Raspberry Pi 4B 3D -tryckt surfplatta: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Konceptet med projektet är att utveckla en 3D -utskrivbar, Raspberry Pi -baserad surfplatta. Alla delar (komponenter) måste vara lätta att få tag på och lättillgängliga. Det måste ha ett batteri och det måste vara den primära energikällan (det vill säga att det laddas med en kabel som är inkopplad, men måste ha tillräckligt med ström för att fungera utan det.) Det måste kunna fungera perfekt utan tangentbord (vilket betyder att allt i användargränssnittet ska fungera utan problem även om du inte har tangentbord och mus ansluten.)

Obs! Detta projekt använder Raspbian OS för tillfället tills jag kan hitta en mer lämplig "touch-first" -lösning.

Funktioner

• SBC: Raspberry Pi version 4B+ (4Gig RAM)
• Display: 7 -tums LCD -skärm (med beröring)
• Strömförsörjning: PiJuice UPS (med 5000 mAmp batteri)
• Kamera: 1080p kamera (framåtvänd)
• Ljud och högtalare: Ljudkort, driver 2 högtalare och 2 mikrofoner och ger ett ljuduttag för hörlurar.
• Accelerometer: Gyro/Accelerometer - för att orientera skärmen. (med python)
• Kylning: Fläkt ansluten till en fläkthastighetsregulator (hastigheten regleras i python)
• USB: Breakout USB

• Knappar:

  • Strömknappen
  • Volym upp/ner rocker

• Lysdioder:

  • Avgift
  • Ström och aktivitet LED -ljus omdirigeras (med nylon) till fodralet.

• Bakplatta:

  Baksida i bambu, med laseretsat dekal

Fullständiga projektdetaljer: GitHub

Obs: Om du inte har en laserfäste, lämna antingen steget eller fråga en vän (gcode medföljer)

Tillbehör

• Raspberry Pi 4B+ (Eller 3B+, om du använder ett A -formatkort kan du hoppa över att ta bort nätverket och USB -block) Amazon
• 7 "officiell Raspberry Pi LCD -skärm (med beröring) Amazon
• PiJuice UPS PiSupply
• PiSupply 5000 mAmp Batteri PiSupply
• Officiell Raspberry Pi 1080p -kamera (tillval: bandkabel med förlängd längd) Amazon
• Waveshare Audio HAT (ljudkort) Waveshare
• 2 högtalare (8Ohm, 1Watt) Amazon
• MPU-6050 Accelerometer och gyroskop Amazon
• HW-517 PWM fläkthastighetsregulator Amazon
• 30mmx30mmx7mm FanAmazon
• 128Gig SD -kort (Minimun 16Gig)
• 3 Tryck på knapparna Amazon
• Breakout USB 2.0Amazon
• Färgtrådar
• 18AWG (eller mindre) kabel
• 3MM trä (av något slag - men jag använde bambu)

Steg 1: Hur man video

Observera: Videon består av en mycket detaljerad inspelning av alla steg jag tog för att slutföra detta projekt. Titta på videon eller följ stegen nedan för att göra detta projekt till dig själv.

Steg 2: Förbereda komponenterna

I det här steget måste du göra några ändringar av de delar du har beställt. Detta är främst för att ta de skrymmande delarna som skruvlådor och USB -lådor etc, från kretskortet, eftersom vi kommer att löda kablarna till brädet.

1. Raspberry Pi: Avlägsna USB -blocken och nätverksblocket (lossa inte, använd en skärare, ta bort metallhöljet och klipp bort plasten). Ta också bort alla GPIO -stiften utom de 6 bästa (enligt vriddiagrammet)
2. LCD: Ta bort USB -blocket från kretskortet och ta bort två av 12 mm -stiften på baksidan.
3. PiJice: Ta bort den genomskinliga plastbatterihållaren. Ta bort den svarta plastisolatorn för GPIO -stiften och skär sedan (inte avlödda) GPIO och lämna endast de 6 översta stiften (3 till höger, 3 till vänster).
4. HW-517: Ta bort skruvblocken (olödda)
5. wm8960: Ta bort den svarta plastisolatorn för GPIO, och högtalarkabelns block och skruvar, klipp sedan GPIO enligt vridningsdiagrammet.
6. Fläkt: Ta bort kylflänsen

Steg 3: 3D -utskrift

Du kan ladda ner alla filer du behöver nedan. Det finns också en kopia på Thingiverse, så du kan använda 3D -utskriftstjänsten om du inte har en.

Tips för 3D -utskrift:

Det finns något med Creality -skrivaren som kommer att spara dig en hel del misslyckade byggnader … Deras glasyta är fruktansvärd att skriva ut på, och även om byggplattan kan vara uppvärmd, erbjuder den nästan ingen vidhäftning och jag använder i allmänhet inte en rand eller något … hur kommer det sig? Jag rengör glaset med ren alkohol och använder sedan vanligt papperslim Pritt Stick. Det är ett giftfritt lim som vid uppvärmning (som från sängen) är mycket klibbigt och binder PLA till byggplattan. När utskriften är klar och byggplattan är sval, hoppar den bara av lätt. Om du har bråttom kan du tvätta bort det med vatten. (du måste tvätta av glaset i alla fall efter varje tryck)

Steg 4: Efterutskrift

Limma ihop varje lager med ett snabbt limande superlim eller något motsvarande. Skikten ska sitta snyggt ovanpå varandra. Lager 1 och 2 har små spärrar som hjälper till att justera lagret.

Ta plastmuttrarna som kom från PiJuice och lim sedan in i de medföljande utrymmena i lager 2

Nu när det är limmat kan du slipa höljet så att det ser perfekt ut!

För att få ditt fodral att se perfekt ut måste du slipa. Jag använder följande:

1. Grov sand med 100 grus, så alla lagerlinjer tas bort. All utåtvänd plast ser grå ut och är ganska grov, men det finns inga synliga lagerlinjer eller fluffiga plastbitar.
2. Slät slipning - med ett sandpapper på 400 till 800 grus, börja arbeta fettytorna jämnare och jämnare tills det inte spelar någon roll om du slipar, PLA kommer fortfarande att se lite repig ut.
3. Brasso - Använd en gnidningsförening av metall som Brasso för att ge plasten en perfekt slät finish.
4. Spraya slutligen ett lager Flat Black sprayfärg. Du kan använda vilken som helst (jag använde Rust-oleum) så länge den binder till plast.

Steg 5: Anslut komponenterna

Använd kopplingsschemat för att koppla ihop alla komponenter så att varje komponent är ansluten med motsvarande färgkodade kabel. När du har gjort detta kan du sätta in de enskilda korten i fodralet och föra ihop trådarna.

Steg 6: Laseretsning av träplattan

Detta steg kräver att du har laserfästet till din skrivare, som Ender 2. Detta använder fläkthastighetskontrollens PWM som strömkontroll för lasern. När fläkten är full är lasern full, och om fläkten säger 10% så brinner lasern bara något in i träet. Resultatet är att kunna "etsa" in i en yta som trä. Gkoden jag använde tillhandahålls - den ställer in laserns höjd till 50 mm, så se till att laserns fokus är korrekt på 50 mm.

Valfritt: Du kan också skapa din egen design om du vill, men då måste du gå till den här webbplatsen:

Träet måste klippas till 112 mm x 230 mm, och du måste slipa kantarna för att passa in i lager 3

Steg 7: Installera programvara

Gå till https://raspberrypi.org/ klicka på Ladda ner, klicka på Raspbian

• Packa upp den nedladdade filen till skrivbordet och använd Etcher för att blinka.img -filen till SD -kortet.
• Ta ut SD -kortet ur datorn och sätt in det i SD -kortplatsen på Raspberry Pi.
• Starta surfplattan genom att trycka på strömbrytaren på fodralets sida i 2 sekunder.
• Första gången det startar kommer det automatiskt att ändra storlek på partitionen för att fylla SD -kortet.

Efter det startar det om, och du bör vara i välkomstskärmen för Raspbian OS.

• Klicka på Nästa
• Klicka på Nästa igen
• Du kan hoppa över lösenordsinställningen för tillfället
• Du kan avfärda alternativet om den svarta ramen
• Välj routerns trådlösa nätverk och ange lösenordet. Du måste ha satt in ett USB -tangentbord vid denna tidpunkt eftersom det inte kommer att finnas något tangentbord på skärmen.
• Hoppa över uppdateringen på nästa skärm (vi kan göra det senare)
• Du är klar

Nu måste vi ställa in några inställningar så att vi kan komma åt surfplattan på distans.

• Klicka på Raspberry Pi -ikonen (uppe till vänster)
• Gå till Inställningar
• Gå till Raspberry Pi Configuration
• Klicka på fliken Gränssnitt
• Aktivera: SSH och kamera, I2C, SPI
• Klicka på Ok för att bekräfta och låta det starta om

Resten av arbetet kan utföras i en fjärrterminal i din vanliga dator:

• Med Putty (på Windows) eller Terminal (på Mac) loggar du in på hallon pi -surfplattan som:

  • ssh [email protected]
  • Standardlösenordet är hallon

• Ge sedan ut följande kommandon:

  • sudo su
  • apt-get uppdatering
  • git-klon
  • cd WM8960-Audio-HAT
  • ./install.sh
  • starta om

• Det startar om nu, loggar in igen, och du kan stanna som pi

  • sudo nano /boot/config.txt

  • Gör följande ändringar inuti nano:

    • hitta # hdmi_drive = 2 och ta bort # (okommentera) och ändra detta värde till 1
    • hitta dtparam = audio = on och lägg till ett # framför (kommentera det)
    • Lägg till en ny rad med hdmi_ignore_edid_audio = 1
  • Ctrl s (för att spara)
  • Ctrl x (för att avsluta)
  • sudo starta om

• Låt det nu starta om, logga in igen och gör följande:

  • sudo su
  • apt-get install libasound-dev
  • python -m pip install -uppgradera pip setuptools hjul
  • pip installera pyalsaaudio
  • utgång

• Du är nu tillbaka som pi -användare, nu får du projektet från GitHub

  git-klon

Nu måste du bygga de tre tjänsterna som får skärmen att rotera, volymen går upp och ner och fläkten slås på och av.

sudo nano /lib/systemd/system/PiTabAudio.service

[Enhet]

Beskrivning = Pi Tablet Audio Service After = multi-user.target [email protected] [Service] Typ = enkel ExecStart =/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/audio.py StandardInput = tty-force [Install] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl aktivera PiTabAudio.service
• sudo systemctl starta PiTabAudio.service
• sudo systemctl status PiTabAudio.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabScreen.service

[Enhet]

Beskrivning = Pi Tablet Screen Service After = multi-user.target [email protected] [Service] Användare = pi Group = pi Typ = enkel ExecStart =/usr/bin/python/home/pi/Raspberry-Pi-Tablet /Services/screen.py StandardInput = tty-force [Install] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl aktivera PiTabScreen.service
• sudo systemctl starta PiTabScreen.service
• sudo systemctl status PiTabScreen.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabFan.service

[Enhet]

Beskrivning = Pi Tablet-fläkttjänst After = multi-user.target [email protected] [Service] Typ = enkel ExecStart =/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/fan.py StandardInput = tty-force [Install] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl aktivera PiTabFan.service
• sudo systemctl starta PiTabFan.service
• sudo systemctl status PiTabFan.service
• sudo starta om

Nu kan vi installera PiJuice -verktyg och tjänster:

sudo apt-get install pijuice-gui

Det är allt folk!

Steg 8: Slutprodukten

Du borde vara klar nu och kan testa de olika funktionerna.

Jag hittade några fina svarta skruvar som passade fint i plastmuttrarna som vi limmade in i hörnen. Jag borrade ut hålen lite så mutterhuvudet sjönk in lite.

Tvåa i Raspberry Pi Contest 2020