3D-печатный планшет Raspberry Pi 4B: 8 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Концепция проекта заключается в разработке планшета на базе Raspberry Pi для 3D-печати. Все детали (компоненты) должны быть легко доступны и легко доступны. У него должен быть аккумулятор и он должен быть основным источником питания (это означает, что он будет заряжаться с подключенным кабелем, но должен иметь достаточно энергии для работы без него). Он должен прекрасно работать без клавиатуры. (это означает, что все в пользовательском интерфейсе должно работать без проблем, даже если у вас не подключены клавиатура и мышь.)

Примечание. В этом проекте на данный момент используется ОС Raspbian, пока я не найду более подходящее решение «сначала прикосновением».

Функции

• SBC: Raspberry Pi версии 4B + (4 ГБ ОЗУ)
• Дисплей: 7-дюймовый ЖК-дисплей (с сенсорным экраном)
• Источник питания: ИБП PiJuice (с аккумулятором 5000 мАмп)
• Камера: 1080p Камера (фронтальная)
• Звук и динамики: звуковая карта, питание 2 динамиков и 2 микрофонов, а также аудиоразъем для наушников.
• Акселерометр: гироскоп / акселерометр - для ориентации экрана. (с питоном)
• Охлаждение: вентилятор подключен к контроллеру скорости вращения вентилятора (скорость регулируется в Python).
• USB: Разъем USB

• Кнопки:

  • Кнопка питания
  • Качелька увеличения / уменьшения громкости

• Светодиоды:

  • Плата
  • Светодиодный индикатор питания и активности перенаправлен (с помощью нейлона) на корпус.

• Задняя пластина:

  Задняя часть из бамбукового дерева, с наклейкой с лазерной гравировкой

Полная информация о проекте: GitHub

Примечание: если у вас нет лазерной насадки, либо оставьте этот шаг, либо спросите друга (gcode прилагается)

Запасы

• Raspberry Pi 4B + (или 3B +, если вы используете плату формата A, вы можете пропустить удаление сетевых и USB-блоков) Amazon
• Официальный ЖК-дисплей Raspberry Pi 7 дюймов (с сенсорным экраном) Amazon
• ИБП PiJuice PiSupply
• PiSupply Аккумулятор 5000 мАмп PiSupply
• Официальная камера Raspberry Pi 1080p (опционально: ленточный кабель увеличенной длины) Amazon
• Waveshare Audio HAT (Звуковая карта) Waveshare
• 2 динамика (8Ом, 1Вт) Amazon
• Акселерометр и гироскоп MPU-6050 Amazon
• ШИМ-контроллер скорости вращения вентилятора HW-517 Amazon
• Вентилятор 30 мм x 30 мм x 7 ммAmazon
• SD-карта 128 ГБ (минимум 16 ГБ)
• 3 Нажмите кнопки Amazon
• Разъем USB 2.0, Amazon
• Цвет Провода
• Кабель 18AWG (или меньше)
• Дерево 3 мм (любое, но я использовала бамбук)

Шаг 1. Как снимать видео

Обратите внимание: видео содержит очень подробную запись всех шагов, которые я предпринял для завершения этого проекта. Пожалуйста, посмотрите видео или следуйте инструкциям ниже, чтобы реализовать этот проект самостоятельно.

Шаг 2: Подготовка компонентов

На этом этапе вам нужно будет внести некоторые изменения в заказанные вами детали. В основном это делается для того, чтобы снять с печатной платы громоздкие детали, такие как коробки для винтов, коробки USB и т. Д., Поскольку мы будем припаивать кабели к плате.

1. Raspberry Pi: снимите блоки USB и сетевой блок (не распаивайте, используйте резак, чтобы снять металлический корпус и отрезать пластик). Также удалите все контакты GPIO, кроме 6 верхних (согласно схеме отжима).
2. ЖК-дисплей: снимите блок USB с печатной платы и удалите два из 12-миллиметровых штифтов сзади.
3. PiJice: Снимите прозрачный пластиковый держатель батареи. Снимите черный пластиковый изолятор с контактов GPIO, а затем отрежьте (не отпаивайте) GPIO, оставив только 6 верхних контактов (3 справа, 3 слева).
4. HW-517: Удалить блоки винтов (отпаивать).
5. wm8960: Снимите черный пластиковый изолятор для GPIO, блок кабеля динамика и винты, затем отрежьте GPIO в соответствии со схемой отжима.
6. Вентилятор: снимите радиатор.

Шаг 3: 3D-печать

Вы можете скачать все нужные вам файлы ниже. В Thingiverse также есть копия, поэтому вы можете воспользоваться услугой 3D-печати, если у вас ее нет.

Совет по 3D-печати:

В принтере Creality есть что-то, что избавит вас от множества неудачных сборок … Их стеклянная поверхность ужасна для печати, и даже несмотря на то, что рабочая пластина может нагреваться, она почти не обеспечивает адгезии, и я обычно не использую поля или что-нибудь… как получилось? Очищаю стекло чистым спиртом, а затем использую обычный бумажный клей Pritt Stick. Это нетоксичный клей, который при нагревании (например, в постели) очень липкий и связывает PLA с рабочей пластиной. Затем, когда печать будет завершена и рабочая пластина остынет, она легко снимется. Если вы спешите, можно смыть водой. (стекло в любом случае нужно смывать после каждого отпечатка)

Шаг 4: Пост-печать

Склейте каждый слой быстросохнущим суперклеем или чем-то подобным. Слои должны аккуратно ложиться друг на друга. Слои 1 и 2 имеют небольшие защелки, которые помогают выровнять слой.

Возьмите пластиковые гайки, которые оторвались от PiJuice, и приклейте их в предусмотренные места на слое 2.

Теперь, когда он приклеен, вы можете отшлифовать корпус, чтобы он выглядел идеально!

Чтобы чехол выглядел идеально, вам нужно его отшлифовать. Я использую следующее:

1. Шероховатый песок зернистостью 100, чтобы удалить все линии слоя. Любой пластик, обращенный наружу, выглядит серым и довольно грубым, но на нем нет видимых линий слоев или пушистых кусочков пластика.
2. Гладкое шлифование - с наждачной бумагой с зернистостью от 400 до 800 начните обрабатывать жирные поверхности более гладкими и гладкими, пока не станет безразлично, шлифуете ли вы, PLA все равно будет выглядеть немного царапающимся.
3. Brasso - Используйте состав для полировки металла, такой как Brasso, чтобы придать пластику идеально гладкую поверхность.
4. Наконец, нанесите один слой аэрозольной краски Flat Black. Вы можете использовать любой (я использовал Rust-oleum), если он держится на пластике.

Шаг 5: Подключение компонентов

Используйте схему подключения, чтобы соединить все компоненты таким образом, чтобы каждый компонент был подключен к соответствующему кабелю с цветовой кодировкой. Как только вы это сделаете, вы можете вставить отдельные платы в корпус и соединить провода вместе.

Шаг 6: лазерное травление деревянной опорной пластины

Этот шаг потребует, чтобы у вас был лазерный адаптер к вашему принтеру, например Ender 2. Он использует ШИМ контроллера скорости вентилятора в качестве контроллера мощности для лазера. Когда вентилятор полон, значит, полон лазер, а если вентилятор, скажем, 10%, то лазер лишь слегка вгорает в древесину. В результате можно «протравить» такую поверхность, как дерево. Предоставляется gcode, который я использовал - он устанавливает высоту лазера на 50 мм, поэтому убедитесь, что фокус лазера правильный - 50 мм.

Необязательно: вы также можете создать свой собственный дизайн, если хотите, но тогда вам придется перейти на этот сайт:

Древесина должна быть разрезана до размера 112 мм x 230 мм, и вам нужно будет отшлифовать шнуры, чтобы они поместились в слой 3.

Шаг 7: Установка программного обеспечения

Перейдите на https://raspberrypi.org/ нажмите "Загрузить", нажмите "Raspbian".

• Разархивируйте загруженный файл на рабочий стол и с помощью Etcher прошейте файл.img на SD-карту.
• Выньте SD-карту из вашего ПК и вставьте в слот для SD-карты Raspberry Pi.
• Запустите планшет, нажав на 2 секунды кнопку питания на боковой стороне корпуса.
• При первом запуске он автоматически изменит размер раздела, чтобы заполнить SD-карту.

После этого он перезапустится, и вы должны появиться на экране приветствия Raspbian OS.

• Нажмите "Далее
• Снова нажмите "Далее"
• Вы можете пока пропустить установку пароля
• Опцию про чёрную рамку можно убрать
• Выберите беспроводную сеть вашего роутера и введите пароль. На этом этапе вам нужно будет вставить USB-клавиатуру, поскольку экранной клавиатуры не будет.
• Пропустите обновление на следующем экране (мы сможем сделать это позже)
• Ты готов

Теперь нам нужно установить некоторые настройки, чтобы мы могли получить удаленный доступ к планшету.

• Щелкните значок Raspberry Pi (вверху слева)
• Перейти к настройкам
• Перейдите в конфигурацию Raspberry Pi
• Перейдите на вкладку "Интерфейсы".
• Включить: SSH и камера, I2C, SPI
• Нажмите ОК, чтобы подтвердить и дать ему перезагрузиться.

Остальную работу можно выполнить в удаленном терминале на вашем обычном ПК:

• Используя Putty (в Windows) или Терминал (в Mac), войдите в планшет raspberry pi как:

  • ssh [email protected]
  • Пароль по умолчанию - малиновый

• Затем выполните следующие команды:

  • sudo su
  • apt-get update
  • git clone
  • компакт-диск WM8960-Audio-HAT
  • ./install.sh
  • перезагружать

• Теперь он перезагружается, снова войдите в систему, и вы можете остаться как пи

  • судо нано /boot/config.txt

  • Внутри nano внесите следующие изменения:

    • найдите # hdmi_drive = 2 и удалите # (раскомментируйте) и измените это значение на 1
    • найдите dtparam = audio = on и добавьте # впереди (закомментируйте)
    • Добавьте новую строку с hdmi_ignore_edid_audio = 1
  • Ctrl s (для сохранения)
  • Ctrl x (для выхода)
  • перезагрузка sudo

• Теперь позвольте ему перезагрузиться, войдите в систему и сделайте следующее:

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

• Теперь вы вернулись как пользователь pi, теперь получите проект с GitHub

  git clone

Теперь вам нужно создать 3 сервиса, которые заставляют экран вращаться, увеличивать и уменьшать громкость, а также включать и выключать вентилятор.

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

[Ед. изм]

Описание = Звуковая служба планшета Pi After = multi-user.target [email protected] [Service] Тип = простой ExecStart = / usr / bin / python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/audio.py StandardInput = tty-force [Установить] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl демон-перезагрузка
• sudo systemctl включить PiTabAudio.service
• sudo systemctl start PiTabAudio.service
• sudo systemctl status PiTabAudio.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabScreen.service

[Ед. изм]

Описание = Служба экрана планшета Pi After = multi-user.target [email protected] [Служба] Пользователь = pi Группа = pi Тип = простой ExecStart = / usr / bin / python / home / pi / Raspberry-Pi-Tablet /Services/screen.py StandardInput = tty-force [Установить] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl демон-перезагрузка
• sudo systemctl включить PiTabScreen.service
• sudo systemctl start PiTabScreen.service
• sudo systemctl status PiTabScreen.service
• sudo nano /lib/systemd/system/PiTabFan.service

[Ед. изм]

Описание = Служба поклонников планшета Pi After = multi-user.target [email protected] [Служба] Тип = простая ExecStart = / usr / bin / python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/fan.py StandardInput = tty-force [Установить] WantedBy = multi-user.target

• sudo systemctl демон-перезагрузка
• sudo systemctl включить PiTabFan.service
• sudo systemctl start PiTabFan.service
• sudo systemctl status PiTabFan.service
• перезагрузка sudo

Теперь мы можем установить инструменты и сервисы PiJuice:

sudo apt-get install pijuice-gui

Вот и все, ребята!

Шаг 8: конечный продукт

Теперь все готово и можно протестировать различные функции.

Я нашел несколько хороших черных винтов, которые хорошо вошли в пластиковые гайки, которые мы приклеили по углам. Я немного просверлил отверстия, чтобы головка гайки немного утопилась.

Финалист Raspberry Pi Contest 2020