arduino στο διανομέα USB. Στη συνέχεια, κολλήσαμε την έξοδο 5 volt του κυκλώματος τράπεζας ισχύος στην είσοδο 5 volt στο βατόμουρο pi χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο micro USB ή ακόμη και το ειδικό κολλητήρι 5 βολτ και γείωσης που μπορεί να βρεθεί κάτω από το Pi.

Αυτό είναι το παν για τη βάση τώρα μπορούμε να μετακινηθούμε στην οθόνη μισή υπάρχουν μόνο 2 μέρη στην οθόνη μας, η κύρια οθόνη και η μπαταρία, το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να συνδέσουμε το καλώδιο κορδέλας 50 ακίδων στην κύρια οθόνη και στην 50 συνδετήρας καρφιτσών στο βατόμουρο pi. Στη συνέχεια πρέπει να τρέξουμε 3 μακριά καλώδια από την οθόνη της μπαταρίας Arduino, αυτά είναι τα καλώδια ανάγνωσης μπαταρίας και τα καλώδια τροφοδοσίας για τα οποία μιλήσαμε νωρίτερα, το καλώδιο που συνδέεται με τον ακροδέκτη A0 συνδέεται με τη θετική σύνδεση της μπαταρίας και ο πείρος VIN συνδέεται έως 5 volt εξόδου στο κύκλωμα της τράπεζας ισχύος και η γείωση πηγαίνει στη γείωση.

Φυσικά κάποια στιγμή μπορεί να θέλουμε να το απενεργοποιήσουμε, οπότε θα προσθέσουμε έναν διακόπτη μεταξύ της σύνδεσης γείωσης από την τράπεζα ισχύος στο raspberry pi, ο οποίος μας επιτρέπει να κόψουμε εντελώς την ισχύ στο σύστημα. Πρέπει να σημειώσω ότι η απλή διακοπή ρεύματος στο raspberry pi είναι κακό γι 'αυτό, οπότε η απενεργοποίηση ενός λογισμικού πριν από την διακοπή ρεύματος είναι ιδανική, αυτό μπορεί να γίνει απλά κάνοντας κλικ στο κλείσιμο στις επιλογές raspberry pi.

Βήμα 8: Η υπόθεση

Δυστυχώς, δεν έχω 3D εκτυπωτή, αλλά μπορούμε να φτιάξουμε μια πολύ ανθεκτική και όμορφη θήκη (κατά τη γνώμη μου) από κάποιο πλαστικό και χαρτόνι με εύπλαστο τρόπο. Η ιδέα πίσω από αυτό είναι ότι οι τοίχοι της θήκης θα είναι κατασκευασμένοι από χαρτόνι με το εύπλαστο πλαστικό να χρησιμοποιείται μέσα στη θήκη για να διατηρούνται όλα μαζί και να γίνονται πιο ανθεκτικά. το κλειδί για να το κάνετε αυτό είναι να μετρήσετε τα μεγέθη του χαρτονιού που χρειάζεστε και να το κόψετε, το χαρτόνι στη συνέχεια κολλάται μαζί με σούπερ κόλλα, χρησιμοποιώντας ζεστή κόλλα σε αυτό το σημείο αφήνει συχνά ορατές γραμμές που φαίνονται πολύ άσχημες, το καλύτερο που πρέπει να κάνετε είναι βάλτε τα κομμάτια μαζί με σούπερ κόλλα και ενισχύστε το με ζεστή κόλλα στο εσωτερικό, ακολουθούμενο από ένα στρώμα από ελατό πλαστικό. Άφησα τις διαστάσεις για την περίπτωσή μου εδώ αν επιλέξετε να ακολουθήσετε αυτήν τη διαδρομή, ωστόσο εάν έχετε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή νομίζω ότι είναι οι πιο προσεγμένες επιλογές (επιτρέψτε μου να δω πώς θα εξελιχθεί στα σχόλια!).

Βήμα 9: Μεντεσέ οθόνης

Παραδόξως βρήκα ότι αυτό το μέρος του έργου ήταν το πιο δύσκολο, παρόλο που φαίνεται τόσο εύκολο. Αυτό που πρέπει να κάνουμε είναι να αποκτήσουμε έναν πολύ άκαμπτο μεντεσέ, ξέρω ότι είναι πιο εύκολο να ειπωθεί από ό, τι γίνεται, αλλά ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε να ψάχνετε είναι σε παλιούς φορητούς υπολογιστές ή οθόνη, μπορείτε να τα βρείτε σχεδόν καθόλου στις εγκαταστάσεις του ewaiste. μόλις έχετε τον μεντεσέ σας κάντε μια εγκοπή στο κάτω μέρος της οθόνης και στο πάνω μέρος της βάσης και γεμίστε αυτές τις εγκοπές με το εύπλαστο πλαστικό για το οποίο μίλησα νωρίτερα. Τώρα, ενώ είναι ακόμα ζεστό και εύπλαστο, αρχίστε να σπρώχνετε τον μεντεσέ μέσα και να τον στερεώσετε στη θέση του, επειδή αυτό το υλικό στεγνώνει τόσο πολύ, δεν θα υπάρξει πρόβλημα με τον μεντεσέ που θα χαλαρώσει. Εάν κάνετε λάθος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στεγνωτήρας μαλλιών για να λιώσει ξανά το πρωτόπλασμα και στη συνέχεια να αναδιαμορφωθεί ή να αφαιρεθεί.

Βήμα 10: Πράγματα που πρέπει να προσέξετε/βελτιώσετε

Κατά την κατασκευή αυτού του έργου αντιμετώπισα αρκετά ζητήματα που με επιβράδυναν ή θα μπορούσαν να μου κοστίσουν πολλά χρήματα, το πρώτο και πιο ενοχλητικό ήταν το καλώδιο κορδέλας. Τα καλώδια κορδέλας δεν έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται και να αποσυνδέονται πολλές φορές και δυστυχώς αυτό είναι κάτι που κάνω πολύ ενώ δοκιμάζω που πραγματικά έσπασε το δικό μου από φθορά (παρήγγειλα καινούργιο), οπότε φροντίστε να είστε πολύ προσεκτικοί με αυτό Το Ένα άλλο πράγμα που με εκνεύρισε κατά τη δοκιμή αυτού του φορητού υπολογιστή ήταν ότι ανέβαζα συνέχεια κώδικα σε λάθος εσωτερικό Arduino! στη βάση έχουμε 2 Arduinos συνδεδεμένα στο raspberry pi το πρώτο είναι αυτό που ελέγχει το trackpad και το δεύτερο είναι το Arduino που εγκαταστήσαμε για να χρησιμοποιούμε ως εσωτερικό Arduino, η ενόχληση προκύπτει όταν ανεβάζω κατά λάθος το σκίτσο μου στο track-pad Το Arduino και όχι το Arduino στο οποίο ήθελα να το ανεβάσω, αυτό βλάπτει φυσικά το track-pad που το καθιστά άχρηστο μέχρι να ανεβάσουμε ξανά τον κωδικό του, οπότε βεβαιωθείτε ότι γνωρίζετε ποιο Arduino είναι το Arduino IDE.

Με όλα αυτά που λέγονται, πρέπει να πω ότι αυτό δεν είναι ένα πολύ δύσκολο έργο, καθώς απαιτήθηκε ελάχιστος κώδικας και οι άνθρωποι στο ίδρυμα Raspberry Pi έκαναν τη διαδικασία εγκατάστασης και λειτουργίας του Pi πολύ εύκολη.

Βήμα 11: Τελικό

Σε αυτό το σημείο ο φορητός υπολογιστής είναι πλήρως λειτουργικός, χρησιμοποιώ το δικό μου σχεδόν καθημερινά για να κρατάω σημειώσεις, λειτουργεί υπέροχα για αυτό καθώς το Raspbian OS έρχεται με libraoffice, οπότε η χρήση του ως φορητούς υπολογιστές σχολείου ή εργασίας είναι μια πολύ καλή ιδέα. Συνδέεται επίσης με δίκτυα WiFi και Bluetooth που καθιστούν πολύ εύκολη την παρακολούθηση του YouTube και άλλων ιστοσελίδων και για να γίνει ακόμα καλύτερο υπάρχουν πολλά και πολλά παιχνίδια που θα τρέξουν στο raspberry pi με οτιδήποτε από το minecraft έως τα κλασικά παλιά παιχνίδια NES που κάνουν μεγάλη διασκέδαση με μεγάλη διάρκεια ζωής μπαταρίας. Συνολικά αυτό είναι ένα πραγματικά διασκεδαστικό έργο και σας συνιστώ πραγματικά να το δοκιμάσετε.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, παρακαλώ σχολιάστε ή στείλτε μου ένα μήνυμα και προσπαθήστε με τον καλύτερο δυνατό τρόπο να επικοινωνήσω μαζί σας.

Επόμενος στο Διαγωνισμό Raspberry Pi 2017