เปลี่ยนออปติคัลไดรฟ์ด้วย RPi: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

โปรเจ็กต์นี้เกิดขึ้นหลังจากออปติคัลไดรฟ์ของแล็ปท็อปอันเป็นที่รักของฉันเริ่มทำงานผิดปกติ ถาดใส่ซีดีจะโผล่ออกมาซ้ำๆ ทุกครั้งที่ฉันผลักแล็ปท็อปหรือเคลื่อนย้ายไปทางใดๆ การวินิจฉัยปัญหาของฉันคือต้องมีการเชื่อมต่อที่หลวมซึ่งทำให้สวิตช์ดีดออกทุกครั้งที่มีการเคลื่อนไหว เรื่องนี้เริ่มรำคาญมากขึ้นเรื่อยๆ และในที่สุด ฉันก็ตัดสินใจทำอะไรสักอย่างกับมัน ฉันเคยใช้ออปติคัลไดรฟ์เพียงครั้งเดียวในช่วง 2 ปีที่มีแล็ปท็อป ดังนั้นฉันคิดว่าฉันน่าจะทำได้โดยไม่ต้องใช้เลย

การถอดถาดออกหมายความว่าฉันมีรูขนาดใหญ่ที่ด้านข้างของคอมพิวเตอร์ ดังนั้นฉันจึงต้องเติมบางอย่าง ฉันเห็นว่าคุณสามารถซื้อช่องสำหรับใส่ฮาร์ดไดรฟ์ตัวที่สองลงในแล็ปท็อปของคุณได้ ฉันไม่ได้มีความจำเป็นขนาดนั้น ฉันเลยไปออกแบบและพิมพ์ 3D ชิ้นส่วนทดแทนที่มีขนาดเท่ากันกับการดำน้ำแบบเดิม โดยมีพื้นที่สำหรับใส่สมุดโน้ตขนาดเท่าหนังสือเดินทางได้ ซึ่งฉันเก็บไอเดียโครงการทั้งหมดไว้ in. นี่เป็นโครงการเล็กๆ ที่สนุกสนานและการเริ่มต้นการสนทนา และทำงานได้อย่างสมบูรณ์ มันทำให้ฉันคิดว่าคุณสามารถใส่สิ่งอื่น ๆ ลงในอสังหาริมทรัพย์ใหม่ที่พบในแล็ปท็อปของฉันได้ ฉันคิดถึงสิ่งที่จะใส่ลงไปแทน และตระหนักว่าฉันสามารถฝัง Raspberry Pi ไว้ในคอมพิวเตอร์ของฉันได้ เพื่อใช้ในโครงการต่างๆ ระหว่างเดินทางและ IO ที่ตั้งโปรแกรมได้มากขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ของฉัน เมื่อแนวคิดนี้พัฒนาขึ้น ฉันก็เลยเกิดความคิดที่จะจ่ายไฟให้กับ Pi จากพลังงานที่แล็ปท็อปให้มาเพื่อเรียกใช้ออปติคัลไดรฟ์และเชื่อมต่อกับ Pi จากแล็ปท็อปของฉันโดยใช้ VNC ซึ่งหมายความว่าฉันสามารถเข้าถึงเดสก์ท็อปของ Raspberry Pi ได้ทุกที่โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมด นี่เป็นบิตเหมือน pi-top แต่ที่นี่ฉันยังคงสามารถใช้แล็ปท็อปของฉันตามที่ตั้งใจไว้แต่แรกยกเว้นการขาดไดรฟ์ซีดี

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะอธิบายวิธีที่ฉันดำเนินการสร้างโครงการนี้ ตลอดจนปัญหาที่ฉันพบและเอาชนะ มันจะไม่เป็นคำสั่งแบบดั้งเดิมที่ฉันทำทุกขั้นตอนที่ควรปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดเพราะฉันคิดว่ามันค่อนข้างเฉพาะเนื่องจากมีคนเพียงไม่กี่คนในปัจจุบันที่มีช่องใส่ไดรฟ์ออปติคัลแบบถอดได้ในแล็ปท็อป ในคำแนะนำนี้ ฉันหวังว่าจะแสดงวิธีที่ฉันเอาชนะปัญหาการออกแบบที่แตกต่างกัน เพื่อที่จะไม่มีใครต้องทำเมื่อทำงานในโครงการที่คล้ายคลึงกัน

ฉันจะให้ลิงก์ไปยังส่วนต่างๆ และไฟล์ 3D ทั้งหมดที่ฉันใช้ ดังนั้นหากใครมีแล็ปท็อปเครื่องเดียวกัน (Lenovo ThinkPad T420) หรือเข้ากันได้ พวกเขาก็สามารถสร้างโปรเจ็กต์ได้เช่นกัน หากรายละเอียดใดไม่ชัดเจนโปรดแสดงความคิดเห็นและเรายินดีที่จะช่วยเหลือ

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่ที่ใช้

สำหรับโครงการนี้ ต้องการเพียง 3 ส่วนหลักเท่านั้น:

ราสเบอร์รี่ pi ที่ติดตั้ง NOOBS ใหม่พร้อมหมุดมุมฉากบัดกรี ฉันใช้ Pi Zero W สำหรับฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก และความจริงที่ว่าฉันไม่ต้องการฮาร์ดแวร์ระบบเครือข่ายเพิ่มเติม จากความคิดในภายหลัง ฉันรู้ว่าฉันอาจใส่ราสเบอร์รี่ pi ขนาดมาตรฐานเข้าไปได้ เช่น Pi 3 b+ ถ้าฉันถอดตัวเชื่อมต่อขนาดใหญ่ เช่น พอร์ต USB และอีเทอร์เน็ตออก

จอแสดงผล OLED I2C ขนาด 28 x 132 ซึ่งจะแสดง IP ของ pi เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อกับ SSH หรือ VNC ได้ง่ายขึ้น ฉันซื้อของราคาถูกมาจากประเทศจีนเพราะฉันไม่อยากกังวลว่าจะพัง แต่คุณสามารถหาตัวที่ดีกว่าจาก Adafruit ได้ด้วย โชคดีที่ห้องสมุด Adafruit สำหรับผลิตภัณฑ์ของพวกเขาสามารถใช้กับห้องสมุดจีนได้

สายเคเบิล SATA แบบบางระหว่างตัวผู้กับตัวเมีย ใช้เพื่อดึงพลังงานจากแล็ปท็อป จำเป็นต้องมีสายไฟทั้งหมดที่มาจากส่วนพลังงาน (เพิ่มเติมในภายหลัง)

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบ 3 มิติ

เพื่อให้พอดีกับ Raspberry Pi ในช่องสำหรับถาดออปติคัลไดรฟ์ ฉันต้องสร้างบางสิ่งที่มีขนาดเท่ากันทุกประการกับไดรฟ์ การใช้คาลิปเปอร์คู่หนึ่ง ฉันลดขนาดของไดรฟ์และวาดภาพร่างด้วยขนาดเหล่านั้นในซอฟต์แวร์ CAD ของฉัน ฉันใช้ Onshape ซึ่งเป็นเครื่องมือบนเบราว์เซอร์ ค่อนข้างดีและหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องดาวน์โหลดซอฟต์แวร์จำนวนมากในคอมพิวเตอร์ของคุณ และที่ดีที่สุดคือทำงานร่วมกับ Linux อย่างไรก็ตาม ฉันขอแนะนำคลาสการพิมพ์ 3 มิติของ Fusion 360 และ Instructable หากคุณต้องการเริ่มต้นกับการออกแบบประเภทนี้และระบบปฏิบัติการของคุณได้รับการสนับสนุน ฉันอัดภาพสเก็ตช์เพื่อสร้างชิ้นส่วนให้ได้ขนาดที่เหมาะสม และเริ่มเพิ่มรูที่ด้านข้างซึ่งคลิปสำหรับไดรฟ์จะยึดด้วยสกรู คลิปเหล่านี้มีประโยชน์มากเพราะยึดไดฟ์เข้าที่ แต่ยังถอดออกได้จากไดรฟ์ คุณจึงไม่ต้องออกแบบใหม่เอง หลังจากมีรูปร่างพื้นฐานแล้ว ฉันก็เริ่มสเก็ตช์บนพื้นผิวด้านบนสุดของรูทั้งหมดที่ฉันอยากทำสำหรับ Raspberry Pi, ขั้วต่อ SATA, สายไฟ และจอแสดงผล ยังมีพื้นที่เหลืออยู่บ้าง ดังนั้นฉันจึงเพิ่มพื้นที่เพื่อวางเขียงหั่นขนมสำหรับการสร้างต้นแบบขณะเดินทาง ฉันยังทำสเก็ตช์ด้านหน้าเพื่อรีดออก เพื่อให้มีพื้นที่สำหรับแสดงผล

ฉันต้องพิมพ์และปรับแต่งการออกแบบหลายครั้งเพื่อให้ถูกต้องและมีรูทั้งหมดในตำแหน่งและขนาดที่เหมาะสม สิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงคือความอดทนของเครื่องพิมพ์ของคุณในขณะที่ออกแบบเพื่อให้ทุกอย่างลงตัวพอดี

ฉันพิมพ์ของฉันด้วย infill ประมาณ 20% และความสูงของชั้น 0.15 มม. และฉันก็ทำให้มันสมบูรณ์แบบ

สามารถดูไฟล์ Onshape ของฉันได้ที่นี่ หรือคุณสามารถดาวน์โหลด STL สิ่งนี้ออกแบบมาสำหรับ Lenovo ThinkPad T420 ของฉัน ซึ่งอาจจะไม่เข้ากันได้กับแล็ปท็อปอื่นๆ ส่วนใหญ่

ขั้นตอนที่ 3: เปิดเครื่อง Pi

การเปิดเครื่อง Pi อาจเป็นส่วนที่ยากที่สุดของโครงการ ขั้วต่อ SATA บนแล็ปท็อปของฉันไม่ให้ไฟ 5V เว้นแต่จะตรวจพบว่ามีอุปกรณ์อยู่ หลังจากสำรวจเว็บแล้ว ฉันพบเอกสารประกอบ SATA-io revision 2.6 ซึ่งกล่าวสั้น ๆ ว่าสำหรับอุปกรณ์ที่จะตรวจพบจะต้องมีตัวต้านทาน 1k ระหว่างอุปกรณ์ที่มีพินและกราวด์ ฉันระบุหมุดทั้งหมดด้วยความช่วยเหลือของหน้า Wikipedia และมัลติมิเตอร์ บนสายเคเบิลของฉัน ปรากฏว่าสายสีดำสองเส้นคือ GND และ +5v และสีเหลืองและสีแดงคือหมุด Device Present(DP) และ Manufacturing Diagnostic(MD) ตามลำดับ ฉันตัดสายดาต้าให้สั้นและไม่ต้องใช้พิน MD ฉันก็เลยตัดสายนั้นออกด้วย และหุ้มฉนวนด้วยท่อหดด้วยความร้อน ฉันบัดกรีตัวต้านทาน 1k ระหว่าง DP และ GND แล้วเอาด้าน GND และขยายสายนั้น สิ่งนี้ทำให้ฉันเหลือเพียง 5v และ GND ซึ่งฉันบัดกรีโดยตรงที่ด้านหลังของ Pi บนแผ่นรองสองแผ่นด้านหลังพอร์ต micro USB พลังงาน

บันทึก:

นี่เป็นส่วนที่อันตรายที่สุดของโปรเจ็กต์ และฉันยังคงประหลาดใจที่คอมพิวเตอร์ไม่ได้ทำสิ่งนี้พัง โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าหากคุณกำลังทำสิ่งที่คล้ายคลึงกัน คุณเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ มิฉะนั้น คุณอาจจะทำลายสิ่งต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 4: แสดง

การเพิ่มการแสดงผลให้กับโปรเจ็กต์ของฉันนั้นไม่จำเป็นอย่างยิ่ง แต่มันทำให้การเชื่อมต่อกับ Pi ง่ายขึ้นมาก ฉันถอดหมุดออกจากจอแสดงผลที่มาพร้อมกับมันและแทนที่ด้วยสายสั้นบางเส้น จากนั้นฉันก็บัดกรีปลายสายเหล่านี้ไปที่ด้านหลังของหมุดบนราสเบอร์รี่ pi ตามคู่มือ I2C ในระบบการเรียนรู้ของ adafruit การบัดกรีสายไฟที่ด้านหลังนั้นค่อนข้างยุ่งยาก เนื่องจากหมุดทำมุมฉากนั้นใช้หัวแร้งบัดกรีไม่สะดวก มันอาจจะง่ายกว่าที่จะบัดกรีสายไฟเข้ากับพินแล้วบัดกรีพินกับ Pi ฉันเปรียบเทียบความยาวของสายไฟกับระยะทางในส่วนที่พิมพ์เพื่อให้แน่ใจว่าสายไฟไม่ยาวเกินไป

ขั้นตอนที่ 5: นำทุกอย่างมารวมกันและเชื่อมต่อกับ Pi

ที่เหลือก็แค่ตั้งค่า Pi ฉันเสียบเข้ากับอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมด (หน้าจอ แป้นพิมพ์ และเมาส์) และตั้งค่า VNC ตามบทช่วยสอนนี้ จากนั้นฉันเปิดใช้งาน I2C บนราสเบอร์รี่ pi ด้วยบทช่วยสอนนี้ และในที่สุดก็ติดตั้งไลบรารีทั้งหมดเพื่อเรียกใช้การแสดงผล I2C จากบทช่วยสอนนี้ คุณจะสังเกตเห็นว่าฉันกำลังใช้ตัวอย่าง stats.py ในโครงการของฉัน แต่ฉันสามารถแก้ไขได้หากต้องการ แต่มันสมบูรณ์แบบสำหรับแอปพลิเคชันนี้ ในการให้หน้าจอแสดงสถิติเมื่อเริ่มต้น ฉันได้เพิ่มคำสั่งเพื่อเรียกใช้ร่าง stats.py ที่ด้านล่างของ /etc/profile โดยใช้:

sudo nano /etc/profile

แล้วเพิ่มลงไปด้านล่าง:

sudo python /Adafruit_Python_SSD1306/ตัวอย่าง/stats.py

บันทึกและออกด้วย Ctrl-X, Y, Enter

ตอนนี้เมื่อฉันรีสตาร์ท pi จะแสดงสถิติหลังจากบูทเครื่องไปครู่หนึ่ง หลังจากที่ฉันมีทุกอย่างที่ใช้งานได้ ฉันใส่มันทั้งหมดลงในส่วนที่พิมพ์ออกมาเพื่อให้แน่ใจว่าได้ใช้สายเคเบิล SATA อย่างถูกต้อง และเลื่อนเข้าไปในแล็ปท็อปและใช้งานได้

ในการเชื่อมต่อกับ Pi จากแล็ปท็อปของฉันด้วย VNC คอมพิวเตอร์ทั้งสองเครื่องจะต้องอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน เพื่อให้ Pi เชื่อมต่อกับเครือข่ายฉันต้องเชื่อมต่อกับ pi หรือใช้หน้าจอ เนื่องจากฉันไม่ต้องการตั้งค่าให้เชื่อมต่อกับหน้าจอทุกครั้งที่ฉันเปลี่ยนเครือข่าย ฉันจึงได้เชื่อมต่อกับฮอตสปอตที่สร้างโดยแล็ปท็อปของฉันแทน แล็ปท็อปของฉันไม่สามารถทำซ้ำได้ว่าเป็นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตจาก wifi เนื่องจากมีการ์ดเครือข่ายเพียงใบเดียว ซึ่งหมายความว่าสิ่งที่ฉันต้องทำคือตั้งค่าฮอตสปอตของแล็ปท็อปเพื่อเชื่อมต่อกับ Pi ผ่าน VNC จากนั้นให้ Pi เชื่อมต่อกับเครือข่ายท้องถิ่นอื่นๆ ที่แล็ปท็อปของฉันสามารถเชื่อมต่อได้ เมื่อทั้งคู่อยู่ในเครือข่ายเดียวกันกับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ฉันสามารถเชื่อมต่อกับ VNC ได้อีกครั้ง และที่นั่นเรามีมัน! ตอนนี้ฉันสามารถทำงานบน Pi ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้จากอินเทอร์เฟซของแล็ปท็อป

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

โครงการนี้สนุกมากที่จะสร้าง และตอนนี้ฉันมีความสุขที่ได้นำพื้นที่ที่เสียไปในแล็ปท็อปของฉันไปใช้ใหม่เพื่อประโยชน์มากขึ้น ฉันเรียนรู้มากมายในขณะที่ทำงาน และฉันหวังว่าสิ่งนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้คุณสร้างสิ่งที่คล้ายกัน หากคุณมีคำถาม ความคิด หรือคำแนะนำใด ๆ โปรดแบ่งปันในความคิดเห็นและฉันจะตอบกลับอย่างแน่นอน

หากคุณได้รับสิ่งที่เป็นประโยชน์จากคำแนะนำนี้ คุณจะพิจารณาลงคะแนนให้ในการแข่งขันถังขยะเพื่อสมบัติได้ไหม:)