Tablet stampato in 3D Raspberry Pi 4B: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Il concetto del progetto è quello di sviluppare un tablet stampabile in 3D, basato su Raspberry Pi. Tutte le parti (componenti) devono essere facili da ottenere e prontamente disponibili. Deve avere una batteria e deve essere la fonte primaria di alimentazione (il che significa che si ricaricherà con un cavo collegato, ma deve avere abbastanza energia per funzionare senza di essa). Deve essere in grado di funzionare perfettamente senza una tastiera (il che significa che tutto nell'interfaccia utente dovrebbe funzionare senza problemi anche se non hai una tastiera e un mouse collegati.)

Nota: questo progetto utilizza il sistema operativo Raspbian per ora, finché non trovo una soluzione "touch-first" più adatta.

Caratteristiche

• SBC: Raspberry Pi versione 4B+ (4Gig RAM)
• Display: Display LCD da 7 pollici (con tocco)
• Alimentazione: UPS PiJuice (con batteria da 5000 mAmp)
• Fotocamera: Fotocamera 1080p (frontale)
• Audio e altoparlanti: scheda audio, alimenta 2 altoparlanti e 2 microfoni e fornisce un jack audio per le cuffie.
• Accelerometro: Giroscopio/Accelerometro - per orientare lo schermo. (con pitone)
• Raffreddamento: ventola collegata a un controller di velocità della ventola (la velocità è controllata in Python)
• USB: USB breakout

• Pulsanti:

  • Pulsante di accensione
  • Tasto volume su/giù

• LED:

  • Carica
  • La luce LED di alimentazione e attività viene reindirizzata (usando nylon) alla custodia.

• Piastra posteriore:

  Retro in legno di bambù, con decalcomania incisa al laser

Dettagli completi del progetto: GitHub

Nota: se non disponi di un attacco laser, lascia quel passaggio o chiedi a un amico (codice g fornito)

Forniture

• Raspberry Pi 4B+ (o 3B+, se usi una scheda di formato A puoi saltare la rimozione della rete e dei blocchi USB) Amazon
• Display LCD ufficiale Raspberry Pi da 7" (con touch) Amazon
• PiJuice UPS PiSupply
• PiSupply 5000 mAmp Batteria PiSupply
• Fotocamera ufficiale Raspberry Pi 1080p (opzionale: cavo a nastro di lunghezza estesa) Amazon
• Waveshare Audio HAT (scheda audio) Waveshare
• 2 altoparlanti (8Ohm, 1Watt) Amazon
• Accelerometro e giroscopio MPU-6050 Amazon
• HW-517 Regolatore di velocità della ventola PWM Amazon
• Ventola 30mmx30mmx7mmAmazon
• Scheda SD da 128 Gig (minimo 16 Gig)
• 3 Premere PulsantiAmazon
• Breakout USB 2.0Amazon
• Fili colorati
• Cavo 18AWG (o meno)
• Legno 3MM (di qualsiasi tipo - ma ho usato bambù)

Passaggio 1: come video

Nota: il video consiste in una registrazione molto dettagliata di tutti i passaggi che ho eseguito per completare questo progetto. Guarda il video o segui i passaggi seguenti per realizzare questo progetto da solo.

Passaggio 2: preparazione dei componenti

In questo passaggio dovrai apportare alcune modifiche alle parti che hai ordinato. Questo serve principalmente a togliere le parti ingombranti come scatole a vite e scatole USB ecc., Dal PCB, poiché salderemo i cavi alla scheda.

1. Raspberry Pi: rimuovere i blocchi USB e il blocco di rete (non dissaldare, utilizzare un cutter per rimuovere l'involucro di metallo e tagliare la plastica). Rimuovere anche tutti i pin GPIO tranne i primi 6 (secondo lo schema di strizzatura)
2. LCD: rimuovere il blocco USB dal PCB e rimuovere due dei pin da 12 mm sul retro.
3. PiJice: rimuovere il supporto della batteria in plastica trasparente. Rimuovere l'isolatore in plastica nera per i pin GPIO, quindi tagliare (non dissaldare) il GPIO lasciando solo i 6 pin superiori (3 a destra, 3 a sinistra).
4. HW-517: rimuovere i blocchi delle viti (dissaldare)
5. wm8960: rimuovere l'isolatore in plastica nera per il GPIO e il blocco del cavo dell'altoparlante e le viti, quindi tagliare il GPIO secondo lo schema di strizzatura.
6. Ventola: rimuovere il dissipatore di calore

Passaggio 3: stampa 3D

Puoi scaricare tutti i file di cui hai bisogno qui sotto. C'è anche una copia su Thingiverse, quindi puoi utilizzare il servizio di stampa 3D se non ne hai uno.

Suggerimento per la stampa 3D:

C'è qualcosa nella stampante Creality che ti farà risparmiare un sacco di build fallite… La loro superficie di vetro è terribile su cui stampare e, anche se la piastra di costruzione può essere riscaldata, non offre quasi alcuna adesione e generalmente non uso un bordo o niente… come mai? Pulisco il vetro con alcool puro, quindi uso la normale colla per carta Pritt Stick. È una colla atossica che quando riscaldata (come dal letto) è molto appiccicosa e lega il PLA alla piastra di costruzione. Quindi, quando la stampa è terminata e la piastra di costruzione è fredda, si stacca facilmente. Se sei di fretta, puoi lavarlo via con acqua. (dovresti comunque lavare via il vetro dopo ogni stampa)

Passaggio 4: Post-stampa

Incolla ogni strato insieme con una super colla a legame rapido o qualcosa di equivalente. Gli strati dovrebbero sedersi ordinatamente uno sopra l'altro. I livelli 1 e 2 hanno piccoli fermi che aiutano ad allineare il livello.

Prendi i dadi di plastica che si sono staccati dal PiJuice e incollali negli spazi previsti nello strato 2

Ora che è incollato, puoi carteggiare la custodia per renderla perfetta!

Per rendere la tua custodia perfetta, dovrai carteggiare. io uso quanto segue:

1. Sabbia ruvida con grana 100, in modo da rimuovere tutte le linee di strato. Qualsiasi plastica rivolta verso l'esterno sembra grigia ed è piuttosto ruvida, ma non ci sono linee di strato visibili o pezzi di plastica lanuginosi.
2. Levigatura liscia: con una carta vetrata di grana da 400 a 800, inizia a lavorare le superfici grasse sempre più lisce fino a quando non fa alcuna differenza se stai levigando, il PLA sembrerà ancora leggermente graffiato.
3. Brasso - Usa un composto abrasivo per metalli come Brasso, per dare alla plastica una finitura perfettamente liscia.
4. Infine spruzzare una mano di vernice spray Flat Black. Puoi usare qualsiasi (ho usato Rust-oleum) purché si leghi alla plastica.

Passaggio 5: cablaggio dei componenti

Utilizzare lo schema elettrico per cablare tutti i componenti in modo che ogni componente sia cablato con il cavo codificato a colori corrispondente. Una volta fatto questo, puoi inserire le singole schede nella custodia e unire i fili insieme.

Passaggio 6: incisione laser della piastra posteriore in legno

Questo passaggio richiede di avere l'attacco laser alla stampante, come l'Ender 2. Questo utilizza il PWM del controller di velocità della ventola come controller di potenza per il laser. Quando la ventola è piena, il laser è pieno, e se la ventola dice 10%, il laser brucia solo leggermente nel legno. Il risultato è di poter "incidere" una superficie come il legno. Viene fornito il codice g che ho usato: imposta l'altezza del laser su 50 mm, quindi assicurati di rendere corretta la messa a fuoco del laser a 50 mm.

Facoltativo: puoi anche creare il tuo design se vuoi, ma poi dovrai andare su questo sito:

Il legno deve essere tagliato a 112 mm x 230 mm e dovrai levigare i cordoli per adattarli allo strato 3

Passaggio 7: installazione del software

Vai su https://raspberrypi.org/ fai clic su Download, fai clic su Raspbian

• Decomprimi il file scaricato sul desktop e usa Etcher per eseguire il flashing del file.img sulla scheda SD.
• Estrarre la scheda SD dal PC e inserirla nello slot per schede SD del Raspberry Pi.
• Avvia il tablet premendo il pulsante di accensione sul lato della custodia per 2 secondi.
• La prima volta che si avvia, ridimensionerà automaticamente la partizione per riempire la scheda SD.

Successivamente, si riavvierà e dovresti essere nella schermata di benvenuto del sistema operativo Raspbian.

• Fare clic su Avanti
• Fai di nuovo clic su Avanti
• Puoi saltare l'impostazione della password per ora
• Puoi ignorare l'opzione relativa al bordo nero
• Seleziona la rete wireless del tuo router e inserisci la password. Dovrai aver inserito una tastiera USB a questo punto poiché non ci sarà alcuna tastiera su schermo.
• Salta l'aggiornamento nella schermata successiva (possiamo farlo in seguito)
• Hai finito

Ora dobbiamo impostare alcune impostazioni in modo da poter accedere al tablet da remoto.

• Fare clic sull'icona Raspberry Pi (in alto a sinistra)
• Vai a Preferenze
• Vai a Configurazione Raspberry Pi
• Fare clic sulla scheda Interfacce
• Abilita: SSH e fotocamera, I2C, SPI
• Fare clic su Ok, per confermare e riavviare

Il resto del lavoro può essere svolto in un terminale remoto nel tuo normale PC:

• Utilizzando Putty (su Windows) o Terminal (su Mac), accedi al tablet raspberry pi come:

  • ssh [email protected]
  • La password predefinita è lampone

• Quindi impartisci i seguenti comandi:

  • sudo su
  • apt-get update
  • git clone
  • cd WM8960-Audio-CAPPELLO
  • ./install.sh
  • riavviare

• Ora si riavvia, accedi di nuovo e puoi rimanere come pi

  • sudo nano /boot/config.txt

  • All'interno di nano, apporta le seguenti modifiche:

    • trova #hdmi_drive=2 e rimuovi # (non commentare) e cambia questo valore in 1
    • trova dtparam=audio=on e aggiungi un # davanti (commentalo)
    • Aggiungi una nuova riga con hdmi_ignore_edid_audio=1
  • Ctrl s (per salvare)
  • Ctrl x (per uscire)
  • sudo reboot

• Ora lascia che si riavvii, accedi di nuovo e fai quanto segue:

  • sudo su
  • apt-get install libasound-dev
  • python -m pip install --upgrade pip setuptools wheel
  • pip install pyalsaaudio
  • Uscita

• Ora sei tornato come utente pi, ora prendi il progetto da GitHub

  git clone

Ora devi creare i 3 servizi che fanno ruotare lo schermo, alzare e abbassare il volume e accendere e spegnere la ventola.

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

[Unità]

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

• sudo systemctl demone-reload
• sudo systemctl enable PiTabAudio.service
• sudo systemctl start PiTabAudio.service
• sudo systemctl status PiTabAudio.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabScreen.service

[Unità]

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

• sudo systemctl demone-reload
• sudo systemctl enable PiTabScreen.service
• sudo systemctl start PiTabScreen.service
• sudo systemctl status PiTabScreen.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabFan.service

[Unità]

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

• sudo systemctl demone-reload
• sudo systemctl abilita PiTabFan.service
• sudo systemctl start PiTabFan.service
• sudo systemctl status PiTabFan.service
• sudo reboot

Ora possiamo installare gli strumenti e i servizi PiJuice:

sudo apt-get install pijuice-gui

È tutto gente!

Passaggio 8: il prodotto finale

Ora dovresti aver finito e puoi testare le varie funzionalità.

Ho trovato delle belle viti nere che si adattavano bene ai dadi di plastica che abbiamo incollato negli angoli. Ho praticato un po' i fori in modo che la testa del dado sia affondata un po'.

Secondo classificato al concorso Raspberry Pi 2020