手工打造树莓派迷你笔记本电脑

前言

对于创客来说,一切皆有可能!在以前,很多电子产品,靠自己制作是不可能的,一方面是电子元器件太过昂贵,制作起来非常困难;一方面创客运动尚未兴起,还未出现3D打印机、开源硬件等各种创客平台。而如今,创客文化、创客运动日益兴盛,让很多人能够自己制作、分享和交流一些极具个性的东西。甚至游戏机、电脑、手机、超级计算机等等,都可以DIY。

接下来将介绍一块与众不同的Linux笔记本。来自Chris Robinson的一款“小掌机”。该电脑,内置屏幕,QWERTY键盘和电池,有4个USB扩展接口,看起来像是一台任天堂的DS掌机。作为一款工具,它很适合用来学习命令行和脚本。

几乎所有的设计抉择都受限于空间大小。如果有机会的话,使用一个自定义的键盘和外壳,这样会更加时尚一些。考虑到现在的设计采用了一堆现成的东西,这也已经很令人满意了。

制作教程

Chris Robinson在n-o-d-e.net上留下了一篇有趣的教程。

器件清单:

  • 树莓派A(700MHz,256MB RAM)
  • 4端口的USB Hub(确保与树莓派兼容)
  • 500mAh的电池,带有JST接头
  • Adafruit PiTFT – 2.8″ 树莓派触摸屏
  • Adafruit Powerboost 500 充电器
  • 2×2.5英寸硬盘塑料壳
  • 无线2.4GHz,迷你拇指背光键盘
  • 与JST接口相连的电源开关
  • 长绞链(厚度取决实际的情况)
  • 16GB Micro SD卡(越大越好)
  • Mcro USB公头连线
  • 一些备用的线缆

工具:

  • 烙铁/焊锡
  • 吸焊枪
  • 电钻
  • 小钢锯锯片
  • 吸锡带(可选)
  • 钢丝钳/剥线钳
  • 热胶枪(可选)
  • 绝缘胶带
  • 辅助手支架(可选)

Howto教程——软件篇

在我们开始裁剪硬件之前,我们首先处理软件方面的事情。

第一步

首先,由于树莓派使用PiTFT显示屏,你仅限于使用Raspbian,因为(我想)这是唯一支持该显示屏驱动的操作系统发行版。访问Adafruit网页,下载他们定制的Raspbian镜像,该镜像包含了驱动程序。以下的命令,是将该镜像写入你的Mcro SD卡,并启动树莓派。

值得一提的是,该定制的操作系统发行版只有在PiTFT连接后才能够正常启动。

第二步

当你启动树莓派时,确保连上了供无线2.4GHz迷你键盘使用的接收器。它会自动识别,而不需要做其他任何的修改。如果你打算使用一个小型的有线硬件,也是完全可以的。

你会注意到,在命令行下使用标准的字体不太合适,所以我们做了修改,毕竟屏幕上的显示空间是相当重要的。输入以下命令并按回车键:

sudo dpkg-reconfigure console-setup

这样会弹出一个菜单,允许逆更改字体及大小。稍加研究,选择你喜欢的字体和大小。当你完成更改后,输入如下命令重启树莓派:

sudo reboot

第三步

这样,妥妥地就搞定啦!现在,你就有了一个可用的Linux基本系统,试着根据你的喜好用用看。

Howto教程——硬件篇

第一步

拆解树莓派。一旦你让所有的硬件工作正常,你需要去掉所有多余的部分,就是那些绝对不需要的东西,这意味着基本上卸掉了板上所有的东西,包括:

  • GPIO 引脚
  • HDMI端口
  • USB端口
  • 音频/麦克风端口
  • 2x视频模块端口

只要你非常小心,耐心地花时间,这不难做到。并不是所有的器件都很容易从板子上焊下来,常常我得用上小型的钢锯刀片和锋利的钢丝钳,这样我才能将这些元件从板上分离开。只要你不损坏板上的其他器件,或者划伤板面,应该不会出什么问题。这样,你就得到了一块光秃秃的树莓派,只有5到6mm厚。

第二步

卸下并剪短PiTFT上的GPIO引脚。需要注意的一点是,如果你能够拿到未组装版本的PiTFT,会省很多事情。这些板上的焊锡看起来需要有一个相当热的烙铁才能融化,这也要记住的。当然,这也不是特别困难,只需要焊头与焊脚的接触时间久一些。

第三步

直接将PiTFT焊接到树莓派A 上。只要你喜欢,你可以用从其他板子上焊下来的GPIO针脚。起初,我试着用一组细小的排线,但最终发现使用起来相当困难。于是,我从一堆未使用的LED上找来金属针脚来用。

这是超级繁琐的工作,而且我发现最好的办法,还是直接将引脚焊接到树莓派上。一旦连接起来,再修剪引脚,直至针脚整齐。但愿你能成功插上PiTFT,并且焊接到位。我在板件插入了一个薄薄的塑料,这样彼此不会造成短路了。这种形式的组装将树莓派和显示屏集成在一个相当小的壳子里,厚度只有1cm。

第四步

给树莓派上电,双手合十祈祷吧!如果启动后,屏幕亮起,说明运行正常。如果没有,首先应该检查PiTFT板与显示屏的连接器是否正确。如果是,再检查GPIO引脚上的焊接是否做好了。

第五步

拆解你的USB hub。你需要拆掉塑料外壳,焊下每个USB端口,去掉板上任何LED或其他100%不需要的元件,然后剥离出主USB的电源线和数据线。这些东西似乎非常脆弱,做起来很困难(我整整拆了四个才搞定),要特别小心。

第六步

准备你的外壳,根据你想使用的外壳的类型,是时候去准备一个外壳了。这是我做的:

  • 为屏幕和键盘在外壳上切出空间
  • 打孔并连接长绞链
  • 为USB端口切出几个孔(这里用钢锯锯片非常方便)
  • 在侧边钻一个空,用来连接顶部和底部的USB线
  • 在侧边为电源开关开一个孔

我用了一把非常锋利的美工刀完成了以上的切割。总是需要测量多次,你才能找到正确的位置,然后一刀利落地切下。如果你切错了,你不得不用一些胶带或其他的东西来覆盖着。

第七步

连接升压电路板,电池和开关。我用的是遥控汽车上的一种标准开关。由于比我想象的要大,于是我不得不切掉一部分。此外,JST连接器有些笨重,所以我去掉了该连接器的母头,并且将线缆直接焊接到了升压电路板上。

我增加micro usb插线头,这样可以将树莓派直接与升压电路相连。不幸的是,我没有足够的空间和零件来实现充电端口,但我手动给电池充电也没什么问题。

如果你的电池和开关工作正常,当你打开开关时,会发现升压电路上一个蓝色的LED指示灯亮起。

第八步

将所有的东西都塞进壳子里,插上树莓派的Micro USB,然后开启电源。如果一切顺利的话,系统就能正常工作了。

恭喜你,你终于打造出了一台Linux终端设备。

总结

如果让我重新做一次,我会在一些事情上做出改变。首先,我想换一个稍大的屏幕,就像从Tindie上所使用的。此外,我好像找出一种可以直接放置在壳子上一种更简单的充电端口,这样我就没有必要打开壳子,然后给电池充电了。

我正在想,我该如何用这种方法来创造廉价的硬件,然后打造一部带有触摸屏的开源手机(使用Adafruit Fona),或者一部迷你的平白电脑什么的。

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