Bärbar elektronikstation: 22 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Detta är en liten elektronisk arbetsstation som är avsedd att användas under resor, eller om du inte har tillräckligt med utrymme i ditt hus för en fullstor arbetsstation. Den har en inbyggd dator, oscilloskop, Arduino och andra funktioner.

Material:

Elektronikmaterial:

• Hallon Pi (1x)
• RCA -hankontakter (2x)
• USB -datorfläkt (1x)
• USB -tangentbord (1x)
• USB -förlängare (3x)
• USB -hane till han -kabel (1x)
• USB hona till hona adapter (1x)
• USB 1a telefonladdare (1x)
• Arduino Uno (1x)
• Brödbräda (1x)
• Strömförsörjning för brödbräda (1x)
• 9v batteriklämma (2x)
• 2,1 mm fatkontakt (2x)
• Pekskärm (1x)
• Bärbar högtalare (1x)
• Bärbar Power Bank (1x)
• Ljuddelare (1x)
• USB -ljudkort (1x)
• Micro SD -kort, minst 4 GB (1x)
• HDMI -kabel (1x)
• USB -hubb (1x)
• Micro USB -kabel med switch (1x)
• USB A till USB B -kabel (1x)
• 3,5 mm till RCA -kabel (1x)
• Nio volt batterier (2x)

Obs: USB -tangentbordet är nödvändigt för att fungera på Raspberry Pi ursprungligen, men kommer inte att användas i den färdiga stationen. Om du redan har ett USB -tangentbord kan du använda det istället för att köpa ett, eftersom det inte kommer att användas permanent på stationen.

Lådmaterial:

• 0,75 x 2 x 22,75 tum timmerremsor (4x)
• 0,75 x 2 x 17,75 tum strimlor av virke (4x)
• 17,75 x 24 0,25 tum ark av Masonite (2x)
• 1,25 x 3x 3 tum träklossar (4x)
• Butt gångjärn (2x)
• 1,5 tums skruvar eller spik
• Trälim
• Organizer Storage Container (4x)
• Arduino monteringsskruvar (1x)
• Silvertejp
• Superlim

Kontakta Cement

22,75 x 17,125 0,25 ark masonit (1x)

Lås (1x)

Verktyg:

• Dremel
• Mejsel
• Fintippad markör
• Sandpapper i grovkorn
• Lödkolv
• Borra
• Borrbitar

Steg 1: Konstruera lådan, del ett

Tyvärr var lådan jag använde för att göra arbetsstationen redan gjord, så jag har inga foton på lådan under konstruktionen. Men jag har en annan låda exakt, så jag kom på hur det gjordes och inkluderade instruktionerna här.

Skruva eller spik två av de kortare remsorna av virke i ändarna på två av två av de längre remsorna (huvudfoto). Skruva eller klistra fast ett av Masonite -arken på den rektangulära ramen du just gjort (foto högst upp till höger). Upprepa denna process en gång. Ställ dina två ramar sida vid sida, men inte riktigt rörande. Lägg dina gångjärn på plats (mitt till höger foto). Spåra gångjärnen på ramarna, i den position där de kommer att ställas in. Använd en mejsel för att hugga träet inuti de områden som du spårade tills gångjärnens toppar är i linje med träet (foto längst ner till höger). Skruva fast gångjärnen i de områden som du indragit med mejseln.

Steg 2: Konstruera lådan, del två

Ta det 22,75 x 17,125 tums ark Masonite och limma en av de 1,25 x 3 x 3 tum träklossarna på vart och ett av dess hörn, som visas på bilden till vänster. Masonitens sida med träklossarna på kommer att vara undersidan av huvudpanelen. Borra ett galler med ventilationshål på sidan av en av lådans halvor, som visas på bilden till vänster. Använd en borrstorlek på cirka 1/4 tum.

Steg 3: Konstruera lådan, del tre

I detta steg kommer du att montera behållarna för elektronikkomponenterna. Jag hade ett begränsat urval av behållartyper, så bilderna kommer inte att motsvara direkt till instruktionerna. Instruktionerna ska fortfarande fungera och faktiskt ge en mer effektiv användning av utrymmet än det system jag har. Ta de fyra förvaringsbehållarna och placera dem så att de passar alla i lådans halva utan ventilationshålen i den och kan öppnas i den position du valt. Spåra var och en av behållarna på Masonite i den position du valde. Använd sandpapper för att grova området inuti de platser du skisserade och behållarnas botten. Täck behållarnas botten och de ytor du grovt på Masoniten med kontaktcement. Vänta tills kontaktcementet torkat. När allt kontaktcement är torrt, tryck på de kontaktcementbelagda sidorna av behållarna mot motsvarande område av kontaktcementbelagd Masonite. Behållarna kan nu användas för att hålla elektronikkomponenter.

Steg 4: Montera pekskärmen

Klipp en rektangel av papper med mått 6,5 x 4,13 tum. Placera papperet på pekskärmens position i huvudfotot. Spåra runt fotot med en spetsig markör. Använd en Dremel med ett roterande skärhuvud för att skära längs de linjer du ritade. Ta bort rektangeln av Masonite som du skär ut. Gör en liten fördjupning i det nedre vänstra området av utskärningen för bandkabeln, som visas i bilden längst upp till vänster. Vänd Masonite -arket och stöd det på två lådor. Lägg försiktigt pekskärmen i fördjupningen, se till att kretskortets förlängning med skruvhålen i dem ligger säkert på Masonite -arket. Markera var skruvhålen på kretskortet möter Masonite. Borra små hål på de fläckar du markerat med hjälp av progressivt större borr tills skruvarna som medföljer pekskärmen passar genom hålen du borrade. Lägg tillbaka pekskärmen i fördjupningen. Skruva fast pekskärmen med de medföljande skruvarna. Anslut HDMI -kabeln och den medföljande USB -kabeln till skärmen, som visas i bilden längst ner till vänster. Se till att bakgrundsbelysningen är i på -läge, som visas i bilden längst ner till vänster.

Steg 5: Installera NOOBS på ett SD -kort

Det är nödvändigt att ladda ner NOOBS -systemet till ett tomt SD -kort. NOOBS står för New Out Of Box Software. Det är ett enklare sätt att installera Raspbian -operativsystemet i Raspberry Pi. För att hitta instruktioner, samt nedladdning, klicka här.

Steg 6: Konfigurera Raspberry Pi

Anslut HDMI- och USB -kablarna från pekskärmen till Raspberry Pi. Anslut USB -navet och USB -ljudkortet till Raspberry Pi. Sätt in SD -kortet i SD -kortplatsen på Raspberry Pi.

Steg 7: Limma USB -hubben

Välj först den plats där du vill att din USB -hubb ska limmas. Du kommer att limma den på undersidan av huvudpanelen, sidan med Raspberry Pi på den. Det bör vara en plats där den kan anslutas till Raspberry Pi medan Raspberry Pi är ansluten till pekskärmen. Försök att se till att ingen av kablarna är böjda medan USB -hubben är i den position du valde. Beskriv USB -hubben på det område där du vill limma den. Slipa området som du skisserat med grovt sandpapper. Slipa undersidan av USB -navet med samma sandpapper. Applicera ett lager kontaktcement på båda områdena som du slipade och låt dem torka. När båda områdena har torkat, tryck fast USB -navets belagda sida mot det område som du markerade. Fortsätt att trycka på i någon minut.

Steg 8: Montering av brödbrädan

Rengör området ovanför pekskärmen med en fuktig trasa, se till att den är fri från smuts och damm. Dra försiktigt bort skyddstejpen från baksidan av brödbrädan, var försiktig så att du inte tar bort det självhäftande lagret. Pressa baksidan av brödbrädan mot området du just rengjort tills det fastnar ordentligt. Anslut brödbrädans strömförsörjning till brödbrädet, som visas på huvudfotot. Se till att alla stiften på strömförsörjningskortets undersida är i linje med kraftskenorna på brödbrädet. Borra ett litet hål i Masonite, i ett läge nära pipen på strömförsörjningen. Anslut hanhylsans uttag till honkontakten på brödbrädans strömförsörjning. Skruva loss locket från hanfatskontakten. Dra ledningarna från 9v batteriklämman genom hålet du borrade i Masonite, se till att klämman sitter på undersidan och att trådarna är på toppen. Skjut tappkåpan som du skruvade över trådarna. Löd den positiva (röda) tråden från klämman till den inre polen på fatkontakten och den negativa (svarta) tråden till kontaktens yttre ring (foto längst ner till höger).

Steg 9: Montering av Powerbank

Placera din powerbank på framsidan av din låda (huvudfoto). Spåra runt powerbanken med en fintippad markör. Använd en Dremel för att klippa ut träet inuti det avsnitt som du skisserat. Använd Dremel för att göra två fördjupningar i träet bredvid hålet du just klippte, för laddnings- och utmatningskablarna (foto längst upp till höger). Anslut kabeln som medföljde powerbanken till powerbankens laddningssida och anslut kabeln med strömbrytaren på den till powerbankens utgångssida. Skjut in powerbanken i hålet som du skär för den. Powerbanken ska sitta säkert utan att vrida eller böja kablarna. Om powerbanken passar ordentligt, säkra den på plats med tejp. Anslut mikro -USB -änden på kabeln som går från powerbanken till mikro -USB -strömkontakten på Raspberry Pi. Spåra strömbrytaren i kabeln som går ut från powerbanken till Masonite, nära pekskärmen. Klipp ut detta område med Dremel. Skjut omkopplaren genom hålet tills toppen av omkopplaren är i linje med Masonite (foto längst ner till vänster). Limma omkopplaren på plats med Superlim. Se till att strömbrytaren är i avstängt läge.

Steg 10: Laddning

Skär ett 5/8 x 3/8 tum hål. Det är här du ansluter laddningskabeln till stationen. Placera USB -förlängaren på undersidan av Masonite -arket så att du kan se hela USB -porten genom hålet (huvudfoto). Markera var skruvarna går genom Masonite för att montera USB -förlängaren i detta läge. Borra 1/8 tum hål i alla markerade positioner. Skruva fast förlängaren med de medföljande skruvarna. Anslut USB -hon -till -hon -adaptern till USB -kabeln som går in i powerbanken. Anslut USB -förlängaren till den andra sidan av USB -adaptern. Anslut USB -hanen till USB -hankabeln i USB -telefonladdaren. För att ladda stationen, anslut mobiltelefonladdaren till USB -förlängaren med USB -hanen till han -kabeln. Du kanske vill använda en markör för att skriva "laddning" eller någon annan indikation nära USB -förlängaren för att skilja mellan den och data -USB -portarna. Obs! Powerbanken som används för denna Instructable stöder inte pass-through-laddning, vilket innebär att du inte kan ladda stationen och använda datorn samtidigt.

Steg 11: Montering av Arduino

Tyvärr kunde jag inte hitta ett kit med skruvar specifikt för att montera en Arduino, så jag har inkluderat en länk till ett kit med några bultar, muttrar och distanser. Placera först din Arduino direkt ovanför brödbrädan (foto till vänster). Använd din markör för att markera var du ska borra hål för skruvarna för att montera Arduino. Använd en 2 mm borr för att borra hål i alla positioner du markerat. Om bultarna som ingår i satsen inte går igenom hålen, använd en 2,5 mm borr för att förstora hålen. Placera din Arduino så att skruvhålen på Arduino ligger i linje med skruvhålen du borrade i Masonite. Dra skruvarna genom skruvhålen på Arduino och hålen du borrade i Masonite. Skruva fast en bult på slutet av var och en av skruvarna och dra åt (höger foto).

Steg 12: Arduino Power and Data

Raspberry Pi har inte tillräckligt med ström för att driva Arduino och pekskärmen samtidigt, så Arduino har en nio volt strömförsörjning för att driva den och en USB-kabel för dataöverföring. Borra ett litet hål i Masonite, i ett läge nära fatuttaget på Arduino. Anslut hanhylsans uttag till honkontakten på Arduino. Skruva loss locket från hanfatskontakten. Dra ledningarna från 9v batteriklämman genom hålet du borrade i Masonite, se till att klämman sitter på undersidan och att trådarna är på toppen. Skjut tappkåpan som du skruvade över trådarna. Löd den positiva (röda) tråden från klämman till den inre polen på fatkontakten och den negativa (svarta) tråden till kontaktens yttre ring. Skruva tillbaka locket till fatuttaget på fatuttaget. Borra ett 1/4 tum hål i Masonite, ungefär två och en halv tum från USB -kontakten på Arduino. Skär USB A till USB B -kabeln på mitten och kör sedan halvan med USB B -kontakten på den genom hålet du just borrade (vänster foto). Ta bort en tum av den yttre isoleringen från båda halvorna av sladden. Ta bort en halv tum isolering från var och en av de mindre trådarna i båda halvorna av kabeln. Vrid de utsatta delarna av de likfärgade trådarna från båda halvorna för att skapa en skarv. Vik skarven med eltejp för att isolera den. Upprepa denna process med alla trådar i kabeln. Linda den skarvade delen av kabeln med mer elektrisk tejp tills den är ordentligt täckt (mittfoto). Anslut kabeln till USB -navet (höger foto).

Steg 13: Installera Matchbox -tangentbord

Matchbox Keyboard är ett virtuellt tangentbord som kan användas för att skriva på Raspberry Pi utan att behöva ett externt USB -tangentbord. Anslut först USB -tangentbordet till Raspberry Pi. Slå sedan på Raspberry Pi. För att slå på Raspberry Pi, tryck på knappen på powerbanken och sätt strömbrytaren på. En NOOBS startskärm bör dyka upp. Välj Raspbian i listan med alternativ som startskärmen ger dig. Klicka på ikonen Installera. När Raspbian har laddat ner och Raspbian huvudskärm har kommit upp

För att installera Matchbox Keyboard, gå till Raspbian -terminalen och skriv dessa kommandon.

sudo apt-get install matchbox-keyboard

sudo starta om

När Raspberry Pi har startat om går du till Meny> Tillbehör och Matchbox -tangentbordet ska finnas där. Koppla ur USB -tangentbordet från Raspberry Pi och stäng av Raspberry Pi. För att stänga av Raspberry Pi, gå till Meny> Avstängning> Stäng av. När den gröna indikatorlampan på Raspberry Pi slutar blinka kan du stänga av strömbrytaren.

Steg 14: Gör oscilloskopet

Slå först på powerbanken. När Raspberry Pi har startat, gå till Meny> Inställningar> Lägg till/ta bort programvara. Skriv "digitalt oscilloskop" i den inbyggda sökmotorn. När resultaten kommer upp väljer du programvaran märkt "digitalt oscilloskop" och klickar på installationsknappen. När skärmen visar att programvaran har laddats stängs fönstret. Kontrollera menyn. Det bör finnas ett nytt avsnitt, märkt "Ham Radio". I det här avsnittet bör du hitta oscilloskopprogramvaran. Gå till Meny> Inställningar> Ljudenhetsinställningar. Kontrollera om du kan ställa in USB -ljudkortet som ljudutgång. Om inte, gå hit för att se en sida om installation av nödvändiga drivrutiner. Anslut 3,5 mm till RCA -kabeln i mikrofonkontakten på ljudkortet. Borra två 7/16 tum hål i Masonite inom sex tum från ljudkortet. Skjut RCA -kontakterna genom hålen från botten tills plastbeläggningen är i linje med Masonite (vänster foto).

Steg 15: Gör oscilloskopproberna

Det finns olika typer av oscilloskopprober, till exempel 1x, 5x och 10x. Var och en av dessa sondtyper delar spänningen med talet i början av dess namn. För att göra en 1x -sond, anslut en kabel till var och en av ledningarna på en RCA -hane. Anslut en svart krokodilklämma till tråden som går till kontaktens yttre ring och en röd krokodilklämma till tråden som går till den inre stiftet på RCA -kontakten. Om du vill kan du byta ut det röda alligatorklippet mot en sond efter eget val, till exempel ett pogoklipp eller minigrabber. Sonder utan 1x är svårare att göra, eftersom de behöver dela signalerna med ett fast nummer utan att skapa någon förvrängning. Om du vill göra andra typer av sonder, gå hit för en guide. Obs: medan guiden använder BNC -kontakter använder detta projekt RCA -kontakter.

Steg 16: Montering av högtalaren

Placera först ditt ark Masonite med elektroniken monterad på den i lådans halva med powerbanken i den. Placera högtalaren bredvid en av lådans sidor (foto längst till vänster). Placera högtalaren ovanpå Masoniten och spåra runt den. Använd Dremel för att klippa ut Masonite inom området som är markerat. Ta bort Masonite -delen med elektroniken i lådan. Använd Dremel för att göra en fördjupning på sidan av lådan för laddningskabeln. Placera kabeln i fördjupningen och fyll resten av fördjupningen med en blandning av sågspån från skärning av fördjupningen och trälim (mitt i vänster foto). Vänta tills limmet har torkat. Gör en annan fördjupning för att komma åt strömbrytaren på/av på högtalaren på sidan av lådan, var försiktig så att du inte bryter in i fördjupningen för strömkabeln (mitt i höger foto). Anslut 3,5 mm -kabeln som medföljer högtalaren till högtalaren. Anslut högtalaren till laddningskabeln som är monterad i lådan. Anslut den andra änden av 3,5 mm -kabeln till ljuddelaren. Borra ett hål i sidan av lådan med samma diameter som utsidan av en av de 3,5 mm hona på delaren. Skjut splitteränden genom hålet tills dess ände är i linje med utsidan av lådan (längst till höger foto). Detta kommer att vara arbetsstationens hörlursutgång.

Steg 17: USB -tillägg

Anslut de två återstående USB -förlängarna till USB -hubben. Skär två 5/8 x 3/8 tum hål, ungefär två tum från varandra. Placera USB -förlängarna på undersidan av Masonite -arket så att du kan se hela USB -porten genom hålet (huvudfoto). Markera var skruvarna går genom Masonite för att montera USB -förlängaren i detta läge. Gör detta på båda hålen. Borra 1/8 tum hål i alla markerade positioner. Skruva fast förlängarna med de medföljande skruvarna.

Steg 18: Montering av fläkten

Anslut USB -datorns fläkt till USB -hubben. Placera fläkten i ett läge nära Raspberry Pi och så nära ventilationshålen som möjligt. Spåra det cirkulära området med de exponerade fläktbladen på Masonite. Använd Dremel för att klippa ut detta område (huvudfoto). Markera skruvhål för montering av fläkten. Borra hål på alla platser du markerat med en 9/64 tums borr. Använd de medföljande monteringsskruvarna för att skruva fast fläkten.

Steg 19: Installera Arduino IDE

Att installera Arduino IDE på en Raspberry Pi är väldigt enkelt. Kontrollera först att ditt Raspbian -operativsystem är uppdaterat. Du kan göra detta genom att köra följande kommandon i terminalen.

sudo apt-get uppdatering

sudo apt-get uppgradering

För att installera Arduino IDE, kör helt enkelt det här kommandot.

sudo apt-get install arduino

Steg 20: Raspberry Pi -indikatorlampa

Om du är väldigt bra på att lödda kan du ta bort den gröna lysdioden på Raspberry Pi och ansluta i stället en annan lysdiod som är monterad på Masonite -panelen. Men eftersom jag inte var särskilt bra på att löda, borrade jag helt enkelt ett hål i Masonite så att jag kunde se den befintliga LED -indikatorn (huvudfoto).

Steg 21: Avsluta elektroniken

Om fatkontakten för Arduino är ansluten till Arduino, koppla ur den. Anslut ett nio volt batteri till var och en av de nio volt batteriklämmorna. Se till att fatkontakten är ansluten till brödbrädans strömförsörjning och att strömbrytaren på strömförsörjningen är avstängd. Lägg arket Masonite med elektroniken på plats i lådan (huvudfoto). För att använda Raspberry Pi, tryck på knappen på powerbanken och sätt på strömbrytaren för att slå på den. För att stänga av det, gå till Meny> Avstängning> Stäng av. Vänta medan Raspberry Pi: s gröna lysdiod blinkar snabbt ett tag och ger sedan en lång blinkning och stängs av. Stäng sedan av strömbrytaren. För att använda oscilloskopet, slå på Raspberry Pi och gå till Meny> Skinkradio> Oscilloskop. För att använda Arduino, anslut först fatkontakten till Arduino och anslut sedan Arduino till Raspberry Pi. Du kan programmera Arduino från Arduino IDE installerat på Raspberry Pi. För att använda högtalaren, använd indragningen på sidan av lådan för att slå på högtalaren innan du spelar upp ljud över den. Alternativt har stationen Bluetooth -funktioner och en 3,5 mm utgång, så du behöver inte använda högtalaren.

Steg 22: Slutsats och förbättringar

Det är allt som krävs för att bygga en bärbar elektronikstation som kommer att vara användbar för de flesta elektronikprojekt. Jag inkluderade också en RCA -bildskärm och kretsar för att driva bildskärmen, men eftersom de flesta människor inte skulle behöva detta valde jag att inte inkludera den i denna instruerbara. Tyvärr kunde jag inte hitta ett sätt att få högtalaren att sättas på automatiskt, så du måste använda indragningen på sidan av lådan för att slå på och stänga av högtalaren. Det bör också vara möjligt att designa din egen förstärkta högtalare för stationen. Vid något tillfälle skulle det vara trevligt att uppgradera powerbanken till en mer högkapacitets powerbank, en som stöder pass-through-laddning, men det här var den enda jag kunde hitta som hade en laddningsmätare och strömbrytaren på samma sida. Jag skulle också vilja utforma fläkten så att den slås på när en temperatursensor detekterar tillräckligt hög temperatur för att slå på den, istället för att fläkten alltid är på. Det är de enda verkligen nödvändiga eller pressande ändringarna som ska göras. Om någon har andra ändrings- eller förbättringsidéer, vänligen nämn det i kommentarfältet nedan.