Raspberry Pi og Arduino bærbar datamaskin: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Siden den dagen jeg hørte om og fikk spille med Raspberry Pi for noen år siden, har jeg ønsket å lage en Raspberry Pi -drevet bærbar datamaskin av den, og nå med leie av Raspberry Pi tre har jeg bestemt meg for å endelig se det gjennom. Nå er dette ikke første gangen jeg prøver å lage en fullt fungerende bærbar datamaskin med en Raspberry Pi. Hver annen gang jeg har prøvd har prosjektet vært full av feil med alt fra ødelagte båndkabler til å finne ut hengselmekanismen, men jeg har har kunnet lære av disse feilene, og jeg håper å vise deg hvordan du kan unngå dem når du lager din egen. Så la oss komme i gang!

Trinn 1: Hva vil vi at den skal gjøre

Før vi kan begynne å velge og kjøpe delene vi skal bruke, må vi finne ut alt vi vil at den bærbare datamaskinen vår skal kunne gjøre, for eksempel vil jeg at den bærbare datamaskinen min skal ha:

• integrert mus (styreflate)
• lang batterilevetid
• minst 2 USB -porter
• fullt tastatur
• integrert Arduino -drevet batterileser
• integrert Arduino med hoder for å koble komponenter til
• liten formfaktor

Siden vi bruker Pi 3, trenger vi ikke bekymre deg for å kjøpe en Wifi- eller Bluetooth -dongle fordi den har alt integrert. Nå er denne listen på ingen måte eksklusiv, det er mange andre ting som kan legges til for å gjøre dette til en bedre bærbar datamaskin, men jeg tror at funksjonene jeg legger til vil gi den en fantastisk brukervennlighet, for eksempel den integrerte Arduino -drevne batterileseren, som vil være en liten OLED -skjerm ved siden av hovedskjermen som permanent viser batteriprosent og spenning, en annen funksjon jeg virkelig liker er den integrerte Arduino med overskrifter, dette er i utgangspunktet en Arduino med mannlige overskrifter loddet til den, det er kuttet små hull i saken som la brukeren få tilgang til hannpinnene og koble til komponenter, så alt dette er egentlig bare en Arduino innebygd i den bærbare datamaskinen, så vi har alltid en Arduino tilgjengelig.

Trinn 2: Deler

For dette prosjektet trenger vi ganske mange deler, vi trenger:

• x1 Raspberry Pi 3 (Her)
• x2 Arduino Micro (Her)
• x1 Seven inch Raspberry PI -skjerm (her)
• x3 Litium 18650 batterier (her)
• x1 Powerbank -krets (her)
• x1 USB -hub (her)
• x1 Mini USB -tastatur (her)
• x1 Mann USB (her)
• x1 SPI OLED (Her)
• Forsterket papp

Vi kommer også til å trenge styreflaten vi laget i et tidligere prosjekt, du kan finne hele opplæringen her. Nok en gang er dette på ingen måte en eksklusiv liste, det som er fint med disse delene er at flertallet ikke er avhengige av hverandre, slik at du kan bytte deler til det du vil. Vi har mange deler å sette opp, så for å gjøre det enklere skal vi sette dem opp individuelt, og på slutten kan vi sette dem sammen.

Trinn 3: Konfigurere Pi og skjerm

La oss begynne med vår PI og skjermen, skjermen vår kobles ikke til vår Pi gjennom HDMI -porten, men heller via en 50 -pins båndkabel som kobles til Pis GPIO, men hvis du bare kobler den til og starter Pi som den vant ' t fungerer, må vi redigere noen kodelinjer i oppstartsfilen for Pi.

Vi starter dette med å laste ned et nytt Raspbian -bilde Her, så skriver vi det til SD -kortet vårt ved hjelp av 7Zip (eller hvilken programvare som fungerer for deg). Når den er skrevet, må vi åpne en fil på SD -kortet som heter config.txt og legge til litt kode. Hva denne koden gjør er å fortelle Pi å sende skjermdataene gjennom GPIO -overskriftene i stedet for HDMI -porten (HDMI er standard) ved oppstart. Det er veldig enkelt å legge inn koden. Åpne config.txt med et notisblokk -program, for Windows bruker jeg notisblokk ++, og kopier denne koden til config.txt -filen, lagre og lukk nå, og det skal fungere når SD -kortet er koblet til Pi igjen. Hvis det ser for lyst eller for svakt ut, snu den lille petentiomotoren på kretskortet til det ser riktig ut.

Vår Pi må også fysisk modifisering for å passe godt inn i saken vår. Vi må desolde en av duell -usb -portene, dette gjøres ved å sette en ganske stor mengde loddetinn på pinnene på USB -kontakten og sakte vippe den tilbake og frem til det blir gratis. Vi gjør dette fordi vi må lodde en usb -hub til Pi for å koble til alle våre inndataenheter.

Koden:

dtoverlay = dpi24enable_dpi_lcd = 1 display_default_lcd = 1 dpi_group = 2 dpi_mode = 87 dpi_output_format = 0x6f005 hdmi_cvt 1024600 60 6 0 0 0

Trinn 4: Sette opp batteriet

Batteriet vårt bruker 3 18650 batterier som har en kapasitet på 2400 mAh hver, parallelt har de 3 cellene en total kapasitet på 7200 mAh, vår pi med alt koblet til trekker rundt 1 ampere, noe som betyr at våre 3 celler kan drive pi for omtrent 4,5 - 5 timer, men dette kan økes ved å legge til flere batterier hvis du vil. For å bygge den må vi lade alle 3 cellene helt opp til 4,2 volt individuelt, ettersom tilkobling av litiumceller er veldig farlig hvis de har forskjellige ladetilstander (forskjellige spenninger) for å unngå at dette er enklest for å sikre at de alle er fulladet før de kobles til dem.

Nå vil vi koble disse cellene parallelt for å gjøre dette. Vi kobler alle de positive terminalene sammen og kobler deretter alle de negative terminalene sammen, bruk tykk ledning, da det kan passere mye strøm mellom disse batteriene, noe som ville varme opp en tynnere ledning. koble nå den negative og postie -terminalen til batteriene til henholdsvis negative og positive inngangskontakter på powerbank -kretsen, og det er alt for batteriet!

I stedet for å bruke en powerbank -krets som jeg har brukt her, kan du bruke en litiumlader til å lade cellene til 4,2 volt og boost -omformeren for å øke 4,2 volt til 5 volt, men dette vil til slutt gjøre akkurat det samme som powerbanken krets og ville ta mer plass.

Trinn 5: Sette opp batteridisplayet

Nå for å sette opp batteridisplayet, er dette trinnet absolutt ikke så nødvendig, da du kan lese batterispenningen gjennom Pis GPIO og vise batterinivået gjennom programvare, men jeg ønsket å legge til dette fordi jeg tror OLED -skjermen gir hele bærbar datamaskin et veldig kult DIY -utseende. For å klare det må vi lodde OLED -skjermen vår til Arduino, OLED im -bruk er ikke en SPI -versjon, så jeg må lodde 7 pins til Arduino.

Pinout er som følger:

• OLED ------------------- Arduino
• Hvile - Pin 7
• DC - Pin 12
• CS - Pin 9
• DIN - Pin 11
• CLK - Pin 13
• VCC - 5 volt
• Bakken - bakken

Før vi kan laste opp koden vår, må vi lage våre spenningssonder som vil koble Arduino til batteriet og la den lese batterispenningen vi trenger for å lodde 2 10 ohm motstander i en spenningsdelerkonfigurasjon (se bilder) til A0 og Jordpinner på Arduino som deretter kan kobles til batteriet, A0 går til positiv og bakken går til bakken. Vi trenger også en strømkilde for skjermen vår, så vi må lodde en annen ledning til jord og en til VIN på Arduino som vi senere vil koble til strømbankkretsen for strøm.

Til slutt kan vi laste opp koden vår som du finner nedenfor.

Trinn 6: Konfigurere resten av delene

Så vi har satt opp alle hoveddelene og nå alt vi trenger for å sette de mindre og enklere delene. Fra og med tastaturet må vi fjerne det fra foringsrøret det kom i (det er tenkt brukt med en 7 tommers nettbrett) alt vi trenger å gjøre er å kutte det falske skinnet rundt tastaturet og trekke det og kretsen ut, det er det lett du vil se det er 4 ledninger som vi vil lodde til USB -huben vår senere.

Sporplaten trenger også minimalt oppsett, da alt vi trenger å gjøre er å ta denne vi laget i et tidligere prosjekt og få en mikro-USB-kabel for å koble den til USB-huben vår. Du kan se hvordan dette ble laget her.

Til slutt må vår interne Arduino ha hoder loddet på alle pinnene, det er enklest å gjøre dette ved å sette disse pinnene og Arduino på et brødbrett og deretter lodde dem på plass, da dette vil holde dem rette, så får vi bare en annen mikro USB -kabel for å koble Arduino til USB -huben. Nå er alt satt opp slik at vi kan begynne å sette ting sammen!

Trinn 7: Kretsen (kobler alt)

På dette tidspunktet har vi satt sammen alle delene individuelt nå må vi koble dem til hverandre for å lage internene på den bærbare datamaskinen.

Vi starter med å koble USB-huben til en av de to USB-ene som vi desolderte tidligere, den andre USB-en loddes deretter til en kvinnelig USB-port som er plassert på den andre siden av den bærbare datamaskinen ved hjelp av noen lange ledninger, og nå loddes styreputen, Tastatur og intern Arduino til USB -huben. Deretter lodder vi 5 volt -utgangen fra vår powerbank -krets til 5 volt -inngangen på bringebær -pi ved hjelp av en mikro -USB -kabel eller til og med den dedikerte 5 volt og jordede loddeputen som finnes under Pi.

Dette er alt for basen nå kan vi gå inn på skjermen halvparten. Det er bare 2 deler på skjermen, hovedskjermen og batteridisplayet. Alt vi trenger å gjøre er å koble 50 -pins båndkabelen til hovedskjermen og til 50 pin -kontakt på bringebær -pi. Deretter må vi kjøre 3 lange kabler fra Arduino -batteridisplayet, dette er batterilesningen og strømkablene som vi snakket om tidligere, kabelen som er koblet til pin A0, kobles til den positive tilkoblingen på batteriet, VIN -pinnen blir koblet til til 5 volt utgang på powerbank -kretsen og bakken går til bakken.

Selvfølgelig vil vi kanskje slå av dette på et tidspunkt, så vi skal legge til en bryter mellom jordforbindelsen fra kraftbanken til bringebær -pi som gjør at vi kan kutte strømmen helt til systemet. Jeg trenger å merke seg at bare å kutte strøm til bringebærpi er dårlig for det, så det er ideelt å forhåndsformere en programvare for å slå av strømmen.

Trinn 8: Saken

Nå har jeg dessverre ikke en 3D -skriver, men vi kan lage et veldig solid og pent utseende (min mening) av formbar plast og papp. Tanken bak dette er at veggene i saken skal være laget av en papp med den formbare plasten som brukes inne i saken for å holde alt sammen og gjøre det mer robust. nøkkelen til å gjøre dette er å måle størrelsene på papp som trengs og skjære den ut, kartongen limes deretter sammen med superlim, ved hjelp av varmt lim på dette tidspunktet etterlater ofte en synlig linje som ser veldig stygg ut, det beste er å gjøre er legg bitene sammen med superlim og forsterk det med varmt lim på innsiden etterfulgt av et lag av formbar plast. Jeg har forlatt dimensjonene for saken min her hvis du velger å gå denne ruten, men hvis du har en 3D -skriver tror jeg det er de bedre alternativene (la meg se hvordan det blir i kommentarene!).

Trinn 9: Skjermhengsel

Merkelig nok syntes jeg at denne delen av prosjektet var den vanskeligste selv om det virker som en så lett del. Det vi trenger å gjøre er å få et veldig stivt hengsel, jeg vet at det er lettere sagt enn gjort, men et bra sted å begynne å lete er i gamle bærbare datamaskiner eller skjerm, du kan finne disse for nesten ingenting på ewaiste -anlegg. Når du har hengslet, gjør du et hakk på bunnen av skjermen og på toppen av basen og fyller disse hakkene med den formbare plasten jeg snakket om tidligere. Nå som det fortsatt er varmt og formbart, begynner det å skyve hengslet inn i det og sikre det på plass, fordi tingene tørker så hardt at det ikke vil være noen problemer med at hengslet noen gang løsner. Hvis du gjør en feil kan en hårføner brukes til å smelte protoplaten på nytt, og den kan deretter omformes eller fjernes.

Trinn 10: Ting å se etter/forbedre

Mens jeg gjorde dette prosjektet, støtte jeg på ganske mange problemer som bremset meg eller kunne ha kostet meg mye penger, den første og mest irriterende var båndkabelen. Båndkabler er ikke designet for å bli koblet til og fra mange ganger, og dessverre er dette noe jeg gjør mye mens jeg tester som faktisk brøt min fra slitasje (jeg bestilte en ny), så sørg for å være veldig forsiktig med det. En annen ting som irriterte meg mens jeg testet denne bærbare datamaskinen var at jeg fortsatte å laste opp kode til feil intern Arduino! i basen har vi 2 Arduinos koblet til bringebær pi den første er den som styrer styreflaten og den andre er Arduino vi installerte for å bruke som en intern Arduino, oppstår irritasjonen når jeg ved et uhell laster opp skissen min til styreplaten Arduino i stedet for Arduino jeg ønsket å laste den opp til, dette roter selvfølgelig med track-pad-en vår og gjør den ubrukelig til vi laster opp koden igjen, så bare sørg for at du vet hvilken Arduino som er i Arduino IDE.

Når alt dette er sagt, må jeg si at dette ikke er et veldig utfordrende prosjekt, ettersom det var minimalt med kode som kreves, og menneskene på Raspberry Pi -stiftelsen har gjort prosessen med å få Pi satt opp og fungere veldig enkel.

Trinn 11: Final

På dette tidspunktet er den bærbare datamaskinen fullstendig funksjonell, jeg har brukt min nesten hver dag for å ta notater. Det fungerer bra for dette ettersom Raspbian OS kommer med libraoffice, så det er en veldig god idé å bruke dette som skole eller bærbare datamaskiner. Den kobles også til WiFi- og Bluetooth -nettverk, noe som gjør det veldig enkelt å se YouTube og andre nettsider, og for å gjøre det enda bedre er det mange spill som kan kjøres på bringebær -pi med alt fra minecraft til klassiske gamle NES -spill som gjør det veldig gøy med lang batterilevetid. Totalt sett er dette et veldig morsomt prosjekt, og jeg anbefaler virkelig å prøve det.

Hvis du har spørsmål, vennligst kommenter eller send meg en melding, og prøv så godt jeg kan å komme tilbake til deg.

Runner Up i Raspberry Pi Contest 2017