Ordinador portàtil Raspberry Pi i Arduino: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Des del dia que vaig tenir notícies i vaig començar a jugar amb el Raspberry Pi fa uns anys, vaig voler fer-ne un portàtil amb tecnologia Raspberry Pi i ara, amb el llançament del Raspberry Pi tres, he decidit veure finalment a través. Ara no és la primera vegada que intento fabricar un ordinador portàtil que funcioni completament amb un Raspberry Pi; cada dues vegades que he provat, el projecte ha estat ple d’errors amb qualsevol cosa, des de cables de cinta trencats fins a esbrinar el mecanisme de frontissa. he pogut aprendre d’aquests fracassos i espero mostrar-los com evitar-los a l’hora de fer els vostres. Comencem, doncs,

Pas 1: què volem que faci

Abans de començar a triar i comprar les peces que farem servir, hem d’esbrinar tot el que volem que pugui fer el nostre ordinador portàtil, per exemple, vull que tingui:

• ratolí integrat (trackpad)
• llarga durada de la bateria
• almenys 2 ports USB
• teclat complet
• lector integrat de bateria alimentat per Arduino
• Arduino integrat amb capçaleres per connectar components
• factor de forma petit

Com que fem servir el Pi 3, no ens hem de preocupar de comprar un dongle Wifi o Bluetooth perquè ho té tot integrat. Ara, aquesta llista no és en absolut exclusiva, hi ha moltes altres coses que es poden afegir perquè aquest sigui un portàtil millor, però crec que les funcions que afegiré li donaran una utilitat fantàstica, com ara el lector de bateria integrat amb Arduino, que serà un petit Pantalla OLED al costat de la pantalla principal que mostrarà permanentment el percentatge i el voltatge de la bateria, una altra característica que m’agrada molt és l’Arduino integrat amb capçaleres, bàsicament es tracta d’un Arduino amb capçaleres masculines soldades, hi ha petits forats tallats en el cas que permeteu a l’usuari accedir als pins masculins i connectar els components, de manera que tot això és només un Arduino integrat al portàtil, de manera que sempre tenim un Arduino a mà.

Pas 2: parts

Per a aquest projecte necessitarem moltes peces, necessitarem:

• x1 Raspberry Pi 3 (Aquí)
• x2 Arduino Micro (aquí)
• x1 Pantalla Raspberry PI de set polzades (aquí)
• x3 bateries de liti 18650 (aquí)
• x1 Circuit Powerbank (aquí)
• concentrador USB x1 (aquí)
• Mini teclat USB x1 (aquí)
• x1 USB masculí (aquí)
• x1 SPI OLED (aquí)
• Cartró reforçat

També necessitarem el trackpad que vam fer en un projecte anterior; aquí trobareu el tutorial complet. Una vegada més, això no és en cap cas una llista exclusiva, el que és bo d’aquestes parts és que la majoria no depenen de l’altra perquè pugueu canviar les parts pel que vulgueu. Tenim moltes parts per configurar, de manera que per fer-les més fàcils les configurarem individualment i, al final, les podrem unir totes.

Pas 3: Configuració del Pi i de la pantalla

Comencem amb el nostre PI i la nostra pantalla, la nostra pantalla no es connecta al nostre Pi mitjançant el port HDMI, sinó més aviat mitjançant un cable de cinta de 50 pins que es connecta al Pis GPIO, tot i que si només el connecteu i engegueu el Pi, guanyareu. No funciona, hem d’editar algunes línies de codi al fitxer d’inici del Pi.

Comencem això descarregant una nova imatge de Raspbian Aquí, l’escrivim a la nostra targeta SD mitjançant 7Zip (o el programari que us funcioni). Ara, un cop escrit, hem d'obrir un fitxer a la targeta SD anomenat config.txt i afegir algun codi. El que fa aquest codi és dir al Pi que enviï les dades de la pantalla a través de les capçaleres GPIO en lloc del port HDMI (HDMI és el predeterminat) en iniciar. Introduir el codi és molt fàcil. Obriu el config.txt amb un programa de bloc de notes, per a Windows estic fent servir notepad ++ i copieu aquest codi al fitxer config.txt ara deseu-lo i tanqueu-lo i hauria de funcionar un cop la targeta SD es torni a connectar al Pi. Si sembla massa brillant o massa tènue, gireu el petit petentiomotor de la placa de circuit de la pantalla fins que quedi correcte.

El nostre Pi també necessita una modificació física perquè s’adapti correctament a la nostra caixa, haurem de dessoldar un dels ports USB del duel; això es fa posant una quantitat bastant gran de soldadura als pins del connector USB i fent-lo girar lentament i endavant fins que esdevingui lliure. Ho fem perquè hem de soldar un hub USB al Pi per connectar tots els nostres dispositius d’entrada.

El codi:

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

Pas 4: Configuració de la bateria

La nostra bateria utilitza 3 bateries de 18650 que tenen una capacitat de 2400 mAh cadascuna, en paral·lel les 3 cel·les tenen una capacitat total de 7200 mAh, el nostre pi amb tot el que està endollat redueix al voltant d’1 Amp el que significa que les nostres 3 cel·les poden alimentar el pi durant aproximadament 4,5 - 5 hores, però es pot augmentar afegint més bateries si voleu. Per construir-lo, hem de carregar les 3 cèl·lules fins a 4,2 volts de manera individual, ja que connectar les cèl·lules de liti és molt perillós si tenen estats de càrrega diferents (tensions diferents) per evitar-ho. És més fàcil assegurar-se que estiguin completament carregats abans de connectar-se ells.

Ara volem connectar aquestes cel·les en paral·lel per fer-ho, connectem tots els terminals positius junts i després connectem tots els terminals negatius junts, fem servir filferro gruixut perquè pot passar molta corrent entre aquestes bateries que escalfarien un fil més prim. ara connecteu el terminal negatiu i el terminal de les bateries als terminals d’entrada negatius i positius del circuit del banc de potència respectivament, i això és tot per a la bateria.

En lloc d’utilitzar un circuit de banc de potència com he utilitzat aquí, podeu utilitzar un carregador de liti per carregar les cèl·lules a 4,2 volts i augmentar el convertidor per augmentar els 4,2 volts a 5 volts, però en última instància, farà exactament el mateix que el banc de potència. circuit i ocuparia més espai.

Pas 5: Configuració de la pantalla de la bateria

Ara, per configurar la pantalla de la bateria, aquest pas no és tan necessari, ja que podríeu llegir el voltatge de la bateria a través del Pis GPIO i mostrar el nivell de la bateria mitjançant el programari, però, volia afegir-ho perquè crec que la pantalla OLED proporciona tot portàtil un aspecte de bricolatge molt divertit. Per aconseguir-ho, hem de soldar la nostra pantalla OLED al nostre Arduino, ja que l’OLED que faig servir no és una versió SPI, així que he de soldar 7 pins a l’Arduino.

El pinout és el següent:

• OLED ------------------- Arduino
• Resta: pin 7
• DC - Pin 12
• CS - Pin 9
• DIN - Pin 11
• CLK: pin 13
• VCC - 5 volts
• Terra - Terra

Abans de poder carregar el nostre codi, hem de fer les nostres sondes de tensió que connectin l'Arduino a la bateria i li permetin llegir la tensió de les bateries que necessitem per soldar 2 resistències de 10 ohm en una configuració de divisor de tensió (veure fotos) a l'A0 i Els pins de terra de l’Arduino que després es poden connectar a la bateria, A0 passa a positiu i Terra a terra. També necessitem una font d'alimentació per a la pantalla, de manera que hem de soldar un altre cable a terra i un altre a VIN a l'Arduino que connectarem al circuit del banc de potència més endavant per obtenir energia.

Finalment, podem penjar el nostre codi que es pot trobar a continuació.

Pas 6: Configuració de la resta de peces

Així doncs, hem configurat totes les parts principals i ara ens cal configurar les parts més petites i fàcils. Començant pel teclat, l’hem de treure de la carcassa que va entrar (està previst que s’utilitzi amb una tauleta de 7 polzades) tot el que hem de fer és tallar la pell falsa al voltant del teclat i treure-la i el seu circuit, fàcilment veureu que hi ha 4 cables que soldarem al nostre concentrador USB més endavant.

El track-pad també necessita una configuració mínima, ja que tot el que hem de fer és agafar aquest que vam fer en un projecte anterior i obtenir un cable micro USB per connectar-lo al nostre concentrador USB. Podeu veure com es va fer aquí.

Finalment, el nostre Arduino intern haurà de tenir soldades les capçaleres a tots els seus pins, és més fàcil fer-ho posant aquests pins i l’Arduino a una taula de pa i després soldar-los al lloc, ja que això els mantindrà rectes. Cable USB per connectar l'Arduino al concentrador USB. Ara tot està preparat perquè puguem començar a muntar les coses.

Pas 7: el circuit (connectar-ho tot)

En aquest moment hem unit totes les peces de manera individual, ara necessitem connectar-les entre si per fer les parts internes del nostre ordinador portàtil.

Comencem connectant el concentrador USB a un dels dos USB que hem dessoldat anteriorment; el segon USB es solda a un port USB femení que es col·loca a l’altre costat de l’ordinador portàtil mitjançant uns cables llargs, ara soldeu el track-pad, Teclat i Arduino intern al concentrador USB. A continuació, soldem la sortida de 5 volts del nostre circuit de banc de potència a l’entrada de 5 volts del raspberry pi mitjançant un cable micro USB o fins i tot el coixinet de soldadura dedicat de 5 volts i terra que es pot trobar sota el Pi.

Això és tot per a la base, ara podem passar a la meitat de la pantalla, només hi ha 2 parts a la pantalla, la pantalla principal i la pantalla de la bateria, tot el que hem de fer és connectar el cable de cinta de 50 pins a la pantalla principal i al 50 connector pin al raspberry pi. A continuació, hem d’executar 3 cables llargs des de la pantalla de la bateria Arduino, aquests són els cables de lectura i alimentació de la bateria que hem parlat anteriorment, el cable connectat al pin A0 es connecta a la connexió positiva de la bateria, el pin VIN es connecta a 5 volts de sortida al circuit del banc de potència i la terra va a terra.

Per descomptat, en algun moment potser voldríem desactivar-ho, de manera que afegirem un commutador entre la connexió de terra del banc d’energia al raspberry pi que ens permet tallar completament l’energia del sistema. He de tenir en compte que només tallar l’energia al raspberry pi és dolent, de manera que és ideal preformar l’apagat del programari abans de tallar el poder, només es pot fer clic a apagar a les opcions del raspberry pi.

Pas 8: el cas

Ara, per desgràcia, no tinc una impressora 3D, però podem fer un estoig molt resistent i agradable (segons la meva opinió) a partir de plàstic i cartró mal·leable. La idea darrere d’això és que les parets de la funda estiguin fetes de cartró amb el plàstic mal·leable que s’utilitzi a l’interior de la funda per mantenir-ho tot junt i fer-lo més resistent. la clau per fer-ho és mesurar les mides de cartró necessàries i retallar-les; el cartró s’enganxa amb una super cola, l’ús de cola calenta en aquest punt deixa sovint línies visibles que semblen molt lletges, el millor que cal fer és ajunteu les peces amb una cola súper i reforceu-la amb cola calenta a l'interior seguida d'una capa de plàstic mal·leable. He deixat les dimensions del meu cas aquí si decidiu seguir aquesta ruta, però si teniu una impressora 3D, crec que aquesta és la millor opció (deixeu-me veure com resulta als comentaris!).

Pas 9: frontissa de pantalla

Curiosament, he trobat que aquesta part del projecte era la més dura tot i que sembla una part tan fàcil. El que hem de fer és aconseguir una frontissa molt rígida, sé que és més fàcil dir-ho que fer-ho, però un bon lloc per començar a buscar-lo és en ordinadors portàtils o pantalla antics. Podeu trobar-los pràcticament a les instal·lacions d'ewaiste. un cop tingueu la frontissa, feu una osca a la part inferior de la pantalla i a la part superior de la base i ompliu aquestes osques amb el plàstic mal·leable de què us parlava anteriorment. Ara bé, encara calent i mal·leable, comença a empènyer la frontissa i fixar-la al seu lloc, perquè aquest material s’asseca tan fort que no hi haurà problemes amb la frontissa que mai es desprengui. Si cometeu un error, es pot utilitzar un assecador per fondre el protoplàstic i després es pot remodelar o eliminar.

Pas 10: coses que cal tenir en compte o millorar-les

Mentre feia aquest projecte, em vaig trobar amb bastants problemes que em van alentir o que em podrien haver costat molts diners, el primer i el més molest va ser el cable de cinta. Els cables de cinta no estan dissenyats per connectar-se i desconnectar-se moltes vegades i, per desgràcia, això és una cosa que faig molt mentre provava que realment va trencar el meu per desgast (en vaig demanar un de nou), així que assegureu-vos de tenir molta cura amb ell. Una altra cosa que em va molestar en provar aquest ordinador portàtil va ser que seguia penjant codi a un Arduino intern incorrecte. a la base tenim 2 Arduinos connectats al raspberry pi, el primer és el que controla el trackpad i el segon és l’Arduino que hem instal·lat per fer servir com a Arduino intern, la molèstia sorgeix quan accidentalment penjo el meu esbós al track-pad Arduino en lloc de l’Arduino en què el volia carregar, això, per descomptat, es fa malbé amb el nostre track-pad que el fa inutilitzable fins que tornem a carregar el seu codi, així que només cal que assegureu-vos de saber quin Arduino és l’ID d’Arduino.

Dit tot això, he de dir que no és un projecte molt desafiant, ja que es requeria un codi mínim i la gent de la fundació Raspberry Pi ha facilitat molt el procés d’instal·lació i treball del Pi.

Pas 11: final

En aquest moment, el portàtil és completament funcional, he estat utilitzant el meu gairebé tots els dies per prendre notes, funciona molt bé perquè el sistema operatiu Raspbian ve amb libraoffice, de manera que fer-lo servir com a escola o portàtils de treball és una bona idea. També es connecta a les xarxes WiFi i Bluetooth molt fàcilment, fent que veure YouTube i altres pàgines web sigui molt fàcil i que sigui encara millor, hi ha molts i molts jocs que funcionaran al raspberry pi, des de minecraft fins a jocs clàssics antics de NES que fan molt divertit. amb una llarga durada de la bateria. En general, aquest és un projecte molt divertit i recomano provar-lo.

Si teniu alguna pregunta, si us plau comenteu-me o envieu-me un missatge i faré tot el possible per respondre-us.

Accèssit al concurs Raspberry Pi 2017