Prenosni računalnik Raspberry Pi in Arduino: 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Od dneva, ko sem pred nekaj leti slišal in se igral z Raspberry Pi, sem želel iz njega narediti prenosni računalnik z Raspberry Pi, zdaj pa sem se s prodajo trojice Raspberry Pi odločil, da bom končno videl skozi to. Sedaj to ni moj prvi poskus, da bi z Raspberry Pi naredil popolnoma delujoč prenosni računalnik, vsakič, ko sem poskusil, je bil projekt prežet z napakami s kar koli, od pretrganih trakovnih kablov do ugotavljanja mehanizma tečajev. sem se lahko učil iz teh napak in upam, da vam bom pokazal, kako se jim izogniti, ko naredite svoje. Pa začnimo!

1. korak: Kaj želimo, da naredi

Preden lahko začnemo izbirati in kupovati dele, ki jih bomo uporabljali, moramo ugotoviti vse, kar želimo, da bi naš prenosnik zmogel, na primer želim, da ima moj prenosnik:

• integrirana miška (sledilna ploščica)
• dolga življenjska doba baterije
• vsaj 2 USB vhoda
• polna tipkovnica
• vgrajen čitalnik baterij z napajanjem Arduino
• integriran Arduino z glavami za priključitev komponent
• majhen faktor oblike

Ker uporabljamo Pi 3, nam ni treba skrbeti za nakup ključa Wifi ali Bluetooth, ker ima vse to integrirano. Ta seznam nikakor ni ekskluziven, zato je še veliko drugih stvari, ki jih je mogoče dodati, da bo ta boljši prenosnik, vendar menim, da bodo funkcije, ki jih dodam, dale nekaj izjemne uporabnosti, kot je vgrajen bralnik baterij z napajanjem Arduino, ki bo majhen Zaslon OLED poleg glavnega zaslona, ki bo trajno prikazal odstotek baterije in napetost, še ena funkcija, ki mi je zelo všeč, je integriran Arduino z glavami, to je v bistvu Arduino z vloženimi moškimi glavami, v njem so izrezane majhne luknje omogočajo uporabniku dostop do moških zatičev in priključitev komponent, zato je vse to le Arduino, vgrajen v prenosnik, zato imamo vedno pri roki Arduino.

2. korak: Deli

Za ta projekt bomo potrebovali kar nekaj delov, potrebovali bomo:

• x1 Raspberry Pi 3 (tukaj)
• x2 Arduino Micro (tukaj)
• x1 Sedem palčni zaslon Raspberry PI (tukaj)
• x3 litijeve baterije 18650 (tukaj)
• x1 Powerbank vezje (tukaj)
• x1 USB zvezdišče (tukaj)
• x1 Mini USB tipkovnica (tukaj)
• x1 moški USB (tukaj)
• x1 SPI OLED (tukaj)
• Ojačan karton

Potrebovali bomo tudi sledilno ploščico, ki smo jo naredili v prejšnjem projektu, celotno vadnico najdete tukaj. Še enkrat, to nikakor ni izključen seznam, kar je lepo pri teh delih, je, da večina ni odvisna drug od drugega, tako da lahko dele zamenjate za karkoli želite. Za nastavitev imamo veliko delov, zato jih bomo olajšali, da jih nastavimo posamično, nato pa jih na koncu lahko sestavimo skupaj.

3. korak: Nastavitev Pi in zaslona

Začnimo z našim PI -jem in zaslonom, naš zaslon se ne poveže z našim Pi -jem prek vrat HDMI, ampak prek 50 -polnega trakovnega kabla, ki se priključi na Pis GPIO, če pa ga samo priključite in zaženete Pi, ki ga je zmagal ' Če ne deluje, moramo v zagonski datoteki za Pi urediti nekaj vrstic kode.

To začnemo s prenosom sveže slike Raspbian tukaj, nato pa jo s kartico 7Zip (ali katero koli programsko opremo, ki vam ustreza) zapišemo na kartico SD. Zdaj, ko je napisano, moramo na kartici SD odpreti datoteko config.txt in dodati nekaj kode. Ta koda pokliče Pi, naj ob zagonu pošlje podatke o zaslonu skozi glave GPIO in ne prek vrat HDMI (privzeto je HDMI). Vstavljanje kode je zelo preprosto. Odprite config.txt s programom beležnice, za okna uporabljam beležnico ++ in kopirajte to kodo v datoteko config.txt, ki jo zdaj shranite in zaprete in bi morala delovati, ko je kartica SD ponovno priključena na Pi. Če je videti preveč svetlo ali pretemno, obrnite mali petentiomotor na vezju zaslona, dokler ne izgleda pravilno.

Naš Pi mora tudi fizično spremeniti, da se pravilno prilega našemu ohišju. Odpakirati bomo morali eno od dvobojnih vrat USB, to naredimo tako, da na zatiče USB priključka vstavimo precej veliko količino spajkanja in ga počasi zibamo nazaj in naprej, dokler ne postane zastonj. To počnemo, ker moramo priključiti USB zvezdišče na Pi, da priključimo vse naše vhodne naprave.

Koda:

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. korak: Nastavitev baterije

Naša baterija uporablja 3 18650 baterij s kapaciteto 2400 mAh, vzporedno imajo 3 celice skupno kapaciteto 7200 mAh, naš pi z vsemi priključenimi napaja okoli 1 Amp, kar pomeni, da lahko naše 3 celice napajajo pi približno 4,5 - 5 ur, vendar ga lahko povečate, če želite dodati več baterij. Za njegovo izgradnjo moramo napolniti vse 3 celice do 4,2 V posamezno, saj so povezovalne litijeve celice zelo nevarne, če imajo različna stanja naboja (različne napetosti), da se temu izognemo, da se pred priključitvijo najlažje prepričamo, da so vse popolnoma napolnjene. njim.

Zdaj želimo te celice povezati vzporedno, da to naredimo, povežemo vse pozitivne sponke skupaj in nato vse negativne sponke povežemo skupaj, uporabimo debelo žico, saj lahko med temi baterijami prehaja veliko toka, kar bi segrelo tanjšo žico. zdaj priključite negativni in pozitivni priključek baterij na negativni in pozitivni vhodni sponki vezja napajalnika in to je vse za baterijo!

Namesto da bi uporabili vezje za napajanje, kot sem ga uporabil tukaj, bi lahko uporabili litijev polnilnik za polnjenje celic na 4,2 volta in ojačevalnik za povečanje 4,2 volta na 5 voltov, vendar bo to na koncu naredilo popolnoma enako kot napajalnik vezja in bi zavzel več prostora.

5. korak: Nastavitev zaslona baterije

Zdaj za nastavitev prikaza baterije ta korak zagotovo ni tako potreben, saj bi lahko prebrali napetost akumulatorja skozi Pis GPIO in prikazali raven baterije prek programske opreme, vendar sem to želel dodati, ker mislim, da zaslon OLED daje celoto prenosnik res kul DIY videz. Če želimo to narediti, moramo spajati OLED zaslon na naš Arduino, OLED, ki ga uporabljam, ni različica SPI, zato moram spajati 7 zatičev na Arduino.

Izpis je naslednji:

• OLED ------------------- Arduino
• Počitek - pin 7
• DC - Pin 12
• CS - Pin 9
• DIN - Pin 11
• CLK - Pin 13
• VCC - 5 voltov
• Ground - Ground

Preden lahko naložimo svojo kodo, moramo narediti napetostne sonde, ki bodo Arduino priključile na baterijo in ji omogočile, da odčita napetost baterij, ki jih moramo spajati 2 10 ohmska upora v konfiguraciji delilnika napetosti (glej fotografije) na A0 in Ozemljitveni zatiči na Arduinu, ki jih je mogoče nato priključiti na baterijo, A0 gre v pozitiven položaj, ozemljitev pa na ozemljitev. Za zaslon potrebujemo tudi vir napajanja, zato moramo spajati še eno žico na ozemljitev in eno na VIN na Arduinu, ki ga bomo kasneje priključili na napajalno vezje za napajanje.

Končno lahko naložimo našo kodo, ki jo najdete spodaj.

Korak 6: Nastavitev preostalih delov

Tako smo nastavili vse glavne dele in zdaj vse, kar potrebujemo, da nastavimo manjše in lažje dele. Začenši s tipkovnico, jo moramo odstraniti iz ohišja, v katerem je prišla (namerava se uporabljati s 7 -palčno tablico). Vse, kar moramo storiti, je, da prerežemo ponarejeno usnje okoli tipkovnice in jo izvlečemo iz nje. zlahka boste videli, da so 4 žice, ki jih bomo pozneje spajkali na naše zvezdišče USB.

Sledilna ploščica potrebuje tudi minimalno nastavitev, saj moramo le vzeti to, ki smo jo naredili v prejšnjem projektu, in dobiti kabel mikro USB, ki ga bo priključil v naše zvezdišče USB, kako je to narejeno, si lahko ogledate tukaj.

Nazadnje bo naš notranji Arduino moral imeti glave, ki so spajkane na vse njegove zatiče, najlažje pa to storite tako, da te zatiče in Arduino položite na ploščo in jih nato spajkate, saj bodo tako ostali naravnost, potem pa dobimo še eno mikro USB kabel za priključitev Arduina na zvezdišče USB. Zdaj je vse nastavljeno, da lahko začnemo sestavljati stvari!

7. korak: Vezje (povezovanje vsega)

Na tej točki smo posamično združili vse dele, zdaj jih moramo povezati med seboj, da naredimo notranjost prenosnika.

Začnemo s priključitvijo zvezdišča USB na enega od dveh USB-jev, ki smo jih prej razpakirali, drugi USB nato spajkamo na ženska vrata USB, ki so nameščena na drugi strani prenosnika z nekaj dolgimi žicami, zdaj spajkamo sledilno ploščico, Tipkovnica in notranji Arduino na zvezdišče USB. Nato spajamo 5 -voltni izhod našega napajalnega vezja na 5 -voltni vhod na malini pi z uporabo kabla micro USB ali celo namenske 5 -voltne in ozemljene spajkalne ploščice, ki jo najdete pod Pi.

To je vse za bazo, zdaj se lahko premaknemo na polovico zaslona, na našem zaslonu sta samo 2 dela, glavni zaslon in prikaz baterije, vse kar moramo storiti je, da 50 -polni trak priključimo na glavni zaslon in na 50 pin priključek na malini pi. Nato moramo z zaslona baterije Arduino napeljati 3 dolge kable, to so odčitki baterije in napajalni kabli, o katerih smo govorili prej, kabel, priključen na pin A0, se priključi na pozitivno povezavo na bateriji, priključek VIN se poveže do 5 voltov na izhodu v vezju napajalnika in ozemljitev gre na tla.

Seveda bomo v nekem trenutku morda želeli to izklopiti, zato bomo dodali stikalo med ozemljitveno povezavo od napajalnika do maline pi, kar nam omogoča, da popolnoma izklopimo napajanje sistema. Moram opozoriti, da je samo zmanjšanje napajanja maline pi slabo za to, zato je prednastavitev programske opreme pred izklopom napajanja idealna, to lahko storite tako, da v možnostih maline pi kliknete izklop.

8. korak: Primer

Zdaj žal nimam 3D tiskalnika, lahko pa naredimo zelo trden in lep videz (po mojem mnenju) ohišje iz voljne plastike in kartona. Ideja za to je, da bodo stene ohišja narejene iz kartona, v notranjosti ohišja pa se uporablja voljna plastika, da bo vse skupaj ostalo trdnejše. ključ do tega je, da izmerimo potrebne velikosti kartona in ga izrežemo, karton nato zlepimo s super lepilom, pri čemer z vročim lepilom na tej točki pogosto ostanejo vidne črte, ki so videti zelo grde, najbolje je, da to storite koščke sestavite skupaj s super lepilom in ga ojačite z vročim lepilom na notranji strani, čemur sledi plast voljne plastike. Tukaj sem pustil dimenzije za svoj primer, če se odločite za to pot, če pa imate 3D tiskalnik, mislim, da so to bolj natančne možnosti (naj vidim, kako se izkaže v komentarjih!).

9. korak: Tečaj zaslona

Čudno se mi je zdel ta del projekta najtežji, čeprav se mi zdi tako enostaven. Kar moramo storiti, je, da dobimo zelo trden tečaj, vem, da je lažje reči kot narediti, vendar je dobro začeti iskanje v starih prenosnikih ali na zaslonu, ki jih v objektih ewaiste najdete skoraj za nič. ko imate tečaj, naredite zarezo na dnu zaslona in na vrhu podnožja ter jih zapolnite z voljno plastiko, o kateri sem govoril prej. Zdaj, ko je še topel in voljen, začnite potiskati tečaj vanjo in ga pritrditi na mestu, ker se te stvari tako močno sušijo, da ne bo težav, da bi se tečaj sploh kdaj zrahljal. Če naredite napako, lahko s sušilcem za lase ponovno topite protoplatiko in jo nato preoblikujete ali odstranite.

10. korak: Na kaj morate biti pozorni/izboljšati

Pri ustvarjanju tega projekta sem naletel na kar nekaj težav, ki so me upočasnile ali bi me lahko stale veliko denarja, prvi in najbolj moteč je bil tračni kabel. Tračni kabli niso zasnovani tako, da se jih večkrat priklopi in izklopi.. Še ena stvar, ki me je jezila pri testiranju tega prenosnika, je, da sem neprestano nalagal kodo na napačen notranji Arduino! v bazi imamo 2 Arduina, priključena na malinovo pi, prva je tista, ki upravlja sledilno ploščico, druga pa Arduino, ki smo ga namestili za uporabo kot notranji Arduino, nadloga se pojavi, ko po nesreči naložim svojo skico na sledilno ploščico Namesto Arduina, namesto Arduina, v katerega sem ga želel naložiti, to seveda moti našo sledilno ploščico, zaradi česar je neuporabna, dokler ne naložimo njene kode, zato se prepričajte, kateri Arduino je v Arduino IDE.

Ob vsem tem moram reči, da to ni zelo zahteven projekt, saj je bila potrebna minimalna koda in ljudje v fundaciji Raspberry Pi so olajšali postopek nastavitve in delovanja Pi.

11. korak: Končno

Na tej točki je prenosni računalnik popolnoma funkcionalen, svojega sem skoraj vsak dan uporabljal za zapiske, za to mi odlično deluje, saj OS Raspbian prihaja s knjižnico, zato je uporaba tega kot šolskega ali službenega prenosnega računalnika res dobra ideja. Prav tako se enostavno poveže z omrežji WiFi in Bluetooth, kar olajša gledanje YouTuba in drugih spletnih strani, še boljše pa je, da se na maline pi lahko izvajajo številne igre, od minecraft do klasičnih starih iger NES, ki zelo zabavajo. z dolgo življenjsko dobo baterije. Na splošno je to zelo zabaven projekt in priporočam, da ga preizkusite.

Če imate kakršna koli vprašanja, komentirajte ali mi pošljite sporočilo in se po svojih najboljših močeh trudim, da se vam oglasim.

Podprvak na tekmovanju Raspberry Pi 2017