Raspberry Pi un Arduino klēpjdators: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Kopš tās dienas, kad pirms dažiem gadiem uzzināju par Raspberry Pi un sāku ar to spēlēties, esmu vēlējies no tā izgatavot klēpjdatoru, kas darbojas ar Raspberry Pi, un tagad, atgūstot Raspberry Pi trīs, esmu nolēmis beidzot redzēt to cauri. Tagad šī nav mana pirmā reize, kad mēģinu izveidot pilnībā strādājošu klēpjdatoru, izmantojot Raspberry Pi, katru otro reizi, kad esmu izmēģinājis projektu, ir radušās kļūdas, sākot ar salauztiem lentes kabeļiem un beidzot ar eņģu mehānisma izdomāšanu. varēju mācīties no šīm neveiksmēm, un es ceru jums parādīt, kā no tām izvairīties, veidojot savu. Tātad, sāksim!

1. solis: ko mēs vēlamies, lai tas darītu

Pirms mēs varam izvēlēties un iegādāties detaļas, kuras mēs izmantosim, mums ir jāizdomā viss, ko mēs vēlamies, lai mūsu klēpjdators varētu darīt, piemēram, es vēlos, lai manam klēpjdatoram būtu:

• integrēta pele (skārienpaliktnis)
• ilgs akumulatora darbības laiks
• vismaz 2 USB porti
• pilna tastatūra
• integrēts ar Arduino darbināms akumulatora lasītājs
• integrēts Arduino ar galvenēm komponentu pievienošanai
• mazs formas faktors

Tā kā mēs izmantojam Pi 3, mums nav jāuztraucas par Wifi vai Bluetooth dongle iegādi, jo tas viss ir integrēts. Tagad šis saraksts nekādā ziņā nav ekskluzīvs, ir daudzas citas lietas, kuras var pievienot, lai padarītu šo klēpjdatoru labāku, tomēr, manuprāt, pievienotās funkcijas nodrošinās tai lielisku lietojamību, piemēram, integrēto Arduino darbināmo akumulatoru lasītāju, kas būs mazs OLED ekrāns blakus galvenajam ekrānam, kas pastāvīgi parādīs akumulatora procentuālo daudzumu un spriegumu, vēl viena iezīme, kas man patiešām patīk, ir integrētais Arduino ar galvenēm, tas būtībā ir Arduino ar vīriešu galviņām, kas pielodētas, korpusā ir izgriezti mazi caurumi ļaujiet lietotājam piekļūt vīriešu tapām un pievienojiet komponentus, tāpēc tas viss patiešām ir tikai Arduino, kas iebūvēts klēpjdatorā, tāpēc mums vienmēr ir pieejams Arduino.

2. darbība. Daļas

Šim projektam mums būs nepieciešams diezgan daudz detaļu, mums būs nepieciešams:

• x1 Rēzekne
• x2 Arduino Micro (šeit)
• x1 Septiņu collu aveņu PI ekrāns (šeit)
• x3 litija 18650 baterijas (šeit)
• x1 Powerbank shēma (šeit)
• x1 USB centrmezgls (šeit)
• x1 mini USB tastatūra (šeit)
• x1 vīriešu USB (šeit)
• x1 SPI OLED (šeit)
• Pastiprināts kartons

Mums būs vajadzīgs arī iepriekšējā projektā izveidotais skārienpaliktnis, pilnu pamācību varat atrast šeit. Tas atkal nav nekāds ekskluzīvs saraksts, bet šajās daļās ir patīkami tas, ka lielākā daļa nav atkarīgas viena no otras, lai jūs varētu nomainīt detaļas pret visu, ko vēlaties. Mums ir daudz iestatāmu detaļu, lai atvieglotu to uzstādīšanu atsevišķi un pēc tam beigās mēs varētu tās salikt kopā.

3. darbība: Pi un ekrāna iestatīšana

Sāksim ar mūsu PI un ekrānu, mūsu ekrāns nav savienots ar mūsu Pi caur HDMI portu, bet drīzāk ar 50 kontaktu lentes kabeli, kas tiek pievienots Pis GPIO, tomēr, ja jūs vienkārši pievienojat to un ieslēdzat Pi, ko tas uzvarēja” t nedarbojas, mums ir jārediģē dažas koda rindas Pi startēšanas failā.

Mēs to sākam, lejupielādējot svaigu Raspbian attēlu šeit, pēc tam ierakstām to savā SD kartē, izmantojot 7Zip (vai jebkuru citu programmatūru, kas jums noder). Tagad, kad tas ir uzrakstīts, mums SD kartē ir jāatver fails ar nosaukumu config.txt un jāpievieno kods. Šis kods saka, ka Pi iesūta ekrāna datus, izmantojot GPIO galvenes, nevis HDMI portu (HDMI ir noklusējums). Ievadīt kodu ir patiešām vienkārši. Atveriet config.txt ar piezīmju grāmatiņu programmu, operētājsistēmai Windows es izmantoju piezīmju grāmatiņu ++ un nokopējiet šo kodu failā config.txt, saglabājiet un aizveriet, un tam vajadzētu darboties, tiklīdz SD karte ir pievienota atpakaļ Pi. Ja tas izskatās pārāk gaišs vai pārāk blāvs, pagrieziet mazo petentiomoter uz ekrāna shēmas plates, līdz tas izskatās pareizi.

Mūsu Pi ir arī fiziski jāpārveido, lai tas pareizi ievietotos mūsu korpusā, un mums būs jāatkausē viens no dueļa USB portiem, tas tiek darīts, uzliekot diezgan lielu lodēšanas daudzumu uz USB savienotāja tapām un lēnām šūpojot to atpakaļ un uz priekšu, līdz tas kļūst brīvs. Mēs to darām, jo mums ir jāpielodē USB centrmezgls pie Pi, lai pievienotu visas mūsu ievades ierīces.

Kods:

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

4. solis: akumulatora iestatīšana

Mūsu akumulators izmanto 3 18650 baterijas, kuru katra ietilpība ir 2400 mAh, paralēli 3 šūnu kopējā ietilpība ir 7200 mAh, mūsu pi ar visu pievienoto vada aptuveni 1 ampēru, kas nozīmē, ka mūsu 3 šūnas var darbināt pi aptuveni 4,5 - 5 stundas, bet, ja vēlaties, to var palielināt, pievienojot vairāk bateriju. Lai to izveidotu, mums ir jāuzlādē visas 3 šūnas līdz pat 4,2 voltiem atsevišķi, jo litija elementu savienošana ir ļoti bīstama, ja tiem ir dažādi uzlādes stāvokļi (dažādi spriegumi), lai to izvairītos, visvieglāk ir pārliecināties, vai tie visi ir pilnībā uzlādēti pirms savienošanas viņus.

Tagad mēs vēlamies savienot šīs šūnas paralēli, lai to izdarītu, mēs savienojam visus pozitīvos spailes kopā un pēc tam savienojam visus negatīvos spailes, izmantojiet biezu vadu, jo starp šīm baterijām var iziet daudz strāvas, kas uzsildītu plānāku vadu. tagad pievienojiet bateriju negatīvo un pasta termināli attiecīgi strāvas bankas ķēdes negatīvajai un pozitīvajai ievades spailēm, un tas ir viss akumulatoram!

Tā vietā, lai izmantotu tādas strāvas bankas ķēdi, kādu esmu izmantojis šeit, varat izmantot litija lādētāju, lai uzlādētu šūnas līdz 4,2 voltiem un palielinātu pārveidotāju, lai palielinātu 4,2 voltu līdz 5 voltu spriegumu, taču tas galu galā darīs tieši to pašu, ko strāvas banka ķēde un aizņemtu vairāk vietas.

5. darbība: akumulatora displeja iestatīšana

Tagad, lai iestatītu akumulatora displeju, šis solis izaicinoši nav tik nepieciešams, jo jūs varētu nolasīt akumulatora spriegumu caur Pis GPIO un parādīt akumulatora līmeni, izmantojot programmatūru, tomēr es vēlējos to pievienot, jo, manuprāt, OLED ekrāns sniedz visu klēpjdatoram patiešām foršs DIY izskats. Lai to izdarītu, mums ir jāpielodē mūsu OLED ekrāns mūsu Arduino, izmantotais OLED im nav SPI versija, tāpēc man ir jāpielodē 7 tapas Arduino.

Pinout ir šāds:

• OLED ------------------- Arduino
• Atpūta - 7. tapa
• DC - 12. tapa
• CS - 9. tapa
• DIN - 11. tapa
• CLK - 13. tapa
• VCC - 5 volti
• Zeme - zeme

Pirms mēs varam augšupielādēt savu kodu, mums ir jāizveido sprieguma zondes, kas savienos Arduino ar akumulatoru un ļaus tam nolasīt bateriju spriegumu, kas nepieciešams, lai pielodētu 2 10 omu rezistorus sprieguma dalītāja konfigurācijā (skatīt fotoattēlus) A0 un Arduino iezemētās tapas, kuras pēc tam var savienot ar akumulatoru, A0 pāriet uz pozitīvo, bet zemējums - uz zemi. Mums ir nepieciešams arī mūsu ekrāna barošanas avots, tāpēc mums ir jāpielodē cits vads pie zemes un viens pie VIN uz Arduino, kuru mēs vēlāk pievienosim strāvas bankas shēmai.

Visbeidzot, mēs varam augšupielādēt savu kodu, kas atrodams zemāk.

6. darbība: pārējo daļu iestatīšana

Tātad mēs esam izveidojuši visas galvenās daļas un tagad viss, kas mums nepieciešams, lai iestatītu mazākās un vieglākās daļas. Sākot ar tastatūru, tā ir jānoņem no korpusa, kurā tā bija (tā ir paredzēta lietošanai ar 7 collu planšetdatoru), viss, kas mums jādara, ir izgriezt mākslīgo ādu ap tastatūru un izvilkt to un tās ķēdi. viegli redzēsit, ka ir 4 vadi, kurus mēs vēlāk pielodēsim pie mūsu USB centrmezgla.

Skārienpaliktnim ir nepieciešama arī minimāla iestatīšana, jo viss, kas mums jādara, ir ņemt to, ko mēs izgatavojām iepriekšējā projektā, un iegūt mikro USB kabeli, lai to pievienotu mūsu USB centrmezglam, jūs varat redzēt, kā tas tika izgatavots šeit.

Visbeidzot, mūsu iekšējam Arduino būs jāpielīmē galvenes uz visām tapām, visvieglāk to izdarīt, ievietojot šīs tapas un Arduino uz maizes dēļa un pēc tam lodējot tās vietā, jo tas tās paliks taisnas, tad mēs saņemsim vēl vienu mikro USB kabelis, lai savienotu Arduino ar USB centrmezglu. Tagad viss ir sakārtots, lai mēs varētu sākt salikt lietas!

7. solis: ķēde (visu savienošana)

Šajā brīdī mēs esam atsevišķi salikuši visas detaļas, tagad mums tās ir jāsavieno viena ar otru, lai izveidotu mūsu klēpjdatora iekšējās daļas.

Mēs sākam, savienojot USB centrmezglu ar vienu no diviem iepriekš atinstalētajiem USB, otrais USB pēc tam tiek pielodēts pie sievietes USB porta, kas tiek novietots klēpjdatora otrā pusē, izmantojot dažus garus vadus, tagad lodējot sliedes paliktni, Tastatūru un iekšējo Arduino USB centrmezglam. Tālāk mēs pielodējam mūsu jaudas bankas ķēdes 5 voltu izeju pie 5 voltu ieejas aveņu pi, izmantojot mikro USB kabeli vai pat īpašu 5 voltu un zemes lodēšanas spilventiņu, ko var atrast zem Pi.

Tas ir viss pamats, tagad mēs varam pāriet uz ekrāna pusi, mūsu ekrānā ir tikai 2 daļas, galvenais ekrāns un akumulatora displejs, viss, kas mums jādara, ir savienot 50 kontaktu lentes kabeli ar galveno ekrānu un 50 tapas savienotājs uz aveņu pi. Tālāk mums ir jāpalaiž 3 gari kabeļi no Arduino akumulatora displeja, tie ir akumulatora nolasīšanas un barošanas kabeļi, par kuriem mēs runājām iepriekš, kabelis, kas savienots ar A0 tapu, tiek savienots ar akumulatora pozitīvo savienojumu, VIN tapa tiek pievienota līdz 5 voltu izejai strāvas bankas ķēdē, un zeme iet uz zemi.

Protams, kādā brīdī mēs varētu vēlēties to izslēgt, tāpēc mēs pievienosim slēdzi starp zemes savienojumu no strāvas bankas uz aveņu pi, kas ļauj pilnībā pārtraukt sistēmas enerģiju. Man jāatzīmē, ka tikai aveņu pi jaudas samazināšana ir slikta, tāpēc programmatūras izslēgšana pirms griešanas jaudas ir ideāla, to var izdarīt, vienkārši noklikšķinot uz izslēgt aveņu pi opcijās.

8. solis: lieta

Tagad diemžēl man nav 3D printera, bet mēs varam izgatavot ļoti izturīgu un jauku izskatu (pēc manām domām) no kāda kaļama plastmasas un kartona. Tā ideja ir tāda, ka korpusa sienas būs izgatavotas no kartona, un korpusa iekšpusē tiks izmantota kaļamā plastmasa, lai viss būtu kopā un padarītu to izturīgāku. Galvenais, lai to izdarītu, ir izmērīt vajadzīgos kartona izmērus un izgriezt to, pēc tam kartons tiek pielīmēts kopā ar superlīmi, šajā brīdī izmantojot karstu līmi, bieži vien paliek redzamas līnijas, kas izskatās ļoti neglīti, vislabāk ir salieciet gabalus, izmantojot super līmi, un pastipriniet to ar karstu līmi iekšpusē, kam seko kaļamas plastmasas slānis. Ja izvēlēsities iet šo ceļu, esmu atstājis savas lietas izmērus, tomēr, ja jums ir 3D printeris, es domāju, ka tā ir labākā iespēja (ļaujiet man redzēt, kā tas izrādās komentāros!).

9. solis: ekrāna eņģes

Dīvainā kārtā šī projekta daļa man šķita visgrūtākā, lai gan šķiet tik viegla. Mums ir jāiegūst ļoti stīva eņģe, es zinu, ka to ir vieglāk pateikt, nekā izdarīt, bet laba vieta, kur sākt meklēt, ir veci klēpjdatori vai ekrāns, un jūs tos varat atrast gandrīz bez maksas. kad esat palaidis eņģes, izveidojiet iecirtumu ekrāna apakšā un pamatnes augšdaļā un piepildiet šos iegriezumus ar kaļamo plastmasu, par kuru es runāju iepriekš. Tagad, kamēr tā joprojām ir silta un kaļama, sāk tajā iebīdīt eņģes un nostiprināt tās vietā, jo šī viela izžūst tik stipri, ka nebūs problēmu ar eņģes atvienošanos. Ja pieļaujat kļūdu, fēnu var izmantot, lai atkārtoti izkausētu protoplatiku, un pēc tam to var pārveidot vai noņemt.

10. solis: lietas, kurām jāpievērš uzmanība/jāuzlabo

Veicot šo projektu, es saskāros ar diezgan daudziem jautājumiem, kas mani palēnināja vai varēja man izmaksāt daudz naudas, pirmais un kaitinošākais bija lentes kabelis. Lentes kabeļi nav paredzēti daudzkārtējai pievienošanai un atvienošanai no elektrotīkla, un diemžēl tas ir tas, ko es daudz daru testēšanas laikā, kas faktiski salauza raktuves no nolietojuma (es pasūtīju jaunu), tāpēc esiet ļoti uzmanīgs ar to. Vēl viena lieta, kas mani kaitināja, pārbaudot šo klēpjdatoru, bija tas, ka es turpināju augšupielādēt kodu nepareizā iekšējā Arduino! bāzē mums ir 2 Arduinos, kas pievienoti aveņu pi, pirmais ir tas, kas kontrolē skārienpaliktni, un otrais ir Arduino, kuru mēs instalējām, lai izmantotu kā iekšējo Arduino, kairinājums rodas, kad nejauši augšupielādēju savu skici spilventiņā Arduino, nevis Arduino, kurā es vēlējos to augšupielādēt, tas, protams, izjauc mūsu sliedes paliktni, padarot to nelietojamu, līdz mēs atkal augšupielādējam tā kodu, tāpēc vienkārši pārliecinieties, ka zināt, kurš Arduino ir Arduino IDE.

Ņemot to visu vērā, man jāsaka, ka šis nav ļoti izaicinošs projekts, jo bija nepieciešams minimāls kods, un Raspberry Pi fonda darbinieki ir padarījuši Pi iestatīšanas un darba procesu patiešām vieglu.

11. solis: fināls

Šajā brīdī klēpjdators ir pilnībā funkcionāls, es gandrīz katru dienu izmantoju savu, lai veiktu piezīmes, tas lieliski darbojas šim nolūkam, jo Raspbian OS ir aprīkots ar bibliotēkas biroju, tāpēc šī izmantošana kā skolas vai darba klēpjdators ir patiešām laba ideja. Tas arī patiešām savienojas ar WiFi un Bluetooth tīkliem, padarot YouTube un citu tīmekļa vietņu skatīšanos patiešām vienkāršu un, lai padarītu to vēl labāku, ir daudz un daudz spēļu, kas darbosies uz aveņu pi ar jebko, sākot no minecraft līdz klasiskām vecām NES spēlēm, padarot to ļoti jautru ar ilgu akumulatora darbības laiku. Kopumā šis ir patiešām jautrs projekts, un es tiešām iesaku to izmēģināt.

Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, komentējiet vai nosūtiet man ziņu un mēģiniet visu iespējamo, lai sazinātos ar jums.

Otrā vieta Raspberry Pi konkursā 2017