이 프로젝트 정보
소개:Raspberry Pi 및 Arduino 노트북
몇 년 전 Raspberry Pi에 대해 듣고 놀게 된 날부터 나는 Raspberry Pi 기반 노트북을 만들고 싶었고 이제 Raspberry Pi 3의 이유로 마침내 보기로 결정했습니다. 그것을 통해. 이제 Raspberry Pi를 사용하여 완벽하게 작동하는 랩톱을 만들려고 시도한 것은 이번이 처음이 아닙니다. 매번 프로젝트를 시도할 때마다 부러진 리본 케이블에서 힌지 메커니즘을 파악하는 것에 이르기까지 모든 오류로 가득 차 있었습니다. 나는 이러한 실패로부터 배울 수 있었고 자신을 만들 때 실패를 피하는 방법을 보여주기를 바랍니다. 시작하겠습니다!
1단계:무엇을 하기를 원하는가
사용할 부품을 선택하고 구매하기 전에 랩톱이 할 수 있는 모든 것을 파악해야 합니다. 예를 들어 제 랩톱에 다음이 포함되기를 원합니다.
<울> 통합 마우스(트랙패드)
<울> 긴 배터리 수명
<울> 최소 2개의 USB 포트
<울> 풀 키보드
<울> 통합 Arduino 전원 배터리 리더
<울> 구성 요소를 연결하기 위한 헤더가 있는 통합 Arduino
<울> 소형 폼 팩터
우리는 Pi 3를 사용하고 있기 때문에 Wi-Fi 또는 Bluetooth 동글이 모두 통합되어 있기 때문에 구매에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 이제 이 목록은 결코 배타적이지 않습니다. 이 노트북을 더 나은 노트북으로 만들기 위해 추가할 수 있는 다른 많은 것들이 있습니다. 배터리 백분율과 전압을 영구적으로 표시하는 메인 화면 옆의 OLED 화면, 내가 정말 좋아하는 또 다른 기능은 헤더가 있는 통합 Arduino입니다. 이것은 기본적으로 수컷 헤더가 납땜된 Arduino입니다. 이 경우 작은 구멍이 잘립니다. 사용자가 수 핀에 액세스하고 구성 요소를 연결할 수 있도록 하여 이 모든 것이 실제로는 노트북에 내장된 Arduino이므로 항상 Arduino를 편리하게 사용할 수 있습니다.
2단계:부품
이 프로젝트에는 상당히 많은 부품이 필요하며 다음이 필요합니다.
<울> x1 Raspberry Pi 3(여기)
<울> x2 Arduino Micro(여기)
<울> x1 7인치 라즈베리 파이 화면(여기)
<울> x3 리튬 18650 배터리(여기)
<울> x1 Powerbank 회로(여기)
<울> x1 USB 허브(여기)
<울> x1 미니 USB 키보드(여기)
<울> 1개의 남성 USB(여기)
<울> x1 SPI OLED(여기)
<울> 강화 판지
또한 이전 프로젝트에서 만든 트랙패드가 필요합니다. 여기에서 전체 자습서를 찾을 수 있습니다. 다시 한번 이것은 독점적인 목록이 아닙니다. 이 부분의 좋은 점은 대다수가 서로에게 의존하지 않으므로 원하는 대로 부분을 교환할 수 있다는 것입니다. 많이 있습니다. 더 쉽게 설정할 수 있도록 개별적으로 설정한 다음 마지막에 모두 함께 설정할 수 있습니다.
3단계:Pi 및 화면 설정
PI 및 화면부터 시작하겠습니다. 화면은 HDMI 포트를 통해 Pi에 연결되지 않고 Pis GPIO에 연결되는 50핀 리본 케이블을 통해 연결됩니다. 그러나 연결하고 Pi를 시작하면 연결되지 않습니다. 작동하려면 Pi의 시작 파일에서 일부 코드 줄을 편집해야 합니다.
여기에서 새로운 Raspbian 이미지를 다운로드하여 이 작업을 시작한 다음 7Zip(또는 사용자에게 적합한 소프트웨어)를 사용하여 SD 카드에 씁니다. 이제 작성되면 config.txt라는 SD 카드의 파일을 열어야 합니다. 그리고 몇 가지 코드를 추가합니다. 이 코드가 하는 일은 시작 시 HDMI 포트(HDMI가 기본값)가 아닌 GPIO 헤더를 통해 화면 데이터를 보내도록 Pi에 지시하는 것입니다. 코드를 넣는 것은 정말 쉽습니다. 메모장 프로그램으로 config.txt를 열고 Windows의 경우 메모장 ++를 사용하고 이 코드를 config.txt 파일에 복사하고 이제 저장하고 닫습니다. SD 카드가 Pi에 다시 연결되면 작동해야 합니다. 너무 밝거나 너무 어두우면 화면 회로 기판의 작은 페텐시오모터를 제대로 보일 때까지 돌립니다.
우리의 Pi는 또한 케이스 내부에 제대로 맞도록 물리적인 수정이 필요합니다. 우리는 듀얼 USB 포트 중 하나의 납땜을 제거해야 합니다. 이것은 USB 커넥터의 핀에 상당히 많은 양의 땜납을 넣고 천천히 다시 흔들어서 수행됩니다. 그리고 그것이 자유로워질 때까지 계속. 모든 입력 장치를 연결하려면 USB 허브를 Pi에 납땜해야 하기 때문에 이렇게 하는 것입니다.
코드:
dtoverlay=dpi24
enable_dpi_lcd=1display_default_lcd=1dpi_group=2dpi_mode=87dpi_output_format=0x6f005hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 코드> 0
4단계:배터리 설정
우리 배터리는 각각 2400mAh의 용량을 가진 3개의 18650 배터리를 사용하며, 병렬로 3개의 셀은 총 용량 7200mAh이며, 모든 것이 연결된 파이는 약 1A를 소모합니다. 5시간이지만 원하는 경우 배터리를 추가하여 늘릴 수 있습니다. 그것을 구축하려면 리튬 전지를 연결하는 것이 서로 다른 충전 상태(다른 전압)를 갖는 경우 매우 위험하므로 3개의 전지를 모두 최대 4.2V까지 개별적으로 충전해야 합니다. 연결하기 전에 모두 완전히 충전되었는지 확인하는 것이 가장 쉽습니다. 그들.
이제 이 셀을 병렬로 연결하여 모든 양극 단자를 함께 연결한 다음 모든 음극 단자를 함께 연결하고 많은 전류가 이 배터리 사이를 통과할 수 있으므로 두꺼운 전선을 사용하여 더 얇은 전선을 가열합니다. 이제 배터리의 음극 및 양극 단자를 각각 보조 배터리 회로의 음극 및 양극 입력 단자에 연결하고 배터리용이면 됩니다!
여기에서 사용한 것과 같은 보조 배터리 회로를 사용하는 대신 리튬 충전기를 사용하여 셀을 4.2볼트로 충전하고 컨버터를 부스트하여 4.2볼트를 5볼트로 높일 수 있지만 이는 궁극적으로 보조 배터리와 정확히 동일한 작업을 수행합니다 더 많은 공간을 차지하게 됩니다.
5단계:배터리 표시 설정
이제 배터리 디스플레이를 설정하기 위해 Pis GPIO를 통해 배터리 전압을 읽고 소프트웨어를 통해 배터리 잔량을 표시할 수 있으므로 이 단계는 반드시 필요하지 않습니다. 그러나 OLED 화면이 전체를 제공한다고 생각하기 때문에 이것을 추가하고 싶었습니다. 노트북 정말 멋진 DIY 모습. 이를 위해 OLED 화면을 Arduino에 납땜해야 합니다. 사용하는 OLED im은 SPI 버전이 아니므로 Arduino에 7개의 핀을 납땜해야 합니다.
핀아웃은 다음과 같습니다:
<울> OLED-------------------Arduino
<울> 휴식 - 핀 7
<울> DC - 핀 12
<울> CS - 핀 9
<울> DIN - 핀 11
<울> CLK - 핀 13
<울> VCC - 5볼트
<울> 그라운드 - 그라운드
코드를 업로드하기 전에 Arduino를 배터리에 연결하고 배터리 전압을 읽을 수 있도록 하는 전압 프로브를 만들어야 합니다. 전압 분배기 구성(사진 참조)에서 2개의 10옴 저항을 A0에 납땜하고 그런 다음 배터리에 연결할 수 있는 Arduino의 접지 핀, A0은 양극으로 이동하고 접지는 접지로 이동합니다. 또한 화면용 전원이 필요하므로 나중에 전원을 공급하기 위해 전원 은행 회로에 연결할 Arduino의 다른 와이어를 접지에 납땜하고 다른 와이어를 VIN에 납땜해야 합니다.
마지막으로 아래에서 찾을 수 있는 코드를 업로드할 수 있습니다.
배터리 노트북.이노
6단계:나머지 부분 설정
그래서 우리는 모든 주요 부분을 설정했고 이제 더 작고 더 쉬운 부분을 설정하는 데 필요한 모든 것입니다. 키보드부터 시작하여 들어 있던 케이스에서 키보드를 제거해야 합니다(7인치 태블릿과 함께 사용하도록 되어 있음). 키보드 주변의 인조 가죽을 자르고 키보드와 회로를 당겨 빼내기만 하면 됩니다. 나중에 USB 허브에 납땜할 4개의 전선이 있음을 쉽게 알 수 있습니다.
트랙 패드도 최소한의 설정이 필요합니다. 이전 프로젝트에서 만든 것을 가져와서 마이크로 USB 케이블을 가져와 USB 허브에 연결하기만 하면 됩니다. 여기에서 어떻게 만들어졌는지 확인할 수 있습니다.
마지막으로 우리의 내부 Arduino는 모든 핀에 헤더를 납땜해야 합니다. 이 핀과 Arduino를 브레드보드에 놓고 직선을 유지하기 위해 제자리에 납땜하는 것이 가장 쉬운 방법입니다. 그런 다음 다른 마이크로를 얻습니다. Arduino를 USB 허브에 연결하는 USB 케이블. 이제 모든 것이 설정되었으므로 함께 작업을 시작할 수 있습니다!
7단계:회로(모든 것을 연결)
이 시점에서 우리는 모든 부품을 개별적으로 조립했으며 이제 노트북의 내부를 만들기 위해 서로 연결해야 합니다.
USB 허브를 이전에 납땜을 제거한 두 개의 USB 중 하나에 연결하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 두 번째 USB를 긴 전선을 사용하여 랩톱의 다른 쪽에 있는 암 USB 포트에 납땜한 다음 트랙 패드를 납땜합니다. , 키보드 및 내부 Arduino를 USB 허브에 연결합니다. 다음으로 마이크로 USB 케이블 또는 Pi 아래에 있는 전용 5볼트 및 접지 솔더 패드를 사용하여 전원 은행 회로의 5볼트 출력을 라즈베리 파이의 5볼트 입력에 납땜합니다.
이것이 베이스에 대한 모든 것입니다. 이제 화면 절반으로 이동할 수 있습니다. 화면에는 메인 화면과 배터리 디스플레이의 두 부분만 있습니다. 50핀 리본 케이블을 메인 화면과 50핀에 연결하기만 하면 됩니다. 라즈베리 파이의 핀 커넥터. 다음으로 우리는 Arduino 배터리 디스플레이에서 3개의 긴 케이블을 실행해야 합니다. 이것들은 앞서 말한 배터리 읽기 및 전원 케이블입니다. 핀 A0에 연결된 케이블은 배터리의 양극 연결에 연결되고 VIN 핀이 연결됩니다. 전원 은행 회로의 5볼트 출력으로 연결되고 접지는 접지로 이동합니다.
물론 어느 시점에서 우리는 이것을 끄고 싶을 수 있으므로 전원 은행에서 라즈베리 파이로의 접지 연결 사이에 스위치를 추가하여 시스템의 전원을 완전히 차단할 수 있습니다. 라즈베리 파이의 전원을 차단하는 것은 좋지 않으므로 전원을 차단하기 전에 소프트웨어 전원을 끄는 것이 이상적입니다. 이것은 라즈베리 파이 옵션에서 종료를 클릭하여 수행할 수 있습니다.
8단계:사례
이제 불행히도 3D 프린터가 없지만 가단성 플라스틱과 판지로 매우 견고하고 멋지게 보이는 (내 의견) 케이스를 만들 수 있습니다. 이것의 이면에 있는 아이디어는 케이스의 벽이 판지로 만들어지고 케이스 내부에 가단성 플라스틱이 사용되어 모든 것을 함께 유지하고 더 견고하게 만들 것이라는 것입니다. 이 작업의 핵심은 필요한 판지의 크기를 측정하고 잘라내는 것입니다. 그런 다음 판지를 슈퍼 글루로 접착합니다. 이 시점에서 핫 글루를 사용하면 종종 매우 보기 흉하게 보이는 눈에 띄는 선이 남습니다. 가장 좋은 방법은 다음과 같습니다. 초강력 접착제를 사용하여 조각을 결합하고 내부에 뜨거운 접착제로 강화한 다음 가단성 플라스틱 층으로 강화하십시오. 이 경로를 선택하는 경우 제 케이스의 치수를 여기에 남겨두었지만 3D 프린터가 있는 경우 이것이 더 깔끔한 옵션이라고 생각합니다(댓글에서 결과가 어떻게 나오는지 알려주세요!).
9단계:스크린 힌지
신기하게도 이 부분이 프로젝트의 가장 쉬운 부분인 것 같으면서도 가장 어려웠습니다. 우리가 해야 할 일은 매우 뻣뻣한 경첩을 얻는 것입니다. 말처럼 쉽지만 살펴보기에 좋은 곳은 오래된 노트북이나 화면입니다. ewaiste 시설에서 거의 찾을 수 없습니다. 경첩이 있으면 화면 하단과 하단 상단에 노치를 만들고 앞서 말한 가단성 플라스틱으로 이 노치를 채웁니다. 이제 여전히 따뜻하고 가단성이 있기 때문에 경첩을 안으로 밀어 넣고 제자리에 고정하기 시작합니다. 이 재료가 너무 심하게 건조되기 때문에 경첩이 헐거워지는 문제가 없을 것입니다. 실수를 하면 헤어드라이어를 사용하여 원형을 다시 녹인 다음 모양을 바꾸거나 제거할 수 있습니다.
10단계:주의해야 할 사항/개선 사항
이 프로젝트를 진행하는 동안 속도를 늦추거나 많은 비용을 들일 수 있는 몇 가지 문제에 부딪쳤습니다. 가장 먼저 가장 짜증나는 것은 리본 케이블이었습니다. 리본 케이블은 여러 번 꽂았다가 뽑도록 설계되지 않았으며 불행히도 이것은 테스트하는 동안 실제로 마모로 인해 고장난(새 케이블을 주문함) 많은 작업을 수행하므로 매우 조심해야 합니다. . 이 랩톱을 테스트하는 동안 나를 짜증나게 했던 또 다른 점은 잘못된 내부 Arduino에 코드를 계속 업로드한다는 것이었습니다! 베이스에서 우리는 2개의 Arduinos를 라즈베리 파이에 연결했습니다. 첫 번째는 트랙패드를 제어하는 것이고 두 번째는 우리가 내부 Arduino로 사용하기 위해 설치한 Arduino입니다. 실수로 내 스케치를 트랙패드에 업로드할 때 성가심이 발생합니다. 내가 업로드하고 싶었던 Arduino가 아닌 Arduino는 물론 트랙 패드를 엉망으로 만들어 코드를 다시 업로드할 때까지 사용할 수 없게 하므로 Arduino IDE에 있는 Arduino가 무엇인지 확인하십시오.
이 모든 것을 말하지만 최소한의 코드가 필요하고 Raspberry Pi 재단의 사람들이 Pi를 설정하고 작동하는 과정을 정말 쉽게 만들었기 때문에 이것은 매우 어려운 프로젝트가 아니라고 말해야 합니다.
11단계:최종
이 시점에서 랩톱은 완벽하게 작동합니다. 거의 매일 메모를 작성하는 용도로 사용하고 있습니다. Raspbian OS에 libraoffice가 함께 제공되므로 이 작업에 매우 적합하므로 학교 또는 직장 랩톱으로 사용하는 것이 좋습니다. 또한 Wi-Fi 및 Bluetooth 네트워크에 연결하여 YouTube 및 기타 웹페이지를 매우 쉽게 시청할 수 있으며 더 좋게 만들기 위해 마인크래프트에서 고전적인 NES 게임에 이르기까지 무엇이든 함께 라즈베리 파이에서 실행할 수 있는 수많은 게임이 있습니다. 긴 배터리 수명. 전반적으로 이 프로젝트는 정말 재미있는 프로젝트이며 실제로 시도해 볼 것을 권합니다.
질문이 있는 경우 댓글을 달거나 저에게 메시지를 보내주시면 최선을 다해 답장을 드리겠습니다.
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<울> 코드 스니펫 #1
코드 스니펫 #1일반 텍스트
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