Raspberry Pi und Arduino Laptop - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Seit dem Tag, an dem ich vor ein paar Jahren von dem Raspberry Pi gehört habe und damit spielen durfte, wollte ich einen Raspberry Pi-betriebenen Laptop daraus machen und jetzt mit dem Raspberry Pi drei habe ich beschlossen, ihn endlich zu sehen es durch. Dies ist nicht mein erster Versuch, einen voll funktionsfähigen Laptop mit einem Raspberry Pi zu bauen Ich konnte aus diesen Fehlern lernen und hoffe, Ihnen zu zeigen, wie Sie sie vermeiden können, wenn Sie Ihre eigenen machen. Also lasst uns anfangen!

Schritt 1: Was wollen wir tun?

Bevor wir mit der Auswahl und dem Kauf der Teile beginnen können, die wir verwenden werden, müssen wir herausfinden, was unser Laptop kann, zum Beispiel soll mein Laptop haben:

• integrierte Maus (Trackpad)
• lange Akkulaufzeit
• mindestens 2 USB-Anschlüsse
• volle Tastatur
• integrierter Arduino-betriebener Batterieleser
• integriertes Arduino mit Headern zum Einstecken von Komponenten in
• kleiner Formfaktor

Da wir den Pi 3 verwenden, müssen wir uns keine Gedanken über den Kauf eines Wifi- oder Bluetooth-Dongles machen, da er alles integriert hat. Nun, diese Liste ist keineswegs exklusiv, es gibt viele andere Dinge, die hinzugefügt werden können, um dies zu einem besseren Laptop zu machen, aber ich denke, die Funktionen, die ich hinzufüge, werden ihm eine großartige Benutzerfreundlichkeit verleihen, wie z OLED-Bildschirm neben dem Hauptbildschirm, der permanent den Batterieprozentsatz und die Spannung anzeigt, ein weiteres Feature, das ich sehr mag, ist das integrierte Arduino mit Headern Ermöglichen Sie dem Benutzer, auf die männlichen Pins zuzugreifen und Komponenten einzustecken.

Schritt 2: Teile

Für dieses Projekt benötigen wir ziemlich viele Teile, wir benötigen:

• x1 Raspberry Pi 3 (hier)
• x2 Arduino-Mikro (hier)
• x1 Sieben-Zoll-Raspberry-PI-Bildschirm (hier)
• x3 Lithium 18650 Batterien (hier)
• x1 Powerbank-Schaltung (Hier)
• x1 USB-Hub (hier)
• x1 Mini-USB-Tastatur (hier)
• x1 Stecker USB (hier)
• x1 SPI-OLED (hier)
• Verstärkter Karton

Wir werden auch das Trackpad benötigen, das wir in einem früheren Projekt erstellt haben. Das vollständige Tutorial finden Sie hier. Auch hier handelt es sich keineswegs um eine exklusive Liste, das Schöne an diesen Teilen ist, dass die Mehrheit nicht voneinander abhängig ist, sodass Sie Teile gegen alles austauschen können, was Sie wollen. Wir müssen viele Teile einrichten, um es einfacher zu machen, werden wir sie einzeln einrichten und am Ende können wir sie alle zusammenbauen.

Schritt 3: Einrichten des Pi und des Bildschirms

Beginnen wir mit unserem PI und dem Bildschirm, unser Bildschirm wird nicht über den HDMI-Anschluss mit unserem Pi verbunden, sondern über ein 50-poliges Flachbandkabel, das an den Pis-GPIO angeschlossen wird. Wenn Sie es jedoch einfach anschließen und den Pi starten, wird es ' funktioniert nicht, wir müssen einige Codezeilen in der Startdatei für den Pi bearbeiten.

Wir beginnen dies, indem wir ein frisches Raspbian-Image herunterladen Hier, dann schreiben wir es mit 7Zip (oder einer anderen Software, die für Sie funktioniert) auf unsere SD-Karte. Sobald es geschrieben wurde, müssen wir eine Datei auf der SD-Karte namens config.txt öffnen und etwas Code hinzufügen. Dieser Code weist den Pi an, die Bildschirmdaten beim Start über die GPIO-Header und nicht über den HDMI-Anschluss (HDMI ist die Standardeinstellung) zu senden. Das Einfügen des Codes ist wirklich einfach. Öffnen Sie die config.txt mit einem Notepad-Programm, für Windows verwende ich Notepad ++, und kopieren Sie diesen Code in die config.txt-Datei jetzt speichern und schließen und es sollte funktionieren, sobald die SD-Karte wieder in den Pi gesteckt wird. Wenn es zu hell oder zu dunkel aussieht, drehen Sie das kleine Petentiomoter auf der Bildschirmplatine, bis es richtig aussieht.

Unser Pi muss auch physisch modifiziert werden, um richtig in unser Gehäuse zu passen. Wir müssen einen der Duell-USB-Anschlüsse entlöten. Dies geschieht, indem eine ziemlich große Menge Lötzinn auf die Pins des USB-Anschlusses aufgetragen und langsam zurückgeschwenkt wird und weiter, bis es frei wird. Wir tun dies, weil wir einen USB-Hub an den Pi anlöten müssen, um alle unsere Eingabegeräte anzuschließen.

Der Code:

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

Schritt 4: Einrichten der Batterie

Unsere Batterie verwendet 3 18650-Batterien mit einer Kapazität von jeweils 2400 mAh, parallel haben die 3 Zellen eine Gesamtkapazität von 7200 mAh, unser Pi mit allem eingesteckten Strom zieht etwa 1 Ampere, was bedeutet, dass unsere 3 Zellen den Pi für ungefähr 4,5 mit Strom versorgen können - 5 Stunden, kann aber durch Hinzufügen weiterer Batterien verlängert werden, wenn Sie möchten. Um es zu bauen, müssen wir alle 3 Zellen einzeln bis zu 4,2 Volt aufladen, da das Anschließen von Lithiumzellen sehr gefährlich ist, wenn sie unterschiedliche Ladezustände (unterschiedliche Spannungen) haben Sie.

Jetzt möchten wir diese Zellen parallel schalten, dazu verbinden wir alle positiven Pole miteinander und verbinden dann alle negativen Pole miteinander. Verwenden Sie dicken Draht, da zwischen diesen Batterien viel Strom fließen könnte, der einen dünneren Draht erhitzen würde. Verbinden Sie nun den Minus- und Postie-Pol der Batterien mit den Minus- und Plus-Eingangsklemmen der Powerbank-Schaltung und das ist alles für die Batterie!

Anstatt eine Powerbank-Schaltung zu verwenden, wie ich sie hier verwendet habe, können Sie ein Lithium-Ladegerät verwenden, um die Zellen auf 4,2 Volt aufzuladen, und einen Aufwärtswandler, um die 4,2 Volt auf 5 Volt zu erhöhen, aber dies wird letztendlich genau dasselbe tun wie die Powerbank Schaltung und würde mehr Platz beanspruchen.

Schritt 5: Einrichten der Batterieanzeige

Um nun die Batterieanzeige einzurichten, ist dieser Schritt auf jeden Fall nicht so notwendig, da man die Batteriespannung über den Pis GPIO ablesen und den Batteriestand per Software anzeigen konnte, aber ich wollte dies hinzufügen, weil ich denke, der OLED-Bildschirm gibt das ganze ab Laptop einen wirklich coolen DIY-Look. Um es zu machen, müssen wir unseren OLED-Bildschirm an unser Arduino löten, das OLED, das ich verwende, ist keine SPI-Version, also muss ich 7 Pins an das Arduino löten.

Die Pinbelegung ist wie folgt:

• OLED------------------Arduino
• Ruhe - Stift 7
• Gleichstrom - Stift 12
• CS - Stift 9
• DIN - Stift 11
• CLK - Stift 13
• VCC - 5 Volt
• Boden - Boden

Bevor wir unseren Code hochladen können, müssen wir unsere Spannungssonden herstellen, die das Arduino mit der Batterie verbinden und es ihm ermöglichen, die Batteriespannung zu lesen. Wir müssen 2 10-Ohm-Widerstände in einer Spannungsteilerkonfiguration (siehe Fotos) an die A0 und löten Massestifte auf dem Arduino, die dann mit der Batterie verbunden werden können, A0 geht auf Plus und Masse geht auf Masse. Wir brauchen auch eine Stromquelle für unseren Bildschirm, also müssen wir einen weiteren Draht an Masse und einen an VIN auf dem Arduino löten, den wir später für die Stromversorgung mit der Powerbank-Schaltung verbinden werden.

Schließlich können wir unseren Code hochladen, den Sie unten finden.

Schritt 6: Einrichten der restlichen Teile

Wir haben also alle Hauptteile eingerichtet und müssen jetzt nur noch die kleineren und einfacheren Teile einstellen. Beginnend mit der Tastatur müssen wir sie aus dem Gehäuse entfernen, in dem sie geliefert wurde (es ist für die Verwendung mit einem 7-Zoll-Tablet vorgesehen). Alles, was wir tun müssen, ist das Kunstleder um die Tastatur herum zu schneiden und es und seinen Schaltkreis herauszuziehen, das ist Sie werden sehen, dass es 4 Drähte gibt, die wir später an unseren USB-Hub löten werden.

Das Trackpad benötigt auch nur minimale Einstellungen, da wir nur dieses in einem früheren Projekt erstellte nehmen und ein Micro-USB-Kabel besorgen, um es an unseren USB-Hub anzuschließen. Sie können hier sehen, wie dies gemacht wurde.

Schließlich muss unser interner Arduino Header auf alle seine Pins gelötet haben USB-Kabel zum Verbinden des Arduino mit dem USB-Hub. Jetzt ist alles vorbereitet, damit wir anfangen können, Dinge zusammenzustellen!

Schritt 7: Die Schaltung (alles verbinden)

An dieser Stelle haben wir alle Teile einzeln zusammengestellt, jetzt müssen wir sie miteinander verbinden, um das Innenleben unseres Laptops herzustellen.

Wir beginnen damit, dass wir den USB-Hub an einen der beiden USBs anschließen, die wir zuvor entlötet haben, der zweite USB wird dann mit einigen langen Drähten an eine USB-Buchse gelötet, die auf der anderen Seite des Laptops platziert ist, löten Sie nun das Trackpad an, Tastatur und internes Arduino an den USB-Hub. Als nächstes verlöten wir den 5-Volt-Ausgang unserer Powerbank-Schaltung mit einem Micro-USB-Kabel oder sogar dem dedizierten 5-Volt- und Masse-Lötpad, das sich unter dem Pi befindet, mit dem 5-Volt-Eingang des Raspberry Pi.

Das ist alles für die Basis jetzt können wir auf die Bildschirmhälfte gehen es gibt nur 2 Teile in unserem Bildschirm, den Hauptbildschirm und die Batterieanzeige, alles was wir tun müssen ist das 50-polige Flachbandkabel an den Hauptbildschirm und an die 50. anzuschließen Pin-Anschluss auf dem Himbeer-Pi. Als nächstes müssen wir 3 lange Kabel vom Arduino-Batteriedisplay verlegen, dies sind die Batterielese- und Stromkabel, über die wir zuvor gesprochen haben, das mit Pin A0 verbundene Kabel wird mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden, der VIN-Pin wird verbunden auf 5 Volt Ausgang an der Powerbank-Schaltung und Masse geht auf Masse.

Natürlich möchten wir dies irgendwann vielleicht ausschalten, damit wir einen Schalter zwischen der Masseverbindung von der Powerbank zum Himbeer-Pi hinzufügen, der es uns ermöglicht, die Stromversorgung des Systems vollständig zu unterbrechen. Ich muss anmerken, dass es schlecht ist, nur die Stromversorgung des Himbeer-Pi zu unterbrechen.

Schritt 8: Der Fall

Jetzt habe ich leider keinen 3D-Drucker, aber wir können aus etwas formbarem Kunststoff und Pappe ein sehr robustes und gut aussehendes (meiner Meinung nach) Gehäuse herstellen. Die Idee dahinter ist, dass die Wände des Gehäuses aus einem Karton bestehen, wobei der formbare Kunststoff im Inneren des Gehäuses verwendet wird, um alles zusammenzuhalten und es stabiler zu machen. Der Schlüssel dazu ist, die benötigten Kartongrößen abzumessen und zuzuschneiden, der Karton wird dann mit Sekundenkleber zusammengeklebt, mit Heißkleber hinterlässt an dieser Stelle oft eine sichtbare Linie, die sehr hässlich aussieht, am besten ist es Setzen Sie die Teile mit Sekundenkleber zusammen und verstärken Sie sie mit Heißkleber auf der Innenseite, gefolgt von einer Schicht des formbaren Kunststoffs. Ich habe die Abmessungen für meinen Fall hier gelassen, wenn Sie sich für diesen Weg entscheiden, aber wenn Sie einen 3D-Drucker haben, denke ich, dass dies die besseren Optionen sind (lass mich in den Kommentaren sehen, wie es aussieht!).

Schritt 9: Bildschirmscharnier

Seltsamerweise fand ich diesen Teil des Projekts am schwierigsten, obwohl er so einfach zu sein scheint. Was wir tun müssen, ist ein sehr steifes Scharnier zu bekommen, ich weiß, es ist leichter gesagt als getan, aber ein guter Ort, um mit der Suche zu beginnen, sind alte Laptops oder Bildschirme, die Sie bei ewaiste fast umsonst finden. Sobald Sie Ihr Scharnier haben, machen Sie eine Kerbe an der Unterseite des Bildschirms und in der Oberseite der Basis und füllen Sie diese Kerben mit dem formbaren Kunststoff, über den ich zuvor gesprochen habe. Jetzt, während es noch warm und formbar ist, beginnen Sie, das Scharnier hineinzudrücken und zu befestigen, da dieses Zeug so hart trocknet, dass es keine Probleme mit dem Lösen des Scharniers gibt. Wenn Sie einen Fehler machen, können Sie das Protoplatt mit einem Fön wieder aufschmelzen und es dann umformen oder entfernen.

Schritt 10: Dinge, auf die Sie achten/verbessern sollten

Während dieses Projekts stieß ich auf einige Probleme, die mich verlangsamten oder mich viel Geld hätten kosten können. Das erste und nervigste war das Flachbandkabel. Flachbandkabel sind nicht dafür ausgelegt, oft ein- und ausgesteckt zu werden, und leider mache ich das oft beim Testen, was meins tatsächlich durch Abnutzung gebrochen hat (ich habe ein neues bestellt), also seien Sie sehr vorsichtig damit. Eine andere Sache, die mich beim Testen dieses Laptops genervt hat, war, dass ich immer wieder Code auf das falsche interne Arduino hochgeladen habe! In der Basis haben wir 2 Arduinos, die an den Himbeer-Pi angeschlossen sind. Der erste steuert das Trackpad und der zweite ist der Arduino, den wir als internen Arduino installiert haben Arduino und nicht das Arduino, auf das ich es hochladen wollte. Dies bringt natürlich unser Trackpad durcheinander und macht es unbrauchbar, bis wir seinen Code erneut hochladen. Stellen Sie also sicher, dass Sie wissen, welches Arduino welches in der Arduino IDE ist.

Mit all dem muss ich sagen, dass dies kein sehr herausforderndes Projekt ist, da nur minimaler Code erforderlich war und die Leute bei der Raspberry Pi Foundation den Prozess der Einrichtung und des Arbeitens des Pi wirklich einfach gemacht haben.

Schritt 11: Finale

Zu diesem Zeitpunkt ist der Laptop voll funktionsfähig, ich benutze meinen fast jeden Tag, um Notizen zu machen, es funktioniert großartig dafür, da das Raspbian OS mit libraoffice geliefert wird, so dass es eine wirklich gute Idee ist, es als Schul- oder Arbeitslaptop zu verwenden. Es verbindet sich auch ganz einfach mit WiFi- und Bluetooth-Netzwerken, was das Ansehen von YouTube und anderen Webseiten wirklich einfach macht mit langer Akkulaufzeit. Insgesamt ist dies ein wirklich lustiges Projekt und ich empfehle es wirklich, es auszuprobieren.

Wenn Sie Fragen haben, kommentieren Sie bitte oder senden Sie mir eine Nachricht und ich versuche mein Bestes, um mich bei Ihnen zu melden.

Zweiter Platz beim Raspberry Pi Contest 2017