Raspberry Pi i Arduino Laptop: 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Od dnia, w którym usłyszałem o Raspberry Pi i zacząłem bawić się nim kilka lat temu chciałem zrobić z niego laptopa zasilanego Raspberry Pi, a teraz wraz z pojawieniem się Raspberry Pi 3 postanowiłem wreszcie zobaczyć to przez. Teraz nie jest to moja pierwsza próba stworzenia w pełni działającego laptopa za pomocą Raspberry Pi, za każdym razem, gdy próbowałem, projekt był pełen błędów z czymkolwiek, od zepsutych kabli taśmowych po rozpracowanie mechanizmu zawiasów. mogłem wyciągnąć wnioski z tych niepowodzeń i mam nadzieję, że pokażę Ci, jak ich uniknąć, tworząc własne. Więc zacznijmy!

Krok 1: Co chcemy zrobić?

Zanim zaczniemy wybierać i kupować części, których będziemy używać, musimy dowiedzieć się wszystkiego, co chcemy, aby nasz laptop był w stanie zrobić, na przykład chcę, aby mój laptop miał:

• zintegrowana mysz (gładzik)
• długa żywotność baterii
• co najmniej 2 porty USB
• pełna klawiatura
• zintegrowany czytnik baterii zasilany z Arduino
• zintegrowane Arduino z nagłówkami do podłączania komponentów do
• mała obudowa

Ponieważ używamy Pi 3, nie musimy się martwić o zakup klucza Wifi lub Bluetooth, ponieważ ma to wszystko zintegrowane. Teraz ta lista w żadnym wypadku nie jest wyłączna, istnieje wiele innych rzeczy, które można dodać, aby uczynić go lepszym laptopem, jednak myślę, że dodane przeze mnie funkcje zapewnią mu niesamowitą użyteczność, taką jak zintegrowany czytnik baterii zasilany przez Arduino, który będzie mały Ekran OLED obok głównego ekranu, który na stałe pokaże procent baterii i napięcie, kolejną cechą, którą bardzo lubię, jest zintegrowane Arduino z nagłówkami, jest to w zasadzie Arduino z przylutowanymi do niego męskimi nagłówkami, w obudowie są wycięte małe otwory pozwalają użytkownikowi na dostęp do męskich pinów i podłączanie komponentów, więc wszystko to tak naprawdę jest tylko Arduino wbudowanym w laptopa, więc zawsze mamy pod ręką Arduino.

Krok 2: Części

Do tego projektu będziemy potrzebować całkiem sporo części, będziemy potrzebować:

• x1 Raspberry Pi 3 (tutaj)
• x2 Arduino Micro (tutaj)
• x1 siedmiocalowy ekran Raspberry PI (tutaj)
• 3 baterie litowe 18650 (tutaj)
• Obwód powerbanku x1 (tutaj)
• Koncentrator USB x1 (tutaj)
• Klawiatura Mini USB x1 (tutaj)
• x1 męski USB (tutaj)
• x1 SPI OLED (tutaj)
• Wzmocniona tektura

Będziemy również potrzebować gładzika, który stworzyliśmy w poprzednim projekcie, pełny samouczek znajdziesz tutaj. Po raz kolejny nie jest to w żadnym wypadku ekskluzywna lista, miłe w tych częściach jest to, że większość nie jest od siebie zależna, więc możesz wymienić części na co chcesz. Mamy wiele części do skonfigurowania, więc aby było łatwiej, ustawimy je indywidualnie, a na końcu będziemy mogli złożyć je wszystkie razem.

Krok 3: Konfiguracja Pi i ekranu

Zacznijmy od naszego PI i ekranu, nasz ekran nie łączy się z naszym Pi przez port HDMI, ale raczej przez 50-pinowy kabel wstążkowy, który podłącza się do Pis GPIO, jednak jeśli po prostu go podłączysz i uruchomisz Pi, to zadziała”. Aby pracować, musimy edytować kilka wierszy kodu w pliku startowym dla Pi.

Zaczynamy od pobrania świeżego obrazu Raspbian Here, a następnie zapisujemy go na naszej karcie SD za pomocą 7Zip (lub innego oprogramowania, które działa dla Ciebie). Teraz po napisaniu musimy otworzyć plik na karcie SD o nazwie config.txt i dodać trochę kodu. Ten kod mówi Pi, aby przesyłał dane ekranowe przez nagłówki GPIO, a nie przez port HDMI (HDMI jest domyślne) podczas uruchamiania. Umieszczenie kodu jest naprawdę łatwe. Otwórz plik config.txt za pomocą programu do notatnika, w systemie Windows używam notatnika ++ i skopiuj ten kod do pliku config.txt, teraz zapisz i zamknij i powinien działać po ponownym podłączeniu karty SD do Pi. Jeśli wydaje się zbyt jasny lub zbyt ciemny, obróć mały petentomoter na płytce drukowanej ekranu, aż będzie wyglądał dobrze.

Nasze Pi również wymaga fizycznej modyfikacji, aby prawidłowo zmieściło się w naszej obudowie będziemy musieli wylutować jeden z podwójnych portów USB, odbywa się to poprzez nałożenie dość dużej ilości lutowia na piny złącza USB i powolne kołysanie go do tyłu i dalej, aż stanie się wolna. Robimy to, ponieważ musimy przylutować koncentrator USB do Pi, aby podłączyć wszystkie nasze urządzenia wejściowe.

Kod:

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

Krok 4: Konfiguracja baterii

Nasza bateria wykorzystuje 3 baterie 18650 o pojemności 2400 mAh każda, równolegle 3 ogniwa mają łączną pojemność 7200 mAh, nasze pi ze wszystkim, co jest podłączone, pobiera około 1 A, co oznacza, że nasze 3 ogniwa mogą zasilać pi przez około 4,5 - 5 godzin, ale można to wydłużyć, dodając więcej baterii, jeśli chcesz. Aby go zbudować, musimy naładować wszystkie 3 ogniwa do 4,2 V pojedynczo, ponieważ podłączanie ogniw litowych jest bardzo niebezpieczne, jeśli mają różne stany naładowania (różne napięcia), aby tego uniknąć, najłatwiej jest upewnić się, że wszystkie są w pełni naładowane przed podłączeniem im.

Teraz chcemy połączyć te ogniwa równolegle, aby to zrobić, łączymy ze sobą wszystkie dodatnie zaciski, a następnie łączymy wszystkie ujemne zaciski razem, użyj grubego drutu, ponieważ między tymi bateriami może przepływać dużo prądu, co mogłoby nagrzać cieńszy przewód. Teraz podłącz ujemny i postie zacisk akumulatorów odpowiednio do ujemnych i dodatnich zacisków wejściowych obwodu banku mocy i to wszystko dla akumulatora!

Zamiast używać obwodu banku mocy, takiego jak tutaj użyłem, możesz użyć ładowarki litowej do ładowania ogniw do 4,2 wolta i konwertera doładowania, aby zwiększyć napięcie 4,2 wolta do 5 woltów, ale ostatecznie zrobi to dokładnie to samo, co bank mocy obwodu i zajmowałby więcej miejsca.

Krok 5: Konfiguracja wyświetlacza baterii

Teraz, aby ustawić wyświetlacz akumulatora, ten krok zdecydowanie nie jest konieczny, ponieważ można odczytać napięcie akumulatora przez Pis GPIO i wyświetlić poziom akumulatora za pomocą oprogramowania, jednak chciałem to dodać, ponieważ myślę, że ekran OLED daje całość laptop naprawdę fajny wygląd DIY. Aby to zrobić, musimy przylutować nasz ekran OLED do naszego Arduino, używany OLED nie jest wersją SPI, więc muszę przylutować 7 pinów do Arduino.

Pinout jest następujący:

• OLED------------------- Arduino
• Reszta - Pin 7
• DC - Pin 12
• CS - Pin 9
• DIN - pin 11
• CLK - Pin 13
• VCC - 5 V
• Ziemia - Ziemia

Zanim będziemy mogli wgrać nasz kod musimy wykonać nasze sondy napięciowe, które połączą Arduino z baterią i pozwolą odczytać napięcie baterii musimy przylutować 2 rezystory 10 ohm w konfiguracji dzielnika napięcia (patrz zdjęcia) do A0 i Piny uziemienia na Arduino, które można następnie podłączyć do akumulatora, A0 przechodzi do dodatniego, a masa przechodzi do masy. Potrzebujemy również źródła zasilania dla naszego ekranu, więc musimy przylutować kolejny przewód do masy i jeden do VIN na Arduino, który później podłączymy do obwodu power banku w celu zasilania.

Na koniec możemy wgrać nasz kod, który można znaleźć poniżej.

Krok 6: Konfiguracja pozostałych części

Więc ustawiliśmy wszystkie główne części, a teraz wszystko, czego potrzebujemy, aby ustawić mniejsze i łatwiejsze części. Zaczynając od klawiatury, musimy wyjąć ją z obudowy, w której została dostarczona (jest przeznaczona do użytku z 7-calowym tabletem), wystarczy przeciąć fałszywą skórę wokół klawiatury i wyciągnąć ją wraz z obwodem. łatwo zobaczysz, że są 4 przewody, które później przylutujemy do naszego koncentratora USB.

Gładzik również wymaga minimalnej konfiguracji, ponieważ wszystko, co musimy zrobić, to wziąć ten, który stworzyliśmy w poprzednim projekcie, i podłączyć go do naszego koncentratora USB za pomocą kabla micro USB. Tutaj możesz zobaczyć, jak to zostało zrobione.

Wreszcie nasze wewnętrzne Arduino będzie musiało mieć przylutowane nagłówki do wszystkich swoich pinów, najłatwiej to zrobić, umieszczając te piny i Arduino na płytce stykowej, a następnie lutując je na miejscu, ponieważ to utrzyma je prosto, a następnie otrzymujemy kolejny mikro Kabel USB do podłączenia Arduino do koncentratora USB. Teraz wszystko jest skonfigurowane, abyśmy mogli zacząć składać wszystko w całość!

Krok 7: Obwód (łączący wszystko)

W tym momencie indywidualnie złożyliśmy wszystkie części razem, teraz musimy je ze sobą połączyć, aby stworzyć wnętrze naszego laptopa.

Zaczynamy od podłączenia koncentratora USB do jednego z dwóch USB, które wcześniej wylutowaliśmy, drugie USB jest następnie przylutowane do żeńskiego portu USB, który jest umieszczony po drugiej stronie laptopa za pomocą długich przewodów, teraz przylutuj gładzik, klawiaturę i wewnętrzne Arduino do koncentratora USB. Następnie przylutowujemy 5-woltowe wyjście naszego obwodu power banku do 5-woltowego wejścia w raspberry pi za pomocą kabla micro USB lub nawet dedykowanej 5-woltowej i uziemiającej podkładki lutowniczej, którą można znaleźć pod Pi.

To wszystko dla bazy, teraz możemy przejść na połowę ekranu, na naszym ekranie są tylko 2 części, ekran główny i wyświetlacz baterii, wystarczy podłączyć 50-pinowy kabel taśmowy do ekranu głównego i do 50 złącze pinowe na raspberry pi. Następnie musimy poprowadzić 3 długie kable z wyświetlacza baterii Arduino, są to kable odczytu akumulatora i zasilania, o których mówiliśmy wcześniej, kabel podłączony do pinu A0 łączy się z dodatnim połączeniem na akumulatorze, pin VIN zostaje podłączony do wyjścia 5 V w obwodzie power banku, a masa przechodzi do masy.

Oczywiście w pewnym momencie możemy chcieć to wyłączyć, więc dodamy przełącznik między połączeniem uziemienia z banku mocy do raspberry pi, co pozwoli nam całkowicie odciąć zasilanie systemu. Muszę zauważyć, że samo odcięcie mocy do raspberry pi jest dla niego złe, więc wstępne wyłączenie oprogramowania przed odcięciem mocy jest idealne, można to zrobić, klikając po prostu zamknij w opcjach raspberry pi.

Krok 8: Sprawa

Teraz niestety nie mam drukarki 3D, ale możemy zrobić bardzo solidną i ładną (moim zdaniem) obudowę z plastycznego plastiku i kartonu. Ideą tego jest to, że ściany obudowy będą wykonane z tektury, a wewnątrz obudowy zostanie użyty plastyczny plastik, aby wszystko było razem i było bardziej wytrzymałe. kluczem do tego jest odmierzenie potrzebnych rozmiarów kartonu i wycięcie go, karton jest następnie sklejany super klejem, używając gorącego kleju w tym miejscu często pozostawia widoczne linie, które wyglądają bardzo brzydko, najlepiej pomyśleć to zrobić Połącz elementy razem za pomocą super kleju i wzmocnij je gorącym klejem od wewnątrz, a następnie warstwą plastyku. Zostawiłem tutaj wymiary dla mojego przypadku, jeśli zdecydujesz się iść tą drogą, ale jeśli masz drukarkę 3D, myślę, że to fajniejsza opcja (zobaczę, jak to wyjdzie w komentarzach!).

Krok 9: Zawias ekranu

Co dziwne, ta część projektu była dla mnie najtrudniejsza, mimo że wydaje się, że jest to taka łatwa część. To, co musimy zrobić, to zdobyć bardzo sztywny zawias, wiem, że łatwiej powiedzieć niż zrobić, ale dobrym miejscem do rozpoczęcia poszukiwań są stare laptopy lub ekrany, można je znaleźć za bezcen w obiektach ewaiste. kiedy już masz zawias, zrób nacięcie na dole ekranu i na górze podstawy i wypełnij te nacięcia plastycznym plastikiem, o którym mówiłem wcześniej. Teraz, gdy jest jeszcze ciepły i plastyczny, zacznij wpychać w niego zawias i mocować go na miejscu, ponieważ ten materiał wysycha tak mocno, że nie będzie problemów z poluzowaniem zawiasu. Jeśli popełnisz błąd, suszarka do włosów może zostać użyta do ponownego stopienia protoplatyku, a następnie może zostać zmieniona lub usunięta.

Krok 10: Rzeczy, na które należy zwrócić uwagę/poprawić

Podczas tworzenia tego projektu natknąłem się na sporo problemów, które spowalniały mnie lub mogły kosztować dużo pieniędzy, pierwszym i najbardziej irytującym był kabel taśmowy. Kable wstążkowe nie są zaprojektowane do wielokrotnego podłączania i odłączania i niestety jest to coś, co robię często podczas testów, co faktycznie zniszczyło moje (zamówiłem nowy), więc uważaj na to. Kolejną rzeczą, która mnie denerwowała podczas testowania tego laptopa, było to, że ciągle przesyłałem kod do niewłaściwego wewnętrznego Arduino! w bazie mamy 2 Arduino podłączone do Raspberry Pi, pierwszy to ten kontrolujący gładzik, a drugi to Arduino, które zainstalowaliśmy jako wewnętrzne Arduino, irytacja pojawia się, gdy przypadkowo wrzucę szkic do gładzika Arduino, a nie Arduino, do którego chciałem go przesłać, to oczywiście miesza z naszym gładzikiem, co czyni go bezużytecznym, dopóki nie prześlemy ponownie jego kodu, więc po prostu upewnij się, że wiesz, które Arduino jest w Arduino IDE.

Biorąc to wszystko pod uwagę, muszę powiedzieć, że nie jest to bardzo wymagający projekt, ponieważ wymagany był minimalny kod, a ludzie z fundacji Raspberry Pi sprawili, że proces konfiguracji i działania Pi był naprawdę łatwy.

Krok 11: Finał

W tym momencie laptop jest w pełni funkcjonalny, używam mojego prawie codziennie do robienia notatek, działa świetnie, ponieważ Raspbian OS jest dostarczany z libraoffice, więc używanie go jako laptopa w szkole lub pracy jest naprawdę dobrym pomysłem. Łączy się również z sieciami Wi-Fi i Bluetooth bardzo łatwo, dzięki czemu oglądanie YouTube i innych stron internetowych jest naprawdę łatwe, a aby było jeszcze lepiej, jest wiele gier, które będą działać na Raspberry Pi, z czymkolwiek od Minecrafta po klasyczne stare gry NES, które sprawiają świetną zabawę z długą żywotnością baterii. Ogólnie rzecz biorąc, jest to naprawdę fajny projekt i naprawdę polecam spróbować.

Jeśli masz jakieś pytania, skomentuj lub wyślij mi wiadomość, a ja postaram się odpowiedzieć.

Drugie miejsce w konkursie Raspberry Pi 2017