คอมพิวเตอร์กระเป๋าเอกสารพร้อม Raspberry Pi: 13 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ปีนี้เป็นปี 1990 และฉันเป็นเพียงเด็กเนิร์ดตัวเล็ก ๆ ที่หมกมุ่นอยู่กับวิดีโอเกมมากเกินไป เมื่อเกมมาถึงฉากที่ฝังตัวเองในจิตใต้สำนึกของฉันสำหรับวันที่เหลือของฉัน

โปรแกรมรวบรวมข้อมูลดันเจี้ยน D&D คลาสสิกที่ได้รับแรงบันดาลใจจากไซเบอร์พังค์ คุณเล่นเป็นส่วนหนึ่งของตัวเอกที่โชคร้ายซึ่งติดอยู่บนสถานีอวกาศที่ทรุดโทรมโดยไม่มีอะไรนอกจากคอมพิวเตอร์กระเป๋าเอกสารที่ให้คุณควบคุมหุ่นสี่ตัวจากระยะไกลเพื่อพยายามช่วยเหลือคุณ

พอจะพูดได้ว่าเกมนั้นมีอิทธิพลอย่างมากต่อฉัน ตั้งแต่ความรักในคอมพิวเตอร์มือถือไปจนถึงการสิ้นเปลืองเงินมหาศาลที่ทำให้ฉันหมกมุ่นอยู่กับสาเหตุของ RC และ FPV ดังนั้นเมื่อเพื่อนของฉันให้จอภาพขนาด 15" แก่ฉันซึ่งทำงานบนไฟ 12v พร้อมวลีทั่วไปทั้งหมด "ฉันแน่ใจว่าคุณจะใช้มันได้" ฉันวางมันลงบนชั้นวางได้ไม่นาน ข้างกระเป๋าเอกสารเปล่า เมื่อถึงจุดนั้น มันหลุดมือไปแล้ว ฉันต้องทำให้มัน…. เริ่มกันเลย…

ขั้นตอนที่ 1: ถอดจอภาพ

ในอดีต ฉันเคยเปิดจอภาพหลายจอเพื่อซ่อมแซม ดังนั้นฉันจึงไม่แปลกใจเลยกับสิ่งที่พบ

นอกจากโมดูลหน้าจอแล้ว ยังมีอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าสำหรับไฟแบ็คไลท์ บอร์ดควบคุม และบอร์ดขนาดเล็กที่มี VGA และปลั๊กไฟ

ฉันนำทุกอย่างที่ไม่จำเป็นออก โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะใดๆ ที่จะเพิ่มน้ำหนักให้กับเครื่องจักรขั้นสุดท้าย และจัดวางทุกอย่างสำหรับการวัด

ขั้นตอนที่ 2: ตัดขอบจอสำหรับจอภาพ

ฉันวัดขนาดด้านในจากฝากระเป๋าและตัดแผ่น MDF 8 มม. เพื่อให้เข้าคู่กัน

กรอบของฝาปิดมีรอยนิดหน่อย ดังนั้นแผนของฉันคือเพียงแค่ดันแผ่น MDF ให้เข้าที่และยึดให้แน่นยิ่งขึ้นหากจำเป็น คุณจะเห็นในภายหลังว่าหลังจากมีปัญหาเล็กน้อย ก็ไม่จำเป็นต้องรักษาความปลอดภัยในเฟรมอีกต่อไป

ฉันปัดเศษมุมออกจากเครื่องขัดดิสก์และตั้งหน้าจอไว้ตรงกลางกระดานเพื่อวัดรูให้พอดีกับหน้าจอ

ฉันตัดมันออกด้วยเลื่อยฉลุ เพราะหาจิ๊กซอว์ไม่เจอ… คำแนะนำของฉันคือมองหาจิ๊กซอว์ให้หนักกว่านี้;)

ขั้นตอนที่ 3: ติดตั้งหน้าจอ

ฉันวัดรูยึดที่ด้านข้างของหน้าจอและพิมพ์ 3 มิติที่ยึดบางตัวและใช้สลักเกลียว M3 ติดตั้งหน้าจอด้านหลังกรอบ

จากนั้นใช้กาวร้อนติดแผงควบคุมและอินเวอร์เตอร์ที่ด้านหลังของหน้าจอ ฉันใช้เทปปิดบังใต้จุดเชื่อมต่อที่เปลือยเปล่าเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีกางเกงขาสั้นบนแผ่นรองโลหะของหน้าจอ

ล้มเหลวใน 5… 4… 3… 2… 1…

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้งหน้าจออีกครั้งเพราะคุณทำผิดพลาด

ดังที่คุณเห็นในภาพ มีที่ว่างไม่เพียงพอด้านหลังกรอบสำหรับทั้งหน้าจอและแผงควบคุม คุณสามารถสร้างตัวเก็บประจุที่สัมผัสได้ในภาพ

แก้ไขอย่างง่ายดาย ฉันเพียงแค่ติดตั้งหน้าจอที่ด้านนอกของกรอบ

ฉันรำคาญที่จะเริ่มต้น แต่ขอบโลหะเปล่าของหน้าจอดูเท่ในตอนท้าย

ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งคีย์บอร์ด

ฉันใช้แป้นพิมพ์และแทร็กแพดไร้สายของ Logitech สำหรับโครงการนี้ ดังนั้นความคิดของฉันที่นี่คือการแยกถาดสำหรับวางแป้นพิมพ์และยังคงอนุญาตให้ถอดออกได้

เมื่อแยกส่วนออกแล้ว ฉันปิดบริเวณนั้นด้วยวัสดุสักหลาดสีดำและวางแป้นพิมพ์ให้เข้าที่

ฉันตั้งใจที่จะครอบคลุม MDF ทั้งหมดในวัสดุนี้อย่างตรงไปตรงมามันดูดีมาก:)

ขั้นตอนที่ 6: ติดตั้ง DC Jack

ด้านใดด้านหนึ่งของเคสมี 2 รู ใช้สำหรับรัดสาย สิ่งที่จำเป็นคือขยายหนึ่งในนั้นให้กว้างขึ้นเล็กน้อยแล้วใส่ซ็อกเก็ต DC Jack ขนาด 2.1 มม.

ขั้นตอนที่ 7: ติดตั้งปุ่มสำหรับฟังก์ชั่นหน้าจอ

เดิมทีฉันไม่ได้ตั้งใจจะเพิ่มสิ่งเหล่านี้ แต่หน้าจอจะไม่เปิดโดยอัตโนมัติ ดังนั้นฉันจึงจำเป็นต้องเข้าถึงปุ่มเปิดปิด ฉันวัดระยะห่างของปุ่มและติดบอร์ดด้านหลัง MDF

จากนั้นฉันก็พิมพ์ปุ่มและฝาครอบและติดเส้นใยเครื่องพิมพ์ที่มีความยาวเล็กน้อยลงบนปุ่ม การดำเนินการนี้จะทะลุผ่าน MDF และสัมผัสปุ่มด้านหลัง

สิ่งที่จำเป็นคือสำหรับฉันที่จะตัดแต่งเส้นใยตามนั้นให้ยาวพอแต่ไม่นานเกินไป

ขั้นตอนที่ 8: ตัดฝาครอบหลักและติดตั้งลำโพง

ตามขั้นตอนเดียวกันกับหน้าจอ ฉันตัดแผ่น MDF เป็นแผ่นปิดหลักแล้วตัดรูสำหรับปุ่มเปิดปิดและลำโพง

ลำโพงเป็นลำโพง 3w ที่จะต่อเข้ากับ Adafruit Speaker Bonnet (ฝากระโปรงหน้าเพราะว่ามันไม่ใหญ่พอที่จะเรียกว่าหมวก?!?) ซึ่งจะจัดการเสียงที่เชื่อมต่อโดยตรงกับพิน GPIO บน Raspberry Pi

ฉันจะทำตะแกรงลำโพงพิมพ์ 3 มิติด้วย

ขั้นตอนที่ 9: ติดตั้งแบตเตอรี่และฮับ USB

ฉันตัดรูเพิ่มเติมในฝาครอบ MDF และพิมพ์ 3 มิติ "ช่อง" สำหรับแบตเตอรี่และฮับ usb แล้วติดกาวเข้าที่

ขั้นตอนที่ 10: เชื่อมต่อและทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ดังนั้นนี่คือบิตสนุก …

Raspberry pi เชื่อมต่อกับหน้าจอผ่านอะแดปเตอร์ HDMI>VGA

Speaker Bonnet เชื่อมต่อโดยตรงกับพิน GPIO

ต่อไปเรามี UPS Hat เป็นไปตามที่คิด เป็นเครื่องสำรองไฟพร้อมแบตเตอรี่ lipo ขนาด 1 เซลล์ขนาด 2500 มิลลิแอมป์

ซึ่งช่วยให้ฉันเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบ Hot-swap หรือเปลี่ยนเป็นแหล่งจ่ายไฟหลักได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องปิด pi น่าเสียดายที่มีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับหมวก UPS ที่จะนั่งบนหมุด GPIO เนื่องจากได้รับการออกแบบมา ดังนั้นการดูแผนผังอย่างรวดเร็วบอกฉันว่าต้องใช้เพียง 4 พินเท่านั้น ดังนั้นฉันจึงเชื่อมต่อด้วยตนเองด้วยสายจัมเปอร์

พลังงานถูกกระจายดังนี้:

อินพุต 12V จากแจ็ค DC หรือแบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงกับหน้าจอและไปยังตัวแปลง "บั๊ก" ซึ่งลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือมากกว่า 5v เล็กน้อย สาย 5 โวลต์นี้ไปที่หมวกของ UPS และไปยังฮับ USB (เหตุผลคือฉันทำงานมากกับแถบไฟ LED RGB ซึ่งดึงกระแสได้มากและฉันไม่ต้องการวาดกระแสนั้นผ่าน pi วิธีนี้มาจากอุปทานโดยตรง)

ฉันเสียบทุกอย่างแล้วดูเหมือนว่าจะใช้งานได้:)

ขั้นตอนที่ 11: กาวทุกอย่างเข้าที่และทำให้ดูสวย

การใช้กาวร้อนช่วยยึดแผงและสายเคเบิลทั้งหมด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปล่อยให้สายเคเบิลที่ไปยังหน้าจอหย่อนเพียงพอเพื่อให้สามารถเปิดและปิดเคสได้

จากนั้นฉันก็ปิด MDF ที่เหลือด้วยผ้าสักหลาดสีดำและรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 12: คำเตือนเกี่ยวกับแบตเตอรี่ Lipo…

คุณอาจสังเกตเห็นว่าฉันกำลังใช้แบตเตอรี่ RC lipo มาตรฐานเพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องนี้ ปกติแล้วนี่จะเป็นความคิดที่แย่มาก! แบตเตอรี่ Lipo นั้นเจ้าอารมณ์ได้ดีที่สุดและพิสูจน์ได้ว่ามีความเสี่ยงจากไฟไหม้/ระเบิดเมื่อชาร์จทั้งภายใต้และเกิน

การชาร์จมากเกินไปไม่ใช่ปัญหาในกรณีนี้ เนื่องจากฉันจะถอดแบตเตอรี่ออกอย่างสมบูรณ์เมื่อใช้ไฟหลัก และจะชาร์จในเครื่องชาร์จบาลานซ์ที่เหมาะสมเท่านั้น เช่นเดียวกับ RC lipo ใดๆ

ภายใต้ค่าใช้จ่าย แต่จะเป็นปัญหา อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ที่ฉันใช้นั้นทำขึ้นเป็นพิเศษโดย Turnigy เพื่อใช้ในเครื่องส่งสัญญาณ RC และด้วยเหตุนี้จึงมีวงจรตัดกระแสไฟต่ำในตัว ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์นี้

ขั้นตอนที่ 13: การทดสอบและสรุป…

เมื่อทุกอย่างเสร็จสิ้น ฉันก็เริ่มทำงานและตั้งค่า Raspbian

หลังจากกำหนดค่าทุกอย่างแล้ว ฉันคิดว่าฉันจะทำการทดสอบความเครียดและดูว่าแบตเตอรี่จะใช้งานได้นานแค่ไหน ฯลฯ ดังนั้นด้วย lipo ที่ชาร์จใหม่ ฉันบูตระบบ เปลี่ยนหน้าจอเป็นความสว่างเต็มที่ และปล่อยให้มันเล่นเพลย์ลิสต์ YouTube จนกระทั่ง หน้าจอปิดอยู่ (pi ยังคงขับเคลื่อนในพื้นหลังโดยหมวกของ UPS)

ให้หรือสละเวลาสักหนึ่งหรือสองนาทีเพื่อให้ฉันไม่สนใจ แบตเตอรี่ใช้งานได้ 1 ชั่วโมง 20 เมตร ก่อนที่ไฟฟ้าแรงต่ำจะดับลงและหน้าจอก็มืดลง

ยอมรับว่าปลื้มใจมาก!! ทำให้ใช้งานได้มากกว่าที่เป็นไปได้กับแบตเตอรี่หนึ่งหรือสองก้อน

เนื่องจากใช้งานได้จริงและใช้งานได้จริง ฉันแทบรอไม่ไหวที่จะใช้มันในสนาม!