Raspberry Pi och Arduino Laptop: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Sedan den dagen jag hörde talas om och fick spela med Raspberry Pi en för några år sedan har jag velat göra en Raspberry Pi -driven bärbar dator av den och nu med hyran av Raspberry Pi tre har jag bestämt mig för att äntligen se det igenom. Nu är det inte första gången jag försöker göra en fullt fungerande bärbar dator med en Raspberry Pi, varannan gång jag har provat har projektet varit fullt av fel med allt från trasiga bandkablar till att ta reda på gångjärnsmekanismen men jag har kunnat lära av dessa misslyckanden och jag hoppas kunna visa dig hur du kan undvika dem när du gör din egen. Så låt oss komma igång!

Steg 1: Vad vill vi att det ska göra

Innan vi kan börja välja och köpa de delar vi ska använda måste vi räkna ut allt vi vill att vår bärbara dator ska kunna göra, till exempel vill jag att min bärbara dator ska ha:

• integrerad mus (styrplatta)
• lång batteritid
• minst 2 USB -portar
• fullt tangentbord
• integrerad Arduino -driven batteriläsare
• integrerad Arduino med sidhuvuden för att ansluta komponenter till
• liten formfaktor

Eftersom vi använder Pi 3 behöver vi inte oroa oss för att köpa en Wifi- eller Bluetooth -dongel eftersom det har allt integrerat. Nu är den här listan absolut inte exklusiv, det finns många andra saker som kan läggas till för att göra detta till en bättre bärbar dator men jag tror att funktionerna som jag lägger till kommer att ge den en fantastisk användbarhet, till exempel den integrerade Arduino -drivna batteriläsaren som kommer att vara en liten OLED -skärm bredvid huvudskärmen som permanent visar batteriprocent och spänning, en annan funktion som jag verkligen gillar är den integrerade Arduino med rubriker, det här är i grunden en Arduino med manliga rubriker lödda på den, det är små hål skurna i fallet som ge användaren åtkomst till hanstiften och koppla in komponenter, så allt detta är verkligen bara en Arduino inbyggd i den bärbara datorn så att vi alltid har en Arduino till hands.

Steg 2: Delar

För detta projekt kommer vi att behöva ganska många delar, vi kommer att behöva:

• x1 Raspberry Pi 3 (Här)
• x2 Arduino Micro (här)
• x1 Seven inch Raspberry PI -skärm (här)
• x3 Litium 18650 batterier (här)
• x1 Powerbank -krets (här)
• x1 USB -hubb (här)
• x1 Mini USB -tangentbord (här)
• x1 Manlig USB (här)
• x1 SPI OLED (Här)
• Förstärkt kartong

Vi kommer också att behöva styrplattan som vi gjorde i ett tidigare projekt, du kan hitta hela handledningen här. Återigen är detta absolut ingen exklusiv lista, det som är trevligt med dessa delar är att majoriteten inte är beroende av varandra så att du kan byta delar för vad du vill. Vi har många delar att installera så för att göra det enklare ska vi konfigurera dem individuellt och sedan kan vi sätta ihop dem i slutet.

Steg 3: Konfigurera Pi och skärm

Låt oss börja med vår PI och skärm, vår skärm ansluts inte till vår Pi via HDMI -porten utan snarare via en 50 -stifts bandkabel som ansluts till Pis GPIO men om du bara ansluter den och startar Pi så vann den ' t fungerar måste vi redigera några kodrader i startfilen för Pi.

Vi börjar med att ladda ner en ny Raspbian -bild Här skriver vi den till vårt SD -kort med 7Zip (eller vilken programvara som helst som fungerar för dig). Nu när det är skrivet måste vi öppna en fil på SD -kortet som heter config.txt och lägga till lite kod. Vad den här koden gör är att berätta för Pi att skicka skärmdata via GPIO -rubrikerna snarare än HDMI -porten (HDMI är standard) vid start. Att sätta in koden är verkligen enkelt. Öppna config.txt med ett anteckningsblock program, för Windows använder jag anteckningsblock ++, och kopiera den här koden till filen config.txt nu spara och stäng och det ska fungera när SD -kortet är anslutet till Pi. Om det ser för ljust eller för svagt ut, vrid den lilla petentiomotorn på kretskortet tills det ser rätt ut.

Vår Pi behöver också fysisk modifiering för att passa in i vårt fodral ordentligt. Vi kommer att behöva avlöda en av duell usb -portarna, detta görs genom att lägga en ganska stor mängd löd på stiften på USB -kontakten och långsamt rocka tillbaka den och tills det blir gratis. Vi gör detta för att vi måste löda en usb -hubb till Pi för att ansluta alla våra inmatningsenheter.

Koden:

dtoverlay = dpi24enable_dpi_lcd = 1 display_default_lcd = 1 dpi_group = 2 dpi_mode = 87 dpi_output_format = 0x6f005 hdmi_cvt 1024600 60 6 0 0 0

Steg 4: Installera batteriet

Vårt batteri använder 3 18650 batterier som har en kapacitet på 2400 mAh vardera, parallellt har de tre cellerna en total kapacitet på 7200 mAh, vår pi med allt inkopplat drar runt 1 Amp vilket betyder att våra 3 celler kan driva pi för ungefär 4,5 - 5 timmar men detta kan ökas genom att lägga till fler batterier om du vill. För att bygga det måste vi ladda alla 3 celler ända upp till 4,2 volt individuellt eftersom anslutning av litiumceller är mycket farligt om de har olika laddningstillstånd (olika spänningar) för att undvika detta är det enklaste att se till att alla är fulladdade innan de ansluts dem.

Nu vill vi ansluta dessa celler parallellt för att göra detta, vi ansluter alla positiva terminaler tillsammans och ansluter sedan alla negativa terminaler tillsammans, använder tjock tråd eftersom mycket ström kan passera mellan dessa batterier vilket skulle värma upp en tunnare tråd. anslut nu batteriernas negativa och postterminal till de negativa och positiva ingångarna på powerbankkretsen respektive och det är allt för batteriet!

Istället för att använda en powerbank -krets som jag har använt här kan du använda en litiumladdare för att ladda cellerna till 4,2 volt och boost -omvandlare för att öka 4,2 volt till 5 volt, men detta kommer i slutändan att göra exakt samma sak som powerbanken krets och skulle ta mer plats.

Steg 5: Installera batteridisplayen

Nu för att ställa in batteridisplayen är det här steget absolut inte så nödvändigt eftersom du kan läsa batterispänningen genom Pis GPIO och visa batterinivån genom programvara, men jag ville lägga till detta eftersom jag tror att OLED -skärmen ger hela bärbar dator en riktigt cool DIY -look. För att göra det måste vi lödda vår OLED -skärm till vår Arduino, den OLED -im som använder är inte en SPI -version så jag måste löd 7 stift till Arduino.

Pinout är följande:

• OLED ------------------- Arduino
• Vila - stift 7
• DC - stift 12
• CS - stift 9
• DIN - stift 11
• CLK - Pin 13
• VCC - 5 volt
• Mark - mark

Innan vi kan ladda upp vår kod måste vi göra våra spänningssonder som ansluter Arduino till batteriet och låter den läsa batterispänningen vi behöver för att löda 2 10 ohm motstånd i en spänningsdelare (se bilder) till A0 och Jordstift på Arduino som sedan kan anslutas till batteriet, A0 går till positivt och mark går till mark. Vi behöver också en strömkälla för vår skärm så vi måste löda ytterligare en tråd till jord och en till VIN på Arduino som vi kommer att ansluta till powerbank -kretsen senare för ström.

Slutligen kan vi ladda upp vår kod som finns nedan.

Steg 6: Konfigurera resten av delarna

Så vi har satt upp alla huvuddelar och nu allt vi behöver för att ställa in de mindre och enklare delarna. Från och med tangentbordet måste vi ta bort det från höljet det kom i (det är tänkt att användas med en 7 -tums surfplatta) allt vi behöver göra är att klippa det falska lädret runt tangentbordet och dra det och dess krets ut, det är det lätt du kommer att se det finns 4 ledningar som vi kommer att löda till vår USB -hubb senare.

Spårplattan behöver också minimal installation eftersom allt vi behöver göra är att ta den här som vi gjorde i ett tidigare projekt och få en mikro-USB-kabel för att ansluta den till vårt USB-hubb, du kan se hur detta gjordes här.

Slutligen måste vår interna Arduino ha rubriker lödda på alla dess stift, det är enklast att göra detta genom att sätta dessa stift och Arduino på ett brödbräda och sedan löda dem på plats eftersom detta kommer att hålla dem raka, då får vi bara en annan mikro USB -kabel för att ansluta Arduino till USB -hubben. Nu är allt klart så att vi kan börja sätta ihop saker!

Steg 7: Kretsen (ansluta allt)

Vid denna tidpunkt har vi individuellt satt ihop alla delar nu måste vi ansluta dem till varandra för att göra invändiga delar av vår bärbara dator.

Vi börjar med att ansluta USB-hubben till en av de två USB-enheter som vi avlödde tidigare, den andra USB-enheten löds sedan till en kvinnlig USB-port som placeras på andra sidan av den bärbara datorn med några långa trådar, nu lödar du styrplattan, Tangentbord och intern Arduino till USB -hubben. Därefter lödde vi 5 volt -utgången från vår powerbank -krets till 5 volt -ingången på hallonpi med hjälp av en mikro -USB -kabel eller till och med den dedikerade 5 volt och marklödkudden som finns under Pi.

Detta är allt för basen nu kan vi flytta till skärmen halva det finns bara 2 delar i vår skärm, huvudskärmen och batteridisplayen, allt vi behöver göra är att ansluta 50 -stifts bandkabel till huvudskärmen och till 50 stiftkontakt på hallon pi. Därefter måste vi driva 3 långa kablar från Arduino -batteridisplayen, det här är batteriläsnings- och strömkablar som vi pratade om tidigare, kabeln ansluten till stift A0 kopplas till den positiva anslutningen på batteriet, VIN -stiftet ansluts till 5 volt uteffekt på powerbank -kretsen och marken går till marken.

Naturligtvis någon gång kanske vi vill stänga av det här så vi kommer att lägga till en omkopplare mellan jordanslutningen från kraftbanken till hallon -pi som gör att vi helt kan bryta strömmen till systemet. Jag behöver notera att det är dåligt att bara bryta strömmen till hallon pi, så att förforma en programvara innan strömmen är idealisk, detta kan göras genom att bara klicka på stäng av i hallon pi -alternativen.

Steg 8: Fallet

Nu har jag tyvärr ingen 3D -skrivare men vi kan göra ett mycket robust och snyggt (min åsikt) fodral av lite formbar plast och kartong. Tanken bakom detta är att väggarna i fodralet ska vara gjorda av en kartong med den formbara plasten som används inuti höljet för att hålla ihop allt och göra det mer robust. nyckeln till att göra detta är att mäta kartongstorlekarna som behövs och klippa ut, kartongen limmas sedan ihop med superlim, med varmt lim vid denna tidpunkt lämnas ofta en synlig linje som ser väldigt ful ut, det bästa är att tänka på att göra sätt ihop bitarna med hjälp av superlim och förstärk det med varmt lim på insidan följt av ett lager av den formbara plasten. Jag har lämnat måtten för mitt fall här om du väljer att gå denna väg men om du har en 3D -skrivare tror jag att det är de snyggare alternativen (låt mig se hur det blir i kommentarerna!).

Steg 9: Skärmgångjärn

Konstigt nog tyckte jag att den här delen av projektet var den svåraste även om det verkar vara en så lätt del. Vad vi behöver göra är att få en mycket stel gångjärn, jag vet att det är lättare sagt än gjort men ett bra ställe att börja leta är i gamla bärbara datorer eller skärmar, du kan hitta dessa för nästan ingenting på ewaiste -anläggningar. När du väl har fått gångjärnet gör du ett snäpp på skärmens botten och högst upp på basen och fyller dessa hack med den formbara plasten som jag talade om tidigare. Medan det fortfarande är varmt och formbart börjar trycka in gångjärnet i det och säkra det på plats, eftersom det här torkar så hårt kommer det inte att bli några problem med att gångjärnet någonsin lossnar. Om du gör ett misstag kan en hårtork användas för att åter smälta protoplattan och den kan sedan formas om eller tas bort.

Steg 10: Saker att se upp för/förbättra

När jag gjorde detta projekt stötte jag på en hel del problem som bromsade mig eller kunde ha kostat mig mycket pengar, den första och mest irriterande var bandkabeln. Bandkablar är inte avsedda att anslutas och kopplas ur många gånger och tyvärr är detta något jag gör mycket under testet som faktiskt bröt min från slitage (jag beställde en ny) så se till att vara mycket försiktig med det. En annan sak som irriterade mig när jag testade den här bärbara datorn var att jag fortsatte att ladda upp kod till fel intern Arduino! i basen har vi 2 Arduinos anslutna till hallon pi den första är den som styr styrplattan och den andra är den Arduino som vi installerade för att användas som en intern Arduino, uppstår irritationen när jag av misstag laddar upp min skiss till styrplattan Arduino snarare än Arduino jag ville ladda upp den till, det här strular förstås med vår track-pad vilket gör den oanvändbar tills vi laddar upp koden igen så se bara till att du vet vilken Arduino som är i Arduino IDE.

Med allt detta sagt måste jag säga att detta inte är ett mycket utmanande projekt eftersom det krävdes minimal kod och människorna på Raspberry Pi -stiftelsen har gjort processen med att få Pi -enheten konfigurerad och fungerande väldigt enkel.

Steg 11: Slutlig

Vid denna tidpunkt är den bärbara datorn fullt fungerande, jag har använt min nästan varje dag för att ta anteckningar, det fungerar bra för detta eftersom Raspbian OS kommer med libraoffice så att använda detta som skola eller arbetsbärbara datorer är en riktigt bra idé. Den ansluter också till WiFi- och Bluetooth -nätverk vilket gör det enkelt att titta på YouTube och andra webbsidor och för att göra det ännu bättre finns det massor av spel som kommer att köras på hallon pi med allt från minecraft till klassiska gamla NES -spel som gör mycket roligt med lång batteritid. Sammantaget är detta ett riktigt roligt projekt och jag rekommenderar verkligen att testa det.

Om du har några frågor vänligen kommentera eller skicka ett meddelande till mig och försök så gott jag kan att återkomma till dig.

Tvåa i Raspberry Pi -tävlingen 2017