Stazione elettronica portatile: 22 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questa è una piccola postazione elettronica progettata per essere utilizzata durante i viaggi o se non hai abbastanza spazio in casa per una workstation di dimensioni standard. Ha un computer integrato, un oscilloscopio, Arduino e altre funzionalità.

Materiali:

Materiali elettronici:

• Lampone Pi (1x)
• Connettori RCA maschio (2x)
• Ventola del computer USB (1x)
• Tastiera USB (1x)
• Estensori USB (3x)
• Cavo USB maschio-maschio (1x)
• Adattatore USB da femmina a femmina (1x)
• Caricabatteria per telefono USB 1a (1x)
• Arduino Uno (1x)
• Tagliere (1x)
• Alimentatore tagliere (1x)
• Clip per batteria 9v (2x)
• Connettore a cilindro da 2,1 mm (2x)
• Schermo tattile (1x)
• Altoparlante portatile (1x)
• Banca di alimentazione portatile (1x)
• Divisore audio (1x)
• Scheda audio USB (1x)
• Scheda Micro SD, minimo 4 GB (1x)
• Cavo HDMI (1x)
• Hub USB (1x)
• Cavo micro USB con interruttore (1x)
• Cavo da USB A a USB B (1x)
• Cavo da 3,5 mm a RCA (1x)
• Batterie a nove volt (2x)

Nota: la tastiera USB è necessaria per lavorare originariamente sul Raspberry Pi, ma non verrà utilizzata nella stazione completata. Se hai già una tastiera USB, puoi usarla invece di acquistarne una, poiché non verrà utilizzata nella stazione in modo permanente.

Materiali della scatola:

• Strisce di legno da 0,75 x 2 x 22,75 pollici (4x)
• Strisce di legno da 0,75 x 2 x 17,75 pollici (4x)
• 17,75 x 24 fogli di masonite da 0,25 pollici (2x)
• Blocchi di legno da 1,25 x 3x 3 pollici (4x)
• Cerniere di testa (2x)
• Viti da 1,5 pollici o chiodi di finitura
• Colla per legno
• Contenitore di immagazzinaggio dell'organizzatore (4x)
• Viti di montaggio Arduino (1x)
• Nastro adesivo
• Super colla

Contatta il cemento

22,75 x 17,125 0,25 foglio di masonite (1x)

Fermo (1x)

Utensili:

• Dremel
• Scalpello
• Pennarello a punta fine
• Carta vetrata a grana grossa
• Saldatore
• Trapano
• Punta del trapano

Passaggio 1: costruire la scatola, prima parte

Purtroppo la scatola che ho usato per realizzare la postazione di lavoro era già realizzata, quindi non ho foto della scatola durante la costruzione. Tuttavia, ho esattamente un'altra scatola, quindi ho capito come è stata fatta e ho incluso le istruzioni qui.

Avvitare o inchiodare due delle strisce di legno più corte alle estremità di due delle due delle strisce più lunghe (foto principale). Avvita o fissa uno dei fogli di Masonite alla cornice rettangolare appena realizzata (foto in alto a destra). Ripeti questo processo una volta. Imposta i tuoi due fotogrammi uno accanto all'altro, ma non del tutto a contatto. Posiziona i cardini in posizione (foto al centro a destra). Tracciare le cerniere sui telai, nella posizione in cui verranno impostate. Usa uno scalpello per intagliare il legno all'interno delle aree che hai tracciato fino a quando le parti superiori delle cerniere non sono a filo con il legno (foto in basso a destra). Avvitare le cerniere nelle aree che hai inciso con lo scalpello.

Passaggio 2: costruzione della scatola, seconda parte

Prendi il foglio di masonite da 22,75 x 17,125 pollici e incolla uno dei blocchi di legno da 1,25 x 3 x 3 pollici su ciascuno dei suoi angoli, come mostrato nella foto a sinistra. Il lato della masonite con i blocchi di legno su di esso sarà la parte inferiore del pannello principale. Praticare una griglia di fori di ventilazione sul lato di una delle metà della scatola, come mostrato nella foto a sinistra. Utilizzare una punta da trapano di circa 1/4 di pollice.

Passaggio 3: costruzione della scatola, terza parte

In questo passaggio monterai i contenitori per i componenti elettronici. Avevo una selezione limitata di tipi di contenitori, quindi le immagini incluse non corrisponderanno direttamente alle istruzioni. Le istruzioni dovrebbero ancora funzionare e fornire effettivamente un uso più efficiente dello spazio rispetto al sistema che ho. Prendi i quattro contenitori portaoggetti e posizionali in modo che stiano tutti nella metà della scatola senza i fori di ventilazione e possano essere aperti nella posizione che hai scelto. Traccia ciascuno dei contenitori sulla Masonite nella posizione che hai scelto. Usa la carta vetrata per sgrossare l'area all'interno dei punti che hai delineato e il fondo dei contenitori. Coprire il fondo dei contenitori e le aree che hai sgrossato sulla Masonite con cemento a contatto. Attendere che il cemento di contatto si asciughi. Una volta che tutto il cemento di contatto è asciutto, premere i lati cementati di contatto dei contenitori contro la corrispondente area di Masonite cementata di contatto. I contenitori possono ora essere utilizzati per contenere componenti elettronici.

Passaggio 4: montaggio del touchscreen

Taglia un rettangolo di carta con dimensioni 6,5 x 4,13 pollici. Posiziona la carta nella posizione del touchscreen nella foto principale. Traccia intorno alla foto con un pennarello a punta fine. Usa un Dremel con una testa di taglio rotante per tagliare lungo le linee che hai disegnato. Rimuovi il rettangolo di Masonite che hai ritagliato. Fai una piccola rientranza nell'area in basso a sinistra del ritaglio per il cavo a nastro, come mostrato nella foto in alto a sinistra. Capovolgere il foglio di Masonite e appoggiarne le estremità su due riquadri. Appoggia con cura il touchscreen nella rientranza, assicurandoti che le estensioni del circuito con i fori per le viti in esse poggino saldamente sul foglio di masonite. Segna dove i fori delle viti sul circuito si incontrano con la masonite. Praticare piccoli fori sui punti contrassegnati, utilizzando punte da trapano progressivamente più grandi finché le viti incluse con il touchscreen non si inseriscono nei fori praticati. Riposizionare il touchscreen nella rientranza. Avvitare il touchscreen in posizione con le viti incluse. Collega il cavo HDMI e il cavo USB in dotazione allo schermo, come mostrato nella foto in basso a sinistra. Assicurati che la retroilluminazione sia in posizione di accensione, come mostrato nella foto in basso a sinistra.

Passaggio 5: installazione di NOOBS su una scheda SD

È necessario scaricare il sistema NOOBS su una scheda SD vuota. NOOBS è l'acronimo di New Out Of Box Software. È un modo più semplice per installare il sistema operativo Raspbian nel Raspberry Pi. Per trovare le istruzioni, oltre al download, fare clic qui.

Passaggio 6: configurare il Raspberry Pi

Collega i cavi HDMI e USB dal touchscreen al Raspberry Pi. Collega l'hub USB e la scheda audio USB al Raspberry Pi. Inserisci la scheda SD nello slot per schede SD sul Raspberry Pi.

Passaggio 7: incollare l'hub USB

Innanzitutto, seleziona il punto in cui desideri incollare il tuo hub USB. Lo incollerai alla parte inferiore del pannello principale, il lato con il Raspberry Pi su di esso. Dovrebbe essere un punto in cui può essere collegato al Raspberry Pi mentre il Raspberry Pi è collegato al touchscreen. Cerca di assicurarti che nessuno dei cavi sia piegato mentre l'hub USB è nella posizione che hai scelto. Delinea l'hub USB nell'area in cui desideri incollarlo. Carteggiare l'area che hai delineato con carta vetrata a grana grossa. Carteggiare la parte inferiore dell'hub USB con la stessa carta vetrata. Applicare uno strato di cemento a contatto su entrambe le aree carteggiate, quindi lasciarle asciugare. Una volta che entrambe le aree si sono asciugate, premere con decisione il lato rivestito dell'hub USB sull'area contrassegnata. Continua a premere per circa un minuto.

Passaggio 8: montaggio della breadboard

Pulisci l'area sopra il touchscreen con un panno umido, assicurandoti che sia priva di sporco e polvere. Stacca con cautela il nastro protettivo dal retro della breadboard, facendo attenzione a non rimuovere lo strato adesivo. Premi il retro della breadboard contro l'area appena pulita finché non aderisce bene. Collegare l'alimentatore della breadboard alla breadboard, come mostrato nella foto principale. Assicurati che tutti i pin nella parte inferiore della scheda di alimentazione siano allineati con i binari di alimentazione sulla breadboard. Praticare un piccolo foro nella Masonite, in una posizione vicino al jack a botte sull'alimentatore. Collegare il jack maschio a cilindro nel connettore femmina a cilindro sull'alimentatore della breadboard. Svitare il coperchio dal martinetto maschio. Fai passare i cavi dalla clip della batteria da 9 V attraverso il foro praticato nella masonite, assicurandoti che la clip sia sul lato inferiore e che i cavi siano in alto. Fai scorrere il coperchio del jack a botte che hai svitato sui fili. Saldare il filo positivo (rosso) dalla clip al polo interno del connettore cilindrico e il filo negativo (nero) all'anello esterno del connettore (foto in basso a destra).

Passaggio 9: montaggio del Powerbank

Posiziona il tuo powerbank sulla parte anteriore della tua scatola (foto principale). Traccia intorno al powerbank con un pennarello a punta fine. Usa un Dremel per ritagliare il legno all'interno della sezione che hai delineato. Usa il Dremel per fare due rientranze nel legno vicino al foro che hai appena tagliato, per i cavi di ricarica e di uscita (foto in alto a destra). Collega il cavo incluso con il powerbank al lato di ricarica del powerbank e collega il cavo con l'interruttore su di esso al lato di uscita del powerbank. Fai scorrere il powerbank nel foro che hai ritagliato per esso. Il powerbank dovrebbe adattarsi saldamente, senza torcere o piegare i cavi. Se il powerbank si adatta correttamente, fissalo in posizione con del nastro adesivo. Collega l'estremità micro USB del cavo che esce dal powerbank al connettore di alimentazione micro USB sul Raspberry Pi. Traccia l'interruttore nel cavo che esce dal powerbank sulla Masonite, vicino al touchscreen. Ritaglia quest'area usando il Dremel. Spingere l'interruttore attraverso il foro finché la parte superiore dell'interruttore non è a filo con la masonite (foto in basso a sinistra). Incolla l'interruttore in posizione con la colla super. Assicurarsi che l'interruttore sia in posizione off.

Passaggio 10: ricarica

Taglia un foro di 5/8 x 3/8 di pollice. Qui sarà dove collegherai il cavo di ricarica per la stazione. Posizionare l'extender USB sul lato inferiore del foglio di masonite in modo da poter vedere l'intera porta USB attraverso il foro (foto principale). Segna dove le viti passeranno attraverso la Masonite per montare l'extender USB in questa posizione. Praticare fori da 1/8 di pollice in tutte le posizioni contrassegnate. Avvitare l'estensore in posizione utilizzando le viti incluse. Collega l'adattatore USB femmina a femmina al cavo USB che va nel powerbank. Collega l'extender USB all'altro lato dell'adattatore USB. Collega il cavo USB maschio a USB maschio al caricatore del telefono USB. Per caricare la stazione, collegare il caricabatterie del cellulare all'estensione USB con il cavo USB maschio-maschio. Potresti voler usare un pennarello per scrivere "ricarica" o qualche altra indicazione vicino all'extender USB per differenziarlo dalle porte USB dati. Nota: il powerbank utilizzato per questo Instructable non supporta la ricarica pass-through, il che significa che non è possibile caricare la stazione e utilizzare il computer allo stesso tempo.

Passaggio 11: montaggio di Arduino

Sfortunatamente, non sono riuscito a trovare un kit di viti specifico per il montaggio di un Arduino, quindi ho incluso un collegamento a un kit con alcuni bulloni, dadi e distanziatori. Innanzitutto, posiziona il tuo Arduino direttamente sopra la breadboard (foto a sinistra). Usa il pennarello per segnare dove praticare i fori per le viti per montare l'Arduino. Utilizzare una punta da trapano da 2 mm per praticare i fori in tutte le posizioni contrassegnate. Se i bulloni inclusi nel kit non passano attraverso i fori, utilizzare una punta da 2,5 mm per allargare i fori. Posiziona il tuo Arduino in modo che i fori per le viti su Arduino siano allineati con i fori per le viti che hai praticato nella Masonite. Esegui le viti attraverso i fori delle viti sull'Arduino e i fori che hai praticato nella Masonite. Avvitare un bullone all'estremità di ciascuna delle viti e serrare (foto a destra).

Passaggio 12: alimentazione e dati Arduino

Il Raspberry Pi non ha energia sufficiente per alimentare Arduino e il touchscreen contemporaneamente, quindi Arduino ha un alimentatore a nove volt per alimentarlo e un cavo USB per il trasferimento dei dati. Praticare un piccolo foro nella Masonite, in una posizione vicino al jack a botte sull'Arduino. Collegare il jack maschio a botte nel connettore femmina a botte sull'Arduino. Svitare il coperchio dal martinetto maschio. Fai passare i cavi dalla clip della batteria da 9 V attraverso il foro praticato nella masonite, assicurandoti che la clip sia sul lato inferiore e che i cavi siano in alto. Fai scorrere il coperchio del jack a botte che hai svitato sui fili. Saldare il filo positivo (rosso) dalla clip al polo interno del connettore cilindrico e il filo negativo (nero) all'anello esterno del connettore. Riavvitare il coperchio del martinetto sul martinetto. Praticare un foro da 1/4 di pollice nella masonite, a circa due pollici e mezzo dal connettore USB su Arduino. Taglia a metà il cavo da USB A a USB B, quindi fai passare la metà con il connettore USB B attraverso il foro appena praticato (foto a sinistra). Rimuovere un pollice dell'isolamento esterno da entrambe le metà del cavo. Rimuovere mezzo pollice di isolamento da ciascuno dei fili più piccoli in entrambe le metà del cavo. Torcere le sezioni esposte dei fili dello stesso colore da entrambe le metà insieme per creare una giunzione. Avvolgere la giunzione con del nastro isolante per isolarla. Ripetere questo processo con tutti i fili del cavo. Avvolgere la sezione giuntata del cavo con altro nastro isolante fino a coprirla completamente (foto al centro). Collegare il cavo all'hub USB (foto a destra).

Passaggio 13: installazione della tastiera Matchbox

Matchbox Keyboard è una tastiera virtuale che può essere utilizzata per digitare sul Raspberry Pi senza bisogno di una tastiera USB esterna. Innanzitutto, collega la tastiera USB al Raspberry Pi. Quindi accendi il Raspberry Pi. Per accendere il Raspberry Pi, premi il pulsante sul powerbank e imposta l'interruttore di accensione su on. Dovrebbe apparire una schermata di avvio di NOOBS. Seleziona Raspbian nell'elenco delle opzioni che ti offre la schermata di avvio. Fare clic sull'icona Installa. Una volta scaricato Raspbian e visualizzata la schermata principale di Raspbian

Per installare Matchbox Keyboard, vai al terminale Raspbian e digita questi comandi.

sudo apt-get install matchbox-tastiera

sudo reboot

Una volta riavviato il Raspberry Pi, vai su Menu> Accessori e la tastiera Matchbox dovrebbe essere lì. Scollega la tastiera USB dal Raspberry Pi e spegni il Raspberry Pi. Per spegnere il Raspberry Pi, vai su Menu > Spegnimento > Spegni. Quando l'indicatore luminoso verde sul Raspberry Pi smette di lampeggiare, puoi impostare l'interruttore di alimentazione su off.

Passaggio 14: realizzazione dell'oscilloscopio

Innanzitutto, accendi il powerbank. Una volta avviato il Raspberry Pi, vai su Menu > Preferenze > Aggiungi/Rimuovi software. Digita "oscilloscopio digitale" nel motore di ricerca integrato. Una volta visualizzati i risultati, seleziona il software denominato "oscilloscopio digitale" e fai clic sul pulsante di installazione. Una volta che lo schermo mostra che il software è stato caricato, la finestra si chiuderà. Controlla il menù. Dovrebbe esserci una nuova sezione, denominata "Ham Radio". In questa sezione dovresti trovare il software dell'oscilloscopio. Vai a Menu > Preferenze > Impostazioni dispositivo audio. Verificare se è possibile impostare la scheda audio USB come uscita audio. In caso contrario, vai qui per vedere una pagina sull'installazione dei driver necessari. Collega il cavo da 3,5 mm a RCA nel connettore del microfono sulla scheda audio. Praticare due fori da 7/16 di pollice nella masonite entro sei pollici dalla scheda audio. Spingere i connettori RCA attraverso i fori dal basso, finché il rivestimento in plastica non è a filo con la masonite (foto a sinistra).

Passaggio 15: realizzare le sonde dell'oscilloscopio

Esistono vari tipi di sonde per oscilloscopi, come 1x, 5x e 10x. Ciascuno di questi tipi di sonda divide la tensione per il numero all'inizio del nome. Per realizzare una sonda 1x, collegare un filo a ciascuno dei cavi di un connettore RCA maschio. Collegare una clip a coccodrillo nera al filo che va all'anello esterno del connettore e una clip a coccodrillo rossa al filo che va al pin interno del connettore RCA. Se lo desideri, puoi scambiare la clip a coccodrillo rossa con una sonda a tua scelta, come una clip pogo o un minigrabber. Le sonde non-1x sono più difficili da realizzare, poiché devono dividere i segnali per un numero fisso, senza creare distorsioni. Se vuoi realizzare altri tipi di sonde, vai qui per una guida. Nota: mentre la guida utilizza connettori BNC, questo progetto utilizza connettori RCA.

Passaggio 16: montaggio dell'altoparlante

Per prima cosa, posiziona il tuo foglio di Masonite con l'elettronica montata su di esso nella metà della scatola con il powerbank al suo interno. Posiziona l'altoparlante accanto a uno dei lati della scatola (foto all'estrema sinistra). Posiziona il tuo altoparlante sopra la masonite e tracciaci intorno. Usa il Dremel per tagliare la masonite all'interno dell'area contrassegnata. Rimuovere il pezzo di masonite con l'elettronica dalla scatola. Usa il Dremel per fare una rientranza sul lato della scatola per il cavo di ricarica. Posiziona il cavo nella rientranza e riempi il resto della rientranza con una miscela di segatura dal taglio della rientranza e colla per legno (foto al centro a sinistra). Aspetta che la colla si asciughi. Fai un'altra rientranza per accedere all'interruttore di accensione/spegnimento sull'altoparlante sul lato della scatola, facendo attenzione a non sfondare la rientranza per il cavo di alimentazione (foto al centro a destra). Collega il cavo da 3,5 mm incluso con l'altoparlante nell'altoparlante. Collega l'altoparlante al cavo di ricarica montato nella scatola. Collega l'altra estremità del cavo da 3,5 mm allo splitter audio. Praticare un foro sul lato della scatola con lo stesso diametro dell'esterno di uno dei connettori femmina da 3,5 mm sullo splitter. Spingere l'estremità del separatore attraverso il foro finché l'estremità non è a filo con l'esterno della scatola (foto all'estrema destra). Questa sarà l'uscita audio delle cuffie della workstation.

Passaggio 17: estensioni USB

Collega i due extender USB rimanenti all'hub USB. Taglia due fori da 5/8 x 3/8 pollici, a circa due pollici di distanza. Posizionare gli estensori USB sul lato inferiore del foglio di masonite in modo da poter vedere l'intera porta USB attraverso il foro (foto principale). Segna dove le viti passeranno attraverso la Masonite per montare l'extender USB in questa posizione. Fallo su entrambi i fori. Praticare fori da 1/8 di pollice in tutte le posizioni contrassegnate. Avvitare gli estensori in posizione utilizzando le viti incluse.

Passaggio 18: montaggio della ventola

Collega la ventola del computer USB all'hub USB. Posiziona la ventola in una posizione vicina al Raspberry Pi e il più vicino possibile ai fori di ventilazione. Traccia l'area circolare con le pale del ventilatore esposte sulla Masonite. Usa il Dremel per ritagliare quest'area (foto principale). Segna i fori per le viti per il montaggio della ventola. Praticare dei fori in tutti i punti contrassegnati utilizzando una punta da trapano da 9/64 pollici. Utilizzare le viti di montaggio incluse per avvitare la ventola in posizione.

Passaggio 19: installazione dell'IDE Arduino

Installare Arduino IDE su un Raspberry Pi è molto semplice. Innanzitutto, assicurati che il tuo sistema operativo Raspbian sia aggiornato. Puoi farlo eseguendo i seguenti comandi nel terminale.

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Per installare Arduino IDE, esegui semplicemente questo comando.

sudo apt-get install arduino

Passaggio 20: spia luminosa Raspberry Pi

Se sei molto bravo a saldare, puoi rimuovere il LED verde sul Raspberry Pi e collegare al suo posto un altro LED che è montato sul pannello Masonite. Tuttavia, non essendo molto bravo a saldare, ho semplicemente praticato un foro nella Masonite permettendomi di vedere l'indicatore LED esistente (foto principale).

Passaggio 21: finitura dell'elettronica

Se il connettore cilindrico per Arduino è collegato ad Arduino, scollegalo. Collegare una batteria da nove volt in ciascuna delle clip della batteria da nove volt. Assicurarsi che il connettore cilindrico sia collegato all'alimentatore della breadboard e che l'interruttore dell'alimentatore sia in posizione off. Metti il foglio di Masonite con l'elettronica in posizione nella scatola (foto principale). Per utilizzare il Raspberry Pi, premi il pulsante sul powerbank e imposta l'interruttore di accensione su on, per accenderlo. Per disattivarlo, vai su Menu > Spegnimento > Spegni. Attendi che il LED verde del Raspberry Pi lampeggi rapidamente per un po', quindi emette un lampeggio lungo e si spegne. Quindi spegnere l'interruttore di alimentazione. Per utilizzare l'oscilloscopio, accendi il Raspberry Pi e vai su Menu > Radio Ham > Oscilloscopio. Per utilizzare Arduino, collega prima il connettore cilindrico all'Arduino, quindi collega l'Arduino al Raspberry Pi. Puoi programmare Arduino dall'IDE Arduino installato sul Raspberry Pi. Per utilizzare l'altoparlante, usa la rientranza sul lato della scatola per accendere l'altoparlante prima di riprodurre l'audio su di esso. In alternativa, la stazione ha funzionalità Bluetooth e un'uscita da 3,5 mm, quindi non è necessario utilizzare l'altoparlante.

Passaggio 22: Conclusione e miglioramenti

Questo è tutto ciò che è necessario per costruire una stazione elettronica portatile che sarà utile per la maggior parte dei progetti di elettronica. Ho anche incluso un monitor RCA e i circuiti per alimentare il monitor, ma poiché la maggior parte delle persone non ne avrebbe bisogno, ho scelto di non includerlo in questo Instructable. Sfortunatamente, non sono riuscito a trovare un modo per accendere automaticamente l'altoparlante, quindi devi usare la rientranza sul lato della scatola per accendere e spegnere l'altoparlante. Dovrebbe anche essere possibile progettare il proprio altoparlante amplificato per la stazione. Ad un certo punto, sarebbe bello aggiornare il powerbank a un powerbank più ad alta capacità, uno che supportasse la ricarica pass-through, ma questo è stato l'unico che ho trovato con un misuratore di carica e l'interruttore di alimentazione sullo stesso lato. Vorrei anche progettare la ventola in modo che si accenda quando un sensore di temperatura rileva una temperatura abbastanza alta da accenderla, invece che la ventola sia sempre accesa. Queste sono le uniche modifiche veramente necessarie o urgenti da apportare. Se qualcuno ha altre idee di modifica o miglioramento, si prega di menzionarlo nella sezione commenti qui sotto.