Computadora portátil Raspberry Pi y Arduino: 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Desde el día en que me enteré y pude jugar con la Raspberry Pi hace unos años, quise hacer una computadora portátil con Raspberry Pi y ahora, con el lanzamiento de la Raspberry Pi tres, he decidido finalmente ver a través. Ahora bien, esta no es la primera vez que intento hacer una computadora portátil que funcione completamente con una Raspberry Pi, cada vez que lo he probado, el proyecto ha estado plagado de errores con cualquier cosa, desde cables de cinta rotos hasta averiguar el mecanismo de bisagra, sin embargo, lo he hecho. he podido aprender de estos fallos y espero mostrarte cómo evitarlos al hacer los tuyos. ¡Entonces empecemos!

Paso 1: ¿Qué queremos que haga?

Antes de que podamos comenzar a elegir y comprar las piezas que vamos a utilizar, debemos averiguar todo lo que queremos que nuestra computadora portátil pueda hacer, por ejemplo, quiero que mi computadora portátil tenga:

• ratón integrado (trackpad)
• larga duración de la batería
• al menos 2 puertos USB
• teclado completo
• lector de batería integrado con Arduino
• Arduino integrado con encabezados para conectar componentes a
• Factor de Forma Pequeña

Ya que estamos usando el Pi 3 no tenemos que preocuparnos por comprar un dongle Wifi o Bluetooth porque lo tiene todo integrado. Ahora bien, esta lista no es de ninguna manera exclusiva, hay muchas otras cosas que se pueden agregar para hacer de esta una mejor computadora portátil, sin embargo, creo que las características que estoy agregando le darán una usabilidad increíble, como el lector de batería integrado con Arduino, que será un pequeño Pantalla OLED al lado de la pantalla principal la cual mostrará permanentemente el porcentaje y voltaje de la batería, otra característica que me gusta mucho es el Arduino integrado con encabezados, este es básicamente un Arduino con encabezados macho soldados a él, hay pequeños agujeros cortados en el caso que Permitir al usuario acceder a los pines macho y enchufar componentes, por lo que todo esto realmente es solo un Arduino integrado en la computadora portátil, por lo que siempre tenemos un Arduino a mano.

Paso 2: Partes

Para este proyecto necesitaremos bastantes piezas, necesitaremos:

• x1 Raspberry Pi 3 (aquí)
• x2 Arduino Micro (aquí)
• x1 Pantalla Raspberry PI de siete pulgadas (aquí)
• x3 baterías de litio 18650 (aquí)
• x1 circuito Powerbank (aquí)
• x1 concentrador USB (aquí)
• x1 Mini teclado USB (aquí)
• x1 USB macho (aquí)
• x1 SPI OLED (aquí)
• Cartón reforzado

También vamos a necesitar el trackpad que hicimos en un proyecto anterior, puedes encontrar el tutorial completo aquí. Una vez más, esta no es de ninguna manera una lista exclusiva, lo bueno de estas partes es que la mayoría no dependen unas de otras, por lo que puede intercambiar partes por lo que quiera. Tenemos muchas piezas para configurar, así que para que sea más fácil, las vamos a configurar individualmente y luego, al final, las podemos juntar todas.

Paso 3: Configurar el Pi y la pantalla

Comencemos con nuestro PI y pantalla, nuestra pantalla no se conecta a nuestro Pi a través del puerto HDMI, sino a través de un cable plano de 50 pines que se conecta al Pis GPIO; sin embargo, si lo conecta y enciende el Pi, ganará ' Para que funcione, necesitamos editar algunas líneas de código en el archivo de inicio de la Pi.

Comenzamos descargando una nueva imagen de Raspbian aquí, luego la escribimos en nuestra tarjeta SD usando 7Zip (o cualquier software que funcione para usted). Ahora, una vez que está escrito, debemos abrir un archivo en la tarjeta SD llamado config.txt y agregar algo de código. Lo que hace este código es decirle al Pi que envíe los datos de la pantalla a través de los encabezados GPIO en lugar del puerto HDMI (HDMI es el predeterminado) al inicio. Introducir el código es realmente sencillo. Abra el config.txt con un programa de bloc de notas, para Windows estoy usando notepad ++, y copie este código en el archivo config.txt ahora guarde y cierre y debería funcionar una vez que la tarjeta SD se vuelva a conectar al Pi. Si se ve demasiado brillante o demasiado tenue, gire el pequeño petentiomoter en la placa de circuito de la pantalla hasta que se vea bien.

Nuestro Pi también necesita una modificación física para que quepa dentro de nuestro estuche correctamente, tendremos que desoldar uno de los puertos USB de duelo, esto se hace colocando una cantidad bastante grande de soldadura en los pines del conector USB y balanceándolo lentamente hacia atrás. y adelante hasta que se vuelva libre. Hacemos esto porque necesitamos soldar un concentrador USB al Pi para conectar todos nuestros dispositivos de entrada.

El código:

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

Paso 4: configuración de la batería

Nuestra batería usa 3 baterías 18650 que tienen una capacidad de 2400 mAh cada una, en paralelo las 3 celdas tienen una capacidad total de 7200 mAh, nuestro pi con todo enchufado consume alrededor de 1 Amp, lo que significa que nuestras 3 celdas pueden alimentar el pi por aproximadamente 4.5 - 5 horas, pero esto se puede aumentar agregando más baterías si lo desea. Para construirlo, necesitamos cargar las 3 celdas hasta 4.2 voltios individualmente, ya que conectar celdas de litio es muy peligroso si tienen diferentes estados de carga (diferentes voltajes) para evitar esto, es más fácil asegurarse de que estén completamente cargadas antes de conectar ellos.

Ahora queremos conectar estas celdas en paralelo para hacer esto, conectamos todos los terminales positivos juntos y luego conectamos todos los terminales negativos juntos, use cable grueso ya que podría pasar mucha corriente entre estas baterías, lo que calentaría un cable más delgado. ahora conecte el terminal negativo y postie de las baterías a los terminales de entrada negativo y positivo del circuito del banco de energía, respectivamente, ¡y eso es todo para la batería!

En lugar de usar un circuito de banco de energía como el que he usado aquí, podría usar un cargador de litio para cargar las celdas a 4.2 voltios y aumentar el convertidor para aumentar los 4.2 voltios a 5 voltios, pero esto finalmente hará exactamente lo mismo que el banco de energía. circuito y ocuparía más espacio.

Paso 5: Configuración de la pantalla de la batería

Ahora, para configurar la pantalla de la batería, este paso definitivamente no es tan necesario, ya que puede leer el voltaje de la batería a través del Pis GPIO y mostrar el nivel de la batería a través del software, sin embargo, quería agregar esto porque creo que la pantalla OLED da todo portátil con un aspecto de bricolaje realmente genial. Para hacerlo, necesitamos soldar nuestra pantalla OLED a nuestro Arduino, el OLED que estoy usando no es una versión SPI, así que tengo que soldar 7 pines al Arduino.

El pinout es el siguiente:

• OLED ------------------- Arduino
• Descanso - Pin 7
• DC - Pin 12
• CS - Pin 9
• DIN - Pin 11
• CLK - Pin 13
• VCC - 5 voltios
• Tierra - Tierra

Antes de que podamos cargar nuestro código, tenemos que hacer nuestras sondas de voltaje que conectarán el Arduino a la batería y le permitirán leer el voltaje de las baterías que necesitamos para soldar 2 resistencias de 10 ohmios en una configuración de divisor de voltaje (ver fotos) al A0 y Pines de tierra en el Arduino que luego se pueden conectar a la batería, A0 pasa a positivo y Tierra a tierra. También necesitamos una fuente de energía para nuestra pantalla, por lo que necesitamos soldar otro cable a tierra y otro al VIN en el Arduino, que conectaremos al circuito del banco de energía más tarde para obtener energía.

Finalmente, podemos cargar nuestro código que se puede encontrar a continuación.

Paso 6: Configuración del resto de las piezas

Así que hemos configurado todas las partes principales y ahora todo lo que necesitamos es configurar las partes más pequeñas y fáciles. Comenzando con el teclado, debemos quitarlo de la carcasa en la que vino (está diseñado para usarse con una tableta de 7 pulgadas) todo lo que tenemos que hacer es cortar el cuero falso alrededor del teclado y sacarlo y su circuito, es eso Fácil, verá que hay 4 cables que soldaremos a nuestro concentrador USB más tarde.

El track-pad también necesita una configuración mínima, ya que todo lo que tenemos que hacer es tomar este que hicimos en un proyecto anterior y obtener un cable micro USB para conectarlo a nuestro concentrador USB, puedes ver cómo se hizo aquí.

Por último, nuestro Arduino interno necesitará tener encabezados soldados en todos sus pines, es más fácil hacer esto colocando estos pines y el Arduino en una placa de prueba y luego soldando en su lugar, ya que esto los mantendrá rectos, luego obtenemos otro micro Cable USB para conectar el Arduino al concentrador USB. ¡Ahora todo está configurado para que podamos comenzar a armar las cosas!

Paso 7: El circuito (conectando todo)

En este punto, hemos reunido individualmente todas las piezas, ahora necesitamos conectarlas entre sí para hacer las partes internas de nuestra computadora portátil.

Comenzamos conectando el concentrador USB a uno de los dos USB que desoldamos anteriormente, el segundo USB luego se suelda a un puerto USB hembra que se coloca en el otro lado de la computadora portátil usando algunos cables largos, ahora suelde el track-pad, Teclado y Arduino interno al concentrador USB. A continuación, soldamos la salida de 5 voltios de nuestro circuito del banco de energía a la entrada de 5 voltios en el raspberry pi usando un cable micro USB o incluso la almohadilla de soldadura de tierra y 5 voltios dedicada que se puede encontrar debajo del Pi.

Esto es todo para la base, ahora podemos movernos a la mitad de la pantalla, solo hay 2 partes en nuestra pantalla, la pantalla principal y la pantalla de la batería, todo lo que tenemos que hacer es conectar el cable plano de 50 pines a la pantalla principal y a la pantalla de 50 pines. conector de clavija en la frambuesa pi. A continuación, necesitamos ejecutar 3 cables largos desde la pantalla de la batería Arduino, estos son los cables de alimentación y lectura de la batería de los que hablamos anteriormente, el cable conectado al pin A0 se conecta a la conexión positiva de la batería, el pin VIN se conecta a una salida de 5 voltios en el circuito del banco de energía y tierra va a tierra.

Por supuesto, en algún momento es posible que deseemos apagar esto, por lo que agregaremos un interruptor entre la conexión a tierra del banco de energía y la frambuesa pi, lo que nos permite cortar completamente la energía del sistema. Debo señalar que solo cortar la energía de la raspberry pi es malo para ella, por lo que lo ideal es apagar el software antes de cortar la energía, esto se puede hacer simplemente haciendo clic en Apagar en las opciones de la Raspberry Pi.

Paso 8: el caso

Ahora, lamentablemente, no tengo una impresora 3D, pero podemos hacer una carcasa muy resistente y bonita (en mi opinión) con un poco de plástico y cartón maleable. La idea detrás de esto es que las paredes de la caja estarán hechas de cartón y el plástico maleable se utilizará dentro de la caja para mantener todo junto y hacerlo más resistente. La clave para hacer esto es medir los tamaños de cartón necesarios y recortarlo, luego el cartón se pega con superpegamento, el uso de pegamento caliente en este punto a menudo deja líneas visibles que se ven muy feas, lo mejor que puede hacer es juntar las piezas con superpegamento y luego reforzarlo con cola caliente en el interior seguido de una capa de plástico maleable. He dejado las dimensiones para mi caso aquí si eliges seguir esta ruta, sin embargo, si tienes una impresora 3D, creo que esas son las opciones más ordenadas (¡déjame ver cómo resulta en los comentarios!).

Paso 9: Bisagra de la pantalla

Curiosamente, encontré que esta parte del proyecto es la más difícil, aunque parece una parte tan fácil. Lo que tenemos que hacer es conseguir una bisagra muy rígida, sé que es más fácil decirlo que hacerlo, pero un buen lugar para comenzar a buscar es en computadoras portátiles o pantallas viejas, puedes encontrarlas por casi nada en las instalaciones de ewaiste. Una vez que tenga su bisagra, haga una muesca en la parte inferior de la pantalla y en la parte superior de la base y complete estas muescas con el plástico maleable del que hablé anteriormente. Ahora, mientras todavía está caliente y maleable, comience a empujar la bisagra hacia adentro y asegúrelo en su lugar, porque este material se seca con tanta fuerza que no habrá problemas con la bisagra que se afloje. Si comete un error, se puede usar un secador de pelo para volver a derretir el protoplásico y luego se puede remodelar o quitar.

Paso 10: Cosas a tener en cuenta / mejorar

Mientras hacía este proyecto me encontré con bastantes problemas que me ralentizaron o podrían haberme costado mucho dinero, el primero y más molesto fue el cable plano. Los cables de cinta no están diseñados para enchufarse y desenchufarse muchas veces y, desafortunadamente, esto es algo que hago mucho mientras pruebo y que en realidad rompió el mío por el desgaste (pedí uno nuevo), así que asegúrese de tener mucho cuidado con él.. ¡Otra cosa que me molestó mientras probaba esta computadora portátil fue que seguí cargando código en el Arduino interno incorrecto! en la base tenemos 2 Arduinos conectados al raspberry pi el primero es el que controla el trackpad y el segundo es el Arduino que instalamos para usar como Arduino interno, la molestia surge cuando accidentalmente subo mi boceto al track-pad Arduino en lugar del Arduino al que quería cargarlo, esto, por supuesto, interfiere con nuestro track-pad haciéndolo inutilizable hasta que carguemos su código nuevamente, así que asegúrese de saber qué Arduino es cuál en el IDE de Arduino.

Dicho todo esto, debo decir que este no es un proyecto muy desafiante, ya que se requería un código mínimo y la gente de la fundación Raspberry Pi ha hecho que el proceso de configuración y funcionamiento de la Pi sea realmente fácil.

Paso 11: final

En este punto, la computadora portátil es completamente funcional, he estado usando la mía casi todos los días para tomar notas, funciona muy bien para esto, ya que el sistema operativo Raspbian viene con libraoffice, por lo que usar esto como una computadora portátil de la escuela o del trabajo es una muy buena idea. También se conecta a redes WiFi y Bluetooth realmente fácilmente, lo que hace que ver YouTube y otras páginas web sea realmente fácil y para hacerlo aún mejor, hay muchos, muchos juegos que se ejecutarán en el raspberry pi con cualquier cosa, desde minecraft hasta juegos clásicos de NES, que son muy divertidos. con una batería de larga duración. En general, este es un proyecto muy divertido y realmente recomiendo probarlo.

Si tiene alguna pregunta, por favor comente o envíeme un mensaje y haré todo lo posible para responderle.

Finalista en el Concurso Raspberry Pi 2017