Raspberry Pi 4B แท็บเล็ตที่พิมพ์ 3 มิติ: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

แนวคิดของโครงการนี้คือการพัฒนาแท็บเล็ตที่ใช้ Raspberry Pi ที่พิมพ์ได้ 3 มิติ ชิ้นส่วนทั้งหมด (ส่วนประกอบ) จะต้องหาซื้อได้ง่ายและหาได้ง่าย ต้องมีแบตเตอรี่และต้องเป็นแหล่งพลังงานหลัก (หมายถึงจะชาร์จโดยเสียบสายแต่ต้องมีพลังงานเพียงพอจึงจะวิ่งได้โดยไม่ต้องใช้แป้นพิมพ์) จะต้องสามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่ต้องใช้แป้นพิมพ์ (หมายความว่าทุกอย่างในอินเทอร์เฟซผู้ใช้ควรทำงานโดยไม่มีปัญหา แม้ว่าคุณจะไม่ได้เสียบแป้นพิมพ์และเมาส์ไว้ก็ตาม)

หมายเหตุ: โปรเจ็กต์นี้ใช้ Raspbian OS ในตอนนี้ จนกว่าฉันจะพบโซลูชัน "touch-first" ที่เหมาะสมกว่า

คุณสมบัติ

• SBC: รุ่น Raspberry Pi 4B+ (4Gig RAM)
• จอแสดงผล: จอ LCD ขนาด 7 นิ้ว (พร้อมระบบสัมผัส)
• แหล่งจ่ายไฟ: PiJuice UPS (พร้อมแบตเตอรี่ 5000 mAmp)
• กล้อง: กล้อง 1080p (ด้านหน้า)
• เสียงและลำโพง: การ์ดเสียง จ่ายไฟให้กับลำโพง 2 ตัว และไมโครโฟน 2 ตัว และมีแจ็คเสียงสำหรับหูฟัง
• มาตรความเร่ง: ไจโร/มาตรความเร่ง - เพื่อปรับทิศทางหน้าจอ (ด้วยหลาม)
• คูลลิ่ง: พัดลมเชื่อมต่อกับตัวควบคุมความเร็วพัดลม (ควบคุมความเร็วใน python)
• USB: ฝ่าวงล้อม USB

• ปุ่ม:

  • ปุ่มเปิด/ปิด
  • โยกขึ้น/ลง

• ไฟ LED:

  • ค่าใช้จ่าย
  • ไฟ LED แสดงการทำงานและกิจกรรมถูกเปลี่ยนเส้นทาง (โดยใช้ไนลอน) ไปที่เคส

• แผ่นหลัง:

  ฝาหลังไม้ไผ่ แกะสลักด้วยเลเซอร์

รายละเอียดโครงการทั้งหมด:GitHub

หมายเหตุ: หากคุณไม่มีไฟล์แนบแบบเลเซอร์ ให้ออกจากขั้นตอนนั้นหรือถามเพื่อน (มี gcode ให้มาด้วย)

เสบียง

• Raspberry Pi 4B+ (หรือ 3B+, หากคุณใช้บอร์ดรูปแบบ A คุณสามารถข้ามการลบเครือข่ายและบล็อก USB) Amazon
• จอ LCD Raspberry Pi ขนาด 7 นิ้ว (พร้อมระบบสัมผัส) Amazon
• PiJuice UPS PiSupply
• PiSupply 5000 mAmp แบตเตอรี่ PiSupply
• กล้อง Raspberry Pi 1080p อย่างเป็นทางการ (อุปกรณ์เสริม: สายริบบิ้นยาว) Amazon
• Waveshare Audio HAT (การ์ดเสียง) Waveshare
• ลำโพง 2 ตัว (8 โอห์ม 1 วัตต์) Amazon
• MPU-6050 มาตรความเร่งและไจโรสโคป Amazon
• HW-517 PWM ตัวควบคุมความเร็วพัดลม Amazon
• 30mmx30mmx7mm FanAmazon
• การ์ด SD ขนาด 128Gig (ขั้นต่ำ 16Gig)
• 3 กดปุ่มAmazon
• Breakout USB 2.0Amazon
• สายสี
• สายเคเบิล 18AWG (หรือน้อยกว่า)
• ไม้ 3 มม. (ชนิดใดก็ได้ - แต่ฉันใช้ไม้ไผ่)

ขั้นตอนที่ 1: วิธีการวิดีโอ

โปรดทราบ: วิดีโอประกอบด้วยการบันทึกโดยละเอียดของขั้นตอนทั้งหมดที่ฉันทำเพื่อดำเนินโครงการนี้ให้เสร็จสิ้น โปรดดูวิดีโอหรือทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อทำให้โครงการนี้เป็นของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 2: การเตรียมส่วนประกอบ

ในขั้นตอนนี้ คุณจะต้องทำการปรับเปลี่ยนชิ้นส่วนที่คุณสั่งซื้อ หลักๆ จะเป็นการนำชิ้นส่วนขนาดใหญ่ เช่น กล่องสกรูและกล่อง USB ฯลฯ ออกจาก PCB เนื่องจากเราจะทำการบัดกรีสายเคเบิลเข้ากับบอร์ด

1. Raspberry Pi: ถอดบล็อก USB และบล็อกเครือข่ายออก (ห้ามขายของ ใช้เครื่องตัด ถอดโครงโลหะออก แล้วตัดพลาสติกออก) ถอดพิน GPIO ทั้งหมดออกด้วยยกเว้น 6 อันดับแรก (ตามแผนภาพบิดเบี้ยว)
2. LCD: ถอดบล็อก USB ออกจาก PCB และถอดหมุด 12 มม. สองอันที่ด้านหลังออก
3. PiJice: ถอดที่ใส่แบตเตอรี่พลาสติกใส ถอดฉนวนพลาสติกสีดำสำหรับหมุด GPIO จากนั้นตัด (อย่ายกเลิกการขาย) GPIO เหลือเพียงหมุด 6 ตัวบน (3 ทางขวา 3 ทางซ้าย)
4. HW-517: ถอดบล็อคสกรู (unsolder)
5. wm8960: ถอดฉนวนพลาสติกสีดำสำหรับ GPIO และบล็อกสายลำโพงและสกรูออก จากนั้นตัด GPIO ตามแผนภาพการบิด
6. พัดลม: ถอดฮีทซิงค์

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3 มิติ

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ทั้งหมดที่คุณต้องการด้านล่าง นอกจากนี้ยังมีสำเนาที่ Thingiverse ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้บริการการพิมพ์ 3 มิติได้หากคุณไม่มี

เคล็ดลับการพิมพ์ 3 มิติ:

มีบางอย่างเกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ Creality ที่จะช่วยคุณประหยัดงานสร้างที่ล้มเหลวจำนวนมาก… พื้นผิวกระจกของพวกมันพิมพ์ได้แย่มาก และแม้ว่าฐานรองพิมพ์อาจได้รับความร้อน แต่ก็แทบไม่มีการยึดเกาะ และโดยทั่วไปฉันจะไม่ใช้ปีก หรืออะไร…มาได้ยังไง? ฉันทำความสะอาดกระจกด้วยแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ แล้วใช้กาวกระดาษธรรมดา Pritt Stick เป็นกาวปลอดสารพิษที่เมื่อถูกความร้อน (เช่น จากเตียง) จะเหนียวมาก และยึด PLA กับฐานรองพิมพ์ จากนั้นเมื่อพิมพ์เสร็จและฐานพิมพ์เย็น มันก็จะหลุดออกมาอย่างง่ายดาย หากคุณรีบ คุณสามารถล้างออกด้วยน้ำ (คุณจะต้องล้างกระจกออกทุกกรณีหลังการพิมพ์แต่ละครั้ง)

ขั้นตอนที่ 4: หลังการพิมพ์

กาวแต่ละชั้นด้วยกาวซุปเปอร์กาวที่ยึดติดเร็วหรือสิ่งที่เทียบเท่า ชั้นควรวางซ้อนกันอย่างเรียบร้อย ชั้นที่ 1 และ 2 มีจุดจับเล็กน้อยที่ช่วยจัดแนวชั้น

นำน็อตพลาสติกที่หลุดออกจาก PiJuice แล้วทากาวลงในช่องว่างที่จัดไว้ให้ใน Layer 2

ตอนนี้ติดกาวแล้ว คุณสามารถขัดเคสเพื่อให้ดูสมบูรณ์แบบได้!

เพื่อให้เคสของคุณดูสมบูรณ์แบบ คุณจะต้องใช้ทราย ฉันใช้สิ่งต่อไปนี้:

1. ทรายหยาบ 100 เม็ดดังนั้นเส้นชั้นทั้งหมดจะถูกลบออก พลาสติกที่หันออกด้านนอกจะเป็นสีเทาและค่อนข้างหยาบ แต่ไม่มีเส้นชั้นที่มองเห็นได้ หรือเศษพลาสติกที่อ่อนนุ่ม
2. การขัดเรียบ - ด้วยกระดาษทรายเบอร์ 400 ถึง 800 เริ่มทำงานพื้นผิวไขมันเรียบและเรียบขึ้นจนไม่เกิดความแตกต่างหากคุณขัดถู PLA จะยังดูมีรอยขีดข่วนเล็กน้อย
3. บราสโซ - ใช้สารขัดถูโลหะ เช่น บราสโซ เพื่อให้พลาสติกมีผิวเรียบอย่างสมบูรณ์แบบ
4. สุดท้ายพ่นสีสเปรย์ Flat Black หนึ่งชั้น คุณสามารถใช้อะไรก็ได้ (ฉันใช้ Rust-oleum) ตราบใดที่มันยึดติดกับพลาสติก

ขั้นตอนที่ 5: การเดินสายไฟส่วนประกอบ

ใช้แผนภาพการเดินสายเพื่อต่อส่วนประกอบทั้งหมดเพื่อให้แต่ละส่วนประกอบต่อสายด้วยสายเคเบิลที่มีรหัสสีตรงกัน เมื่อคุณทำเสร็จแล้ว คุณสามารถใส่บอร์ดแต่ละบอร์ดลงในเคส และต่อสายไฟเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 6: เลเซอร์แกะสลักแผ่นหลังไม้

ขั้นตอนนี้จะทำให้คุณต้องติดตั้งเลเซอร์กับเครื่องพิมพ์ของคุณ เช่น Ender 2 ซึ่งใช้ PWM ของตัวควบคุมความเร็วพัดลมเป็นตัวควบคุมพลังงานสำหรับเลเซอร์ เมื่อพัดลมเต็ม แสดงว่าเลเซอร์เต็ม และถ้าพัดลมบอกว่า 10% แสดงว่าเลเซอร์ลุกไหม้เข้าไปในเนื้อไม้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ผลที่ได้คือสามารถ "กัด" ให้เป็นพื้นผิวเหมือนไม้ได้ มี gcode ที่ฉันใช้ - กำหนดความสูงของเลเซอร์เป็น 50 มม. ดังนั้นต้องแน่ใจว่าโฟกัสของเลเซอร์ถูกต้องที่ 50 มม.

ไม่บังคับ: คุณยังสามารถออกแบบของคุณเองได้หากต้องการ แต่คุณจะต้องไปที่ไซต์นี้:

ต้องตัดไม้ให้เหลือ 112 มม. x 230 มม. และคุณจะต้องขัดไม้ระแนงให้พอดีกับเลเยอร์ 3

ขั้นตอนที่ 7: การติดตั้งซอฟต์แวร์

เข้า https://raspberrypi.org/ คลิก Download คลิก Raspbian

• แตกไฟล์ที่ดาวน์โหลดมาไว้ที่เดสก์ท็อปของคุณ และใช้ Etcher เพื่อแฟลชไฟล์.img ไปยังการ์ด SD
• นำการ์ด SD ออกจากพีซีของคุณ แล้วเสียบเข้าไปในช่องเสียบการ์ด SD ของ Raspberry Pi
• เริ่มการทำงานของแท็บเล็ตโดยกดปุ่มเปิดปิดที่ด้านข้างของเคสเป็นเวลา 2 วินาที
• ในครั้งแรกที่เริ่ม ระบบจะปรับขนาดพาร์ติชั่นให้เต็มโดยอัตโนมัติเพื่อเติมในการ์ด SD

หลังจากนั้น มันจะรีสตาร์ท และคุณควรจะอยู่ในหน้าจอต้อนรับ Raspbian OS

• คลิกถัดไป
• คลิกถัดไปอีกครั้ง
• คุณสามารถข้ามการตั้งค่ารหัสผ่านได้ในตอนนี้
• คุณสามารถยกเลิกตัวเลือกเกี่ยวกับขอบสีดำได้
• เลือกเครือข่ายไร้สายของเราเตอร์ของคุณ แล้วป้อนรหัสผ่าน คุณจะต้องใส่แป้นพิมพ์ USB ณ จุดนี้เนื่องจากจะไม่มีแป้นพิมพ์บนหน้าจอ
• ข้ามการอัปเดตในหน้าจอถัดไป (เราสามารถทำได้ในภายหลัง)
• เสร็จแล้ว

ตอนนี้เราจำเป็นต้องตั้งค่าบางอย่างเพื่อให้เราสามารถเข้าถึงแท็บเล็ตจากระยะไกลได้

• คลิกไอคอน Raspberry Pi (บนซ้าย)
• ไปที่การตั้งค่า
• ไปที่การกำหนดค่า Raspberry Pi
• คลิกที่แท็บอินเทอร์เฟซ
• เปิดใช้งาน: SSH และกล้อง, I2C, SPI
• คลิกตกลงเพื่อยืนยันและปล่อยให้รีบูต

งานที่เหลือสามารถทำได้ในเทอร์มินัลระยะไกลในพีซีปกติของคุณ:

• ใช้ Putty (บน Windows) หรือ Terminal (บน Mac) ลงชื่อเข้าใช้แท็บเล็ต raspberry pi เป็น:

  • ssh [email protected]
  • รหัสผ่านเริ่มต้นคือราสเบอร์รี่

• จากนั้นออกคำสั่งต่อไปนี้:

  • ซูโด ซู
  • apt-get update
  • โคลน git
  • cd WM8960-Audio-HAT
  • ./install.sh
  • รีบูต

• ตอนนี้มันรีบูต เข้าสู่ระบบอีกครั้ง และคุณสามารถคงสถานะเป็น pi. ได้

  • sudo nano /boot/config.txt

  • ภายใน nano ทำการเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้:

    • ค้นหา #hdmi_drive=2 และลบ # (uncomment) และเปลี่ยนค่านี้เป็น 1
    • ค้นหา dtparam=audio=on และเพิ่ม # ข้างหน้า (แสดงความคิดเห็น)
    • เพิ่มบรรทัดใหม่ด้วย hdmi_ignore_edid_audio=1
  • Ctrl s (เพื่อบันทึก)
  • Ctrl x (เพื่อออก)
  • sudo รีบูต

• ตอนนี้ปล่อยให้มันรีบูต เข้าสู่ระบบอีกครั้ง และทำสิ่งต่อไปนี้:

  • ซูโด ซู
  • apt-get ติดตั้ง libasound-dev
  • python -m pip install - อัปเกรด pip setuptools wheel
  • pip ติดตั้ง pyalsaaudio
  • ทางออก

• ตอนนี้คุณกลับมาเป็นผู้ใช้ pi แล้ว รับโปรเจ็กต์จาก GitHub

  โคลน git

ตอนนี้ คุณต้องสร้างบริการ 3 อย่างที่ทำให้หน้าจอหมุนได้ เพิ่มระดับเสียงขึ้นและลง และเปิดและปิดพัดลม

sudo nano /lib/systemd/system/PiTabAudio.service

[หน่วย]

Description=Pi Tablet Audio Service After=multi-user.target [email protected] [Service] Type=simple ExecStart=/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/audio.py StandardInput=tty-force [ติดตั้ง] WantedBy=multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl เปิดใช้งาน PiTabAudio.service
• sudo systemctl start PiTabAudio.service
• สถานะ sudo systemctl PiTabAudio.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabScreen.service

[หน่วย]

Description=Pi Tablet Screen Service After=หลาย user.target [email protected] [Service] User=pi Group=pi Type=simple ExecStart=/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet /Services/screen.py StandardInput=tty-force [ติดตั้ง] WantedBy=multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl เปิดใช้งาน PiTabScreen.service
• sudo systemctl start PiTabScreen.service
• สถานะ sudo systemctl PiTabScreen.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabFan.service

[หน่วย]

Description=Pi Tablet Fan Service After=multi-user.target [email protected] [Service] Type=simple ExecStart=/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/fan.py StandardInput=tty-force [ติดตั้ง] WantedBy=multi-user.target

• sudo systemctl daemon-reload
• sudo systemctl เปิดใช้งาน PiTabFan.service
• sudo systemctl start PiTabFan.service
• สถานะ sudo systemctl PiTabFan.service
• sudo รีบูต

ตอนนี้เราสามารถติดตั้งเครื่องมือและบริการ PiJuice:

sudo apt-get ติดตั้ง pijuice-gui

นั่นคือทั้งหมดที่!

ขั้นตอนที่ 8: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

คุณควรทำเสร็จแล้วและสามารถทดสอบคุณสมบัติต่างๆ ได้

ฉันพบสกรูสีดำสวยบางตัวที่พอดีกับน็อตพลาสติกที่เราติดกาวที่มุม ฉันเจาะรูเล็กน้อยเพื่อให้หัวน็อตจมลงเล็กน้อย

รองชนะเลิศการแข่งขัน Raspberry Pi 2020