Raspberry Pi ja Arduino sülearvuti: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Alates päevast, mil ma mõned aastad tagasi kuulsin Raspberry Pi ühest ja sain sellega mängida, olen tahtnud sellest Raspberry Pi toitega sülearvuti teha ja nüüd Raspberry Pi kolme taastootmisega otsustasin lõpuks näha selle läbi. Nüüd pole see esimene kord, kui ma üritan Raspberry Pi abil täielikult töötavat sülearvutit valmistada, igal teisel korral, kui olen proovinud, on projektis olnud vigu, alates katkistest lintkaablitest kuni hingemehhanismi välja selgitamiseni suutsin nendest ebaõnnestumistest õppida ja loodan teile näidata, kuidas neid ise tehes vältida. Nii et alustame!

Samm: mida me tahame, et see teeks

Enne kasutatavate osade valimist ja ostmist peame välja mõtlema kõik, mida soovime, et sülearvuti saaks teha, näiteks soovin, et mu sülearvutil oleks:

• integreeritud hiir (puuteplaat)
• pikk aku kasutusaeg
• vähemalt 2 USB -porti
• täis klaviatuur
• integreeritud Arduino toitega akulugeja
• integreeritud Arduino koos päistega komponentide ühendamiseks
• väike vormitegur

Kuna kasutame Pi 3, ei pea me muretsema Wifi või Bluetooth -dongli ostmise pärast, kuna see on kõik integreeritud. Nüüd pole see loend kaugeltki ainuõige, on palju muid asju, mida saab selle sülearvuti paremaks muutmiseks lisada, kuid ma arvan, et lisatud funktsioonid annavad sellele mõnevõrra suurepärase kasutatavuse, näiteks integreeritud Arduino toitega akulugeja, mis on väike Põhiekraani kõrval olev OLED -ekraan, mis näitab pidevalt aku protsenti ja pinget, veel üks funktsioon, mis mulle väga meeldib, on integreeritud päistega Arduino, see on põhimõtteliselt Arduino, mille külge on joodetud isased päised, korpusesse on lõigatud väikesed augud võimaldada kasutajal pääseda ligi isaslülititele ja ühendada komponente, nii et see kõik on tõesti sülearvutisse sisseehitatud Arduino, nii et meil on alati käepärast Arduino.

2. samm: osad

Selle projekti jaoks vajame üsna palju osi, vajame:

• x1 Rõivas
• x2 Arduino Micro (siin)
• x1 Seitse tolli Raspberry PI ekraan (siin)
• x3 liitium 18650 patareid (siin)
• x1 Powerbanki vooluring (siin)
• x1 USB -jaotur (siin)
• x1 Mini USB -klaviatuur (siin)
• x1 Male USB (siin)
• x1 SPI OLED (siin)
• Tugevdatud papp

Vajame ka eelmises projektis valmistatud puuteplaati, täieliku õpetuse leiate siit. Veelkord, see pole kaugeltki ainuõiguslik nimekiri, nende osade juures on tore see, et enamus ei sõltu üksteisest, nii et saate osi vahetada mis tahes sooviga. Meil on palju seadistatavaid osi, nii et lihtsustame nende individuaalset seadistamist ja lõpuks saame need kõik kokku panna.

Samm: Pi ja ekraani seadistamine

Alustame oma PI -st ja ekraanist, meie ekraan ei ühendu meie Pi -ga HDMI -pordi kaudu, vaid pigem läbi 50 -kontaktilise lintkaabli, mis ühendatakse Pis GPIO -ga, kuid kui te selle lihtsalt ühendate ja käivitate selle, mille ta võitis t ei tööta, peame Pi käivitusfailis muutma mõnda koodirida.

Alustuseks laadime siia värske Raspbiani pildi, seejärel kirjutame selle oma SD -kaardile, kasutades 7Zip (või mis tahes tarkvara, mis teie jaoks sobib). Nüüd, kui see on kirjutatud, peame SD -kaardil avama faili nimega config.txt ja lisama koodi. See kood ütleb Pi -le, et ta käivitaks ekraani andmed GPIO päiste, mitte HDMI -pordi kaudu (HDMI on vaikimisi). Koodi sisestamine on tõesti lihtne. Avage sülearvutiprogrammiga config.txt, Windowsi puhul kasutan märkmikku ++ ja kopeerige see kood konfiguratsioonifaili config.txt, salvestage ja sulgege ning see peaks töötama pärast SD -kaardi ühendamist Pi -ga. Kui see tundub liiga hele või liiga hämar, keerake ekraani trükkplaadil olevat väikest lemmiklooma, kuni see tundub õige.

Meie Pi vajab ka füüsilist muutmist, et see meie korpuses korralikult ära mahuks, peame ühe kahevõitluse USB -pordi lahti jootma, selleks pannakse USB -pistiku tihvtidele üsna suur kogus jootet ja aeglaselt tagasi õõtsutades ja edasi, kuni see muutub vabaks. Teeme seda seetõttu, et peame kõigi sisendseadmete ühendamiseks Pi külge jootma USB -jaoturi.

Kood:

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. samm: aku seadistamine

Meie aku kasutab 3 18650 patareid, mille igaüks mahutab 2400 mAh, paralleelselt on kolme elemendi kogumaht 7200 mAh, meie pi kõik koos vooluvõrguga võtab umbes 1 amprit, mis tähendab, et meie 3 elementi suudavad pi toita umbes 4,5 - 5 tundi, kuid seda saab soovi korral suurendada, lisades rohkem patareisid. Selle ehitamiseks peame laadima kõiki kolme elementi eraldi kuni 4,2 voltini, kuna liitiumelementide ühendamine on väga ohtlik, kui neil on erinevad laadimisolekud (erinevad pinged). Selle vältimiseks on kõige lihtsam veenduda, et need on enne ühendamist täielikult laetud neid.

Nüüd tahame neid elemente paralleelselt ühendada, selleks ühendame kõik positiivsed klemmid kokku ja seejärel ühendame kõik negatiivsed klemmid kokku, kasutage paksu traati, kuna nende patareide vahel võib voolata palju voolu, mis soojendaks õhemat traati. Nüüd ühendage patareide negatiivne ja postklemm vastavalt toitepanga ahela negatiivse ja positiivse sisendklemmiga ja see on aku jaoks kõik!

Selle asemel, et kasutada elektripanga vooluahelat, nagu ma siin kasutasin, võite kasutada liitiumlaadijat, et laadida elemente 4,2 voltini ja suurendada muundurit, et tõsta 4,2 volti kuni 5 volti, kuid see teeb lõpuks täpselt sama asja nagu toitepank vooluringi ja võtaks rohkem ruumi.

Samm: akunäidiku seadistamine

Akuekraani seadistamiseks pole see samm väljakutsuvalt nii vajalik, kuna aku pinget saate lugeda Pis GPIO kaudu ja aku taset tarkvara kaudu kuvada, kuid tahtsin selle lisada, sest minu arvates annab OLED -ekraan kogu sülearvuti tõeliselt lahe DIY välimus. Selle valmistamiseks peame jootma oma OLED -ekraani meie Arduino külge, kasutatav OLED -im ei ole SPI -versioon, nii et pean Arduino külge jootma 7 tihvti.

Pinout on järgmine:

• OLED ------------------- Arduino
• Puhka - tihvt 7
• Alalisvool - tihvt 12
• CS - tihvt 9
• DIN - tihvt 11
• CLK - tihvt 13
• VCC - 5 volti
• Maa - maapind

Enne oma koodi üleslaadimist peame tegema oma pingeandurid, mis ühendavad Arduino akuga ja võimaldavad tal lugeda patareide pinget, mida vajame, et joota 2 10 oomi takistit pingejaguri konfiguratsioonis (vt fotod) A0 ja Arduino maandusnõelad, mida saab seejärel akuga ühendada, A0 läheb positiivseks ja Ground läheb maanduseks. Samuti vajame oma ekraani jaoks toiteallikat, nii et peame jootma teise juhtme maandamiseks ja ühe VIN -i Arduino külge, mille ühendame hiljem toiteallikaga.

Lõpuks saame üles laadida oma koodi, mille leiate allpool.

6. samm: ülejäänud osade seadistamine

Seega oleme seadistanud kõik põhiosad ja nüüd kõik, mida vajame väiksemate ja lihtsamate osade seadistamiseks. Alustades klaviatuurist, peame eemaldama selle ümbrisest (see on mõeldud kasutamiseks koos 7 -tollise tahvelarvutiga). Kõik, mida me peame tegema, on lõigata võltsnahk klaviatuuri ümber ja tõmmata see ja selle vooluring välja. lihtne näha, et on 4 juhtmest, mille jootame hiljem oma USB -jaoturile.

Juhtpaneel vajab ka minimaalset seadistamist, kuna meil on vaja võtta see, mille tegime eelmises projektis, ja hankida mikro-USB-kaabel, mis ühendab selle meie USB-jaoturiga. Siin näete, kuidas seda tehti.

Lõpuks peavad meie sisemine Arduino päised olema jootetud kõigi selle tihvtide külge, seda on kõige lihtsam teha, pannes need tihvtid ja Arduino leivaplaadile ning jootes need oma kohale, kuna see hoiab need sirged, siis saame lihtsalt teise mikro USB -kaabel Arduino ühendamiseks USB -jaoturiga. Nüüd on kõik seadistatud, et saaksime asju kokku panna!

7. samm: vooluring (kõik ühendamine)

Siinkohal oleme kõik osad eraldi kokku pannud, nüüd peame need omavahel ühendama, et teha sülearvuti sisemust.

Alustuseks ühendame USB-jaoturi ühega kahest varem eemaldatud USB-st, teine USB joodetakse siis naissoost USB-porti, mis asetatakse sülearvuti teisele küljele, kasutades pikki juhtmeid, nüüd jootke juhtplaat., Klaviatuur ja sisemine Arduino USB -jaoturile. Järgmisena jootame oma toitepanga vooluahela 5 -voldise väljundi vaarika pi 5 -voldisele sisendile, kasutades mikro -USB -kaablit või isegi spetsiaalset 5 -voldist ja maandusjootmispatja, mille leiate Pi alt.

See on baasi jaoks kõik, nüüd saame ekraanile liikuda. Pool meie ekraanil on ainult 2 osa, põhiekraan ja aku ekraan, kõik, mida peame tegema, on ühendada 50 -kontaktiline lintkaabel põhiekraaniga ja tihvtpistik vaarika pi peal. Järgmisena peame Arduino akunäidikult juhtima 3 pikka kaablit, need on aku lugemis- ja toitekaablid, millest me varem rääkisime, pistikuga A0 ühendatud kaabel ühendatakse aku positiivse ühendusega, VIN -pistik ühendatakse toitepanga ahela 5 -voldisele väljundile ja maandus läheb maandusele.

Muidugi võime mingil hetkel selle välja lülitada, nii et lisame lüliti toitepanga maaühenduse ja vaarika pi vahel, mis võimaldab meil süsteemi toite täielikult katkestada. Pean märkima, et lihtsalt vaarika pi toite väljalülitamine on selle jaoks halb, nii et tarkvara väljalülitamine enne võimsuse lõikamist on ideaalne, seda saab teha, klõpsates lihtsalt vaarika pi suvandites väljalülitamisel.

8. samm: juhtum

Kahjuks pole mul 3D -printerit, kuid me saame valmistada väga tugeva ja kena välimusega (minu arvates) korpuse mõnest tempermalmist plastikust ja papist. Selle idee seisneb selles, et korpuse seinad on valmistatud papist, mille korpuse sees kasutatakse tempermalmist plastikut, et hoida kõik koos ja muuta see tugevamaks. võtmeks on vajaliku papi suuruse mõõtmine ja selle väljalõikamine, seejärel liimitakse papp superliimiga kokku, kasutades kuuma liimi, jättes sel hetkel sageli nähtavad jooned, mis näevad väga koledad välja, kõige parem on seda teha pange tükid kokku superliimi abil ja tugevdage seda kuuma liimiga seestpoolt, millele järgneb tempermalmist plastkiht. Olen jätnud oma juhtumi mõõtmed siia, kui otsustate seda teed minna, aga kui teil on 3D -printer, arvan, et see on parem valik (lubage mul näha, kuidas see kommentaarides välja tuleb!).

9. samm: ekraani liigend

Kummalisel kombel leidsin, et see osa projektist on kõige raskem, kuigi see tundub nii lihtne osa. Peame hankima väga jäiga liigendi, ma tean, et seda on lihtsam öelda kui teha, kuid hea koht otsimiseks on vanad sülearvutid või ekraan, leiad need peaaegu mitte millegi eest ewaiste rajatistest. kui olete oma hinge teinud, tehke sälk ekraani põhja ja aluse ülaossa ning täitke need sälgud tempermalmist plastikust, millest ma varem rääkisin. Nüüd, kui see on veel soe ja tempermalmist, hakkab hinge sisse suruma ja oma kohale kinnitama, sest see kraam kuivab nii kõvasti, et hingega ei tule kunagi probleeme. Kui teete vea, saab protoplaatiat uuesti sulatada fööniga ja seejärel saab selle ümber kujundada või eemaldada.

Samm: asjad, millele tähelepanu pöörata/mida parandada

Seda projekti tehes puutusin kokku üsna paljude probleemidega, mis pidurdasid mind või võisid maksta palju raha, esimene ja kõige tüütum oli lintkaabel. Lintkaableid ei ole ette nähtud mitu korda ühendamiseks ja vooluvõrgust eemaldamiseks ning kahjuks teen seda katsetamise ajal palju, mis tegelikult purustas minu kulumise (tellisin uue), seega olge sellega väga ettevaatlik. Teine asi, mis mind selle sülearvuti testimisel häiris, oli see, et laadisin koodi pidevalt valele sisemisele Arduinole üles! baasis on meil 2 Arduinot, mis on ühendatud vaarika pi-ga, esimene juhib puuteplaati ja teine on Arduino, mille paigaldasime sisemise Arduino kasutamiseks, tüütus tekib siis, kui laadin oma visandi kogemata üles rajaplaadile Pigem Arduino kui Arduino, kuhu tahtsin selle üles laadida, ajab see muidugi meie jälgimisplaadi ja muudab selle kasutuskõlbmatuks, kuni laadime selle koodi uuesti üles, nii et veenduge, et teate, milline Arduino Arduino IDE-s on.

Kõike seda öeldes pean ütlema, et see ei ole väga keeruline projekt, kuna nõutav oli minimaalne kood ja Raspberry Pi sihtasutuse inimesed on teinud Pi seadistamise ja töötamise tõesti lihtsaks.

11. samm: finaal

Sel hetkel on sülearvuti täielikult töökorras, olen oma märkmeid peaaegu iga päev kasutanud, see töötab suurepäraselt, kuna Raspbiani operatsioonisüsteemiga on kaasas raamatukogukontor, nii et selle kasutamine kooli või töö sülearvutina on tõesti hea mõte. Samuti ühendub see WiFi- ja Bluetooth -võrkudega tõesti hõlpsalt, muutes YouTube'i ja muude veebisaitide vaatamise tõeliselt lihtsaks ning veelgi paremaks muutmiseks on palju ja palju mänge, mida saab vaarika pi -peal töötada, alates minecraftist ja lõpetades klassikaliste vanade NES -mängudega. pika aku kasutusaega. Üldiselt on see tõesti lõbus projekt ja ma tõesti soovitan seda proovida.

Kui teil on küsimusi, palun kommenteerige või saatke mulle sõnum ja proovige oma parima, et teiega ühendust võtta.

Võistlus Raspberry Pi 2017