מחשב נייד Raspberry Pi ו- Arduino: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מאז היום ששמעתי עליו והתחלתי לשחק עם ה- Raspberry Pi לפני כמה שנים רציתי להכין ממנו מחשב נייד המופעל מ- Raspberry Pi ועכשיו עם השכירות של ה- Raspberry Pi החלטתי סוף סוף לראות זה דרך. עכשיו זו לא הפעם הראשונה שאני מנסה לייצר מחשב נייד שעובד במלואו באמצעות פטל פטל, בכל פעם שניסיתי הפרויקט היה רצוף טעויות של כל דבר, החל מכבלי סרט שבורים ועד להבין את מנגנון הציר אולם הצלחתי ללמוד מהכישלונות הללו ואני מקווה להראות לך כיצד להימנע מהם בעת הכנתך. אז בואו נתחיל!

שלב 1: מה אנחנו רוצים שזה יעשה

לפני שנוכל להתחיל לבחור ולרכוש את החלקים שאנו הולכים להשתמש בהם עלינו להבין כל מה שאנחנו רוצים שהנייד שלנו יוכל לעשות, למשל אני רוצה שיהיה למחשב הנייד שלי:

• עכבר משולב (לוח מגע)
• חיי סוללה ארוכים
• לפחות 2 יציאות USB
• מקלדת מלאה
• קורא סוללות משולב המונע על ידי Arduino
• Arduino משולב עם כותרות לחיבור רכיבים
• גורם צורה קטן

מכיוון שאנו משתמשים ב- Pi 3, אין לנו מה לדאוג לרכישת Wong או dongle Bluetooth מכיוון שהכל משולב. כעת הרשימה הזו אינה בלעדית, יש עוד הרבה דברים שאפשר להוסיף כדי להפוך אותו למחשב נייד טוב יותר אולם אני חושב שהתכונות שאותן הוספת יתנו לו שימושיות מדהימה כגון קורא הסוללות המשולב של Arduino שיהיה קטן מסך OLED ליד המסך הראשי אשר יציג לצמיתות את אחוזי הסוללה והמתח, תכונה נוספת שאני מאוד אוהבת היא הארדואינו המשולב עם כותרות, זהו בעצם ארדואינו עם כותרות זכר מולחמות אליו, יש חורים קטנים שנחתכו במקרה זה לאפשר למשתמש לגשת לסיכות הזכר ולחבר רכיבים, כך שבאמת כל זה הוא רק Arduino מובנה במחשב הנייד כך שתמיד יהיה לנו Arduino שימושי.

שלב 2: חלקים

לפרויקט זה נצטרך לא מעט חלקים, נצטרך:

• x1 Raspberry Pi 3 (כאן)
• x2 Arduino Micro (כאן)
• x1 שבעה אינץ 'פטל PI (כאן)
• x3 סוללות ליתיום 18650 (כאן)
• x1 מעגל Powerbank (כאן)
• רכזת x1 USB (כאן)
• x1 מקלדת מיני USB (כאן)
• x1 זכר USB (כאן)
• x1 SPI OLED (כאן)
• קרטון מחוזק

אנחנו גם נזדקק ללוח המגע שעשינו בפרויקט קודם, תוכל למצוא את ההדרכה המלאה כאן. שוב זו בשום אופן לא רשימה בלעדית, מה שטוב בחלקים האלה הוא שהרוב לא תלוי אחד בשני, כך שתוכל להחליף חלקים למה שאתה רוצה. יש לנו הרבה חלקים להתקנה, כדי להקל עלינו להגדיר אותם בנפרד ואז בסוף נוכל לחבר את כולם יחד.

שלב 3: הגדרת ה- Pi והמסך

נתחיל עם ה- PI והמסך שלנו, המסך שלנו לא מתחבר ל- Pi שלנו דרך יציאת ה- HDMI אלא באמצעות כבל סרט 50 פינים שמתחבר ל- Pis GPIO אולם אם אתה פשוט מחבר אותו ומפעיל את ה- Pi שהוא זכה בו ' לא עובד, עלינו לערוך כמה שורות קוד בקובץ ההפעלה עבור ה- Pi.

אנו מתחילים בכך בהורדת תמונה חדשה של Raspbian כאן, ואז אנו כותבים אותה לכרטיס ה- SD שלנו באמצעות 7Zip (או כל תוכנה שתתאים לך). עכשיו ברגע שהוא כתוב עלינו לפתוח קובץ בכרטיס ה- SD שנקרא config.txt ולהוסיף קצת קוד. מה שהקוד הזה עושה הוא להגיד ל- Pi לשלוח את נתוני המסך דרך כותרות ה- GPIO במקום יציאת HDMI (HDMI היא ברירת המחדל) בעת ההפעלה. הכנסת הקוד היא ממש קלה. פתח את config.txt עם תוכנת פנקס רשימות, עבור windows אני משתמש ב- notepad ++, והעתק את הקוד הזה לקובץ config.txt כעת שמור וסגור והוא אמור לפעול לאחר חיבור כרטיס ה- SD אל ה- Pi. אם הוא נראה בהיר מדי או עמום מדי סובב את הפטינומוטר הקטן על לוח המעגלים של המסך עד שהוא נראה נכון.

ה- Pi שלנו גם צריך לבצע שינויים פיזיים כך שיתאימו למארז שלנו כראוי, נצטרך להסיר את אחת מיציאות ה- USB של הדו -קרב, הדבר נעשה על ידי הנחת כמות גדולה למדי של הלחמה על הפינים של מחבר ה- USB ונדנדה לאט לאט לאחור. והלאה עד שהוא הופך לחופשי. אנו עושים זאת מכיוון שעלינו להלחם רכזת USB ל- Pi כדי לחבר את כל התקני הקלט שלנו.

הקוד:

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

שלב 4: הגדרת הסוללה

הסוללה שלנו משתמשת ב -3 סוללות 18650 בעלות קיבולת של 2400 מיליאמפר / שעה כל אחת, במקביל לשלוש התאים קיבולת כוללת של 7200 מיליאמפר / שעה, הפאי שלנו עם כל מה שמחובר לתוכו שואב סביב 1 אמפר כלומר 3 התאים שלנו יכולים להניע את הפאי בערך 4.5 - 5 שעות אך ניתן להגדיל זאת על ידי הוספת סוללות נוספות אם תרצה. כדי לבנות אותו עלינו לטעון את כל 3 התאים עד 4.2 וולט בנפרד מכיוון שחיבור תאי ליתיום מסוכן מאוד אם יש להם מצבי טעינה שונים (מתח שונה) כדי להימנע מכך הכי קל לוודא שכולם טעונים במלואם לפני החיבור. אוֹתָם.

כעת אנו רוצים לחבר את התאים הללו במקביל לשם כך אנו מחברים את כל הטרמינלים החיוביים יחד ולאחר מכן מחברים את כל המסופים השליליים יחד, משתמשים בחוט עבה מכיוון שעשויה לעבור זרם רב בין הסוללות הללו מה שיחמם חוט דק יותר. עכשיו חבר את מסוף השלילי והדואר של הסוללות למסופי הכניסה השליליים והחיוביים של מעגל בנק החשמל בהתאמה וזה הכל עבור הסוללה!

במקום להשתמש במעגל בנק חשמלי כמו שהשתמשתי כאן, תוכל להשתמש במטען ליתיום כדי לטעון את התאים ל -4.2 וולט ולהמיר ממיר להגברת ה -4.2 וולט ל -5 וולט, אך בסופו של דבר זה יעשה את אותו הדבר בדיוק כמו בנק החשמל. מעגל ויתפוס יותר מקום.

שלב 5: הגדרת תצוגת הסוללה

עכשיו כדי להגדיר את תצוגת הסוללה, שלב זה בהחלט לא נחוץ כיוון שתוכל לקרוא את מתח הסוללה דרך ה- Pis GPIO ולהציג את רמת הסוללה באמצעות תוכנה, עם זאת, רציתי להוסיף זאת מכיוון שלדעתי מסך OLED נותן את כל מחשב נייד מראה DIY ממש מגניב. כדי לעשות זאת עלינו להלחם את מסך ה- OLED שלנו ל- Arduino שלנו, ה- OLED im שמשתמש בו אינו גרסת SPI ולכן עלי להלחים 7 סיכות ל- Arduino.

הסימון הוא כדלקמן:

• OLED ------------------- ארדואינו
• מנוחה - סיכה 7
• DC - סיכה 12
• CS - סיכה 9
• DIN - פין 11
• CLK - סיכה 13
• VCC - 5 וולט
• קרקע - קרקע

לפני שנוכל להעלות את הקוד שלנו עלינו ליצור את בדיקות המתח שלנו שיחברו את הארדואינו לסוללה ויאפשרו לו לקרוא את מתח הסוללות הדרוש לנו להלחם 2 נגדים של 10 אוהם בתצורת מחלק מתח (ראו תמונות) ל- A0 ו- סיכות הארקה על הארדואינו אותן ניתן לחבר אחר כך לסוללה, A0 עובר לחיובי וקרקע הולכת לקרקע. אנו זקוקים גם למקור חשמל למסך שלנו, לכן עלינו להלחם חוט נוסף לקרקע ואחד ל- VIN על הארדואינו אותו נחבר למעגל בנק החשמל מאוחר יותר לצורך הספק.

לבסוף, אנו יכולים להעלות את הקוד שלנו אשר ניתן למצוא להלן.

שלב 6: הגדרת שאר החלקים

אז הגדרנו את כל החלקים העיקריים ועכשיו כל מה שאנחנו צריכים כדי להגדיר את החלקים הקטנים והקלים יותר. החל מהמקלדת, עלינו להסיר אותה מהמעטפת שבה היא נכנסה (היא מיועדת לשימוש עם טאבלט בגודל 7 אינץ ') כל שעלינו לעשות הוא לחתוך את העור המזויף סביב המקלדת ולמשוך אותה ואת המעגל שלה החוצה, זה זה קל שתראה שיש 4 חוטים אותם נלחם לרכזת ה- USB שלנו מאוחר יותר.

משטח המסלול צריך גם התקנה מינימלית שכן כל שעלינו לעשות הוא לקחת את זה שעשינו בפרויקט קודם ולקבל כבל מיקרו USB כדי לחבר אותו לרכזת ה- USB שלנו, אתה יכול לראות איך זה נעשה כאן.

לבסוף, הארדואינו הפנימי שלנו יצטרך להלחם כותרות על כל הסיכות שלו, הכי קל לעשות זאת על ידי הנחת הסיכות והארדואינו על קרש לחם ולאחר מכן הלחמה במקומן מכיוון שזה ישמור אותן ישרות ואז נקבל עוד מיקרו כבל USB לחיבור ה- Arduino לרכזת ה- USB. עכשיו הכל מוגדר כדי שנוכל להתחיל להרכיב דברים!

שלב 7: המעגל (חיבור הכל)

בשלב זה חיברנו בנפרד את כל החלקים כעת עלינו לחבר אותם זה לזה כדי להפוך את הפנימי של המחשב הנייד שלנו.

אנו מתחילים בחיבור רכזת ה- USB לאחד משני ה- USB שפרקנו קודם לכן, ה- USB השני מולחם לאחר מכן ליציאת USB נקבה אשר ממוקמת בצד השני של המחשב הנייד באמצעות כמה חוטים ארוכים, כעת הלחמה את משטח המעקב., מקלדת וארדואינו פנימי לרכזת ה- USB. לאחר מכן נלחם את יציאת ה -5 וולט של מעגל בנק החשמל שלנו לכניסת ה -5 וולט על פי הפטל באמצעות כבל מיקרו USB או אפילו כרית ההלחמה הייעודית של 5 וולט ולטחון שניתן למצוא מתחת לפי.

זה הכל לבסיס עכשיו אנחנו יכולים לעבור למסך חצי יש רק 2 חלקים במסך שלנו, המסך הראשי ותצוגת הסוללה, כל שעלינו לעשות הוא לחבר את כבל הסרט 50 פינים למסך הראשי ול -50 מחבר סיכה על פטל הפטל. בשלב הבא עלינו להריץ 3 כבלים ארוכים מתצוגת הסוללה של Arduino, אלה הם קריאת הסוללות וכבלי החשמל שעליהם דיברנו קודם לכן, הכבל המחובר לסיכה A0 מתחבר לחיבור החיובי במצבר, סיכת ה- VIN מתחברת לפלט של 5 וולט במעגל בנק החשמל והקרקע יורדת לקרקע.

כמובן שבשלב מסוים אולי כדאי שנכבה את זה אז נוסיף מתג בין חיבור הקרקע מבנק החשמל לפאי הפטל המאפשר לנו לנתק לחלוטין את המערכת. אני כן צריך לציין שסתם הפסקת החשמל לפאי הפטל היא גרועה עבורו, כך שעיצוב תוכנה לפני הפסקת החשמל הוא אידיאלי, ניתן לעשות זאת על ידי לחיצה על כיבוי באפשרויות פטל הפטל.

שלב 8: התיק

כעת למרבה הצער אין לי מדפסת תלת מימד, אך אנו יכולים לייצר מארז יציב ונראה למראה (לדעתי) מכמה פלסטיק וקרטון. הרעיון מאחורי זה הוא שקירות המארז יהיו עשויים קרטון כאשר הפלסטיק הניתן לעיבוד ישמש בתוך המארז כדי לשמור על הכל יחד ולהפוך אותו ליציב יותר. המפתח לעשות זאת הוא מדידת מידות הקרטון הדרושות וחיתוך החוצה, לאחר מכן הקרטון מודבק יחד עם דבק סופר, באמצעות דבק חם בשלב זה לעתים קרובות משאירים קווים גלויים שנראים מכוערים ביותר, הכי טוב לחשוב זה לעשות מרכיבים את החלקים באמצעות דבק סופר ומחזקים אותו בעזרת דבק חם מבפנים ואחריו שכבה של הפלסטיק הניתן לעיבוד. השארתי את המידות למארז שלי כאן אם אתה בוחר ללכת בדרך הזו אולם אם יש לך מדפסת תלת מימד אני חושב שזו האפשרויות המסודרות יותר (תן לי לראות איך זה ייצא בתגובות!).

שלב 9: ציר מסך

באופן מוזר גיליתי שחלק זה של הפרויקט הוא הקשה ביותר למרות שזה נראה חלק כל כך קל. מה שאנחנו צריכים לעשות זה לקבל ציר נוקשה מאוד, אני יודע שזה יותר קל מאשר לעשות אבל מקום טוב להתחיל לחפש בו הוא במחשבים ניידים ישנים או במסך. ברגע שיש לך את הציר שלך תעשה חריץ בחלק התחתון של המסך ובחלק העליון של הבסיס ותמלא את החריצים האלה עם הפלסטיק הניתן לשינוי שעליו דיברתי קודם. כעת, כשהוא עדיין חם וניתן להגשה, מתחילים לדחוף את הציר לתוכו ולאבטח אותו במקומו, מכיוון שהחומר הזה מתייבש כל כך שלא יהיו בעיות שהציר יישתחרר. אם אתה עושה טעות ניתן להשתמש במייבש שיער כדי להמיס מחדש את הפרוטופלאטי ואז ניתן לעצב אותו מחדש או להסיר אותו.

שלב 10: דברים שכדאי לשים לב אליהם/לשפר

בעת ביצוע הפרויקט הזה נתקלתי בלא מעט נושאים שהאטו אותי או שיכול היה לעלות לי הרבה כסף, הראשון והמעצבן ביותר היה כבל הסרט. כבלי סרט אינם מיועדים להתחבר ולנתק הרבה פעמים ולצערי זה משהו שאני עושה הרבה בזמן בדיקה שלמעשה שברה את שלי משחיקה (הזמנתי אחד חדש) אז הקפד להיזהר ממנו מאוד. דבר נוסף שהרגיז אותי בעת בדיקת המחשב הנייד הזה הוא שהמשכתי להעלות קוד לארדואינו הפנימי הלא נכון! בבסיס יש לנו 2 ארדואינו המחוברים לפאי הפטל הראשון הוא זה ששולט על לוח המגע והשני הוא הארדואינו שהתקנו כדי להשתמש בו כארדואינו פנימי, העצבנות מתעוררת כשאני מעלה את הסקיצה שלי בטעות למשטח המסלול Arduino ולא הארדואינו שאליו רציתי להעלות אותו, זה כמובן מתעסק עם משטח המסלול שלנו מה שהופך אותו לבלתי שימושי עד שנעלה את הקוד שלו שוב, רק וודא שאתה יודע איזה Arduino הוא ב- Arduino IDE.

עם כל זה נאמר אני חייב לומר שזהו לא פרויקט מאתגר במיוחד מכיוון שנדרש קוד מינימלי והאנשים בקרן Raspberry Pi הפכו את התהליך של הגדרת ה- Pi לעבודה ממש קל.

שלב 11: סופי

בשלב זה המחשב הנייד מתפקד במלואו, השתמשתי בשלי כמעט כל יום לרישום הערות, הוא עובד מצוין עבור זה מכיוון שמערכת ההפעלה Raspbian מגיעה עם libraoffice ולכן השימוש בו כבית ספר או מחשבים ניידים הוא רעיון ממש טוב. הוא גם מתחבר לרשתות WiFi ובלוטות 'ממש הופך את הצפייה ביוטיוב ודפי אינטרנט אחרים לממש קלה וכדי שיהיה עוד יותר טוב יש הרבה המון משחקים שירצו על פטל הפאי עם כל דבר, החל ממיינקראפט ועד משחקי NES ישנים קלאסיים שעושים כיף גדול עם חיי סוללה ארוכים. בסך הכל זהו פרויקט מהנה באמת ואני באמת ממליץ לנסות אותו.

אם יש לך שאלות אנא הגיב או שלח לי הודעה ותנסה בכל כוחי לחזור אליך.

סגנית בתחרות פטל פאי 2017