Membangun Laptop Raspberry Pi 3 & Arduino: Panduan Langkah demi Langkah
Komponen dan Perlengkapan
Raspberry Pi 3 Model B
1
Arduino Micro
2
Onion Corporation OLED Expansion
1
Tentang Proyek Ini
Pendahuluan: Laptop Raspberry Pi dan Arduino
Sejak hari pertama saya mendengar tentang dan bermain dengan Raspberry Pi beberapa tahun lalu, saya ingin membuat laptop yang didukung oleh Raspberry Pi, dan sekarang dengan hadirnya Raspberry Pi 3, saya akhirnya memutuskan untuk menyelesaikannya. Ini bukan kali pertama saya mencoba membuat laptop yang sepenuhnya berfungsi menggunakan Raspberry Pi. Setiap kali sebelumnya, proyek ini dipenuhi dengan kesalahan, mulai dari kawat ribbon yang rusak hingga mencari tahu mekanisme sarang. Namun, saya telah belajar dari kegagalan-gagalan ini dan berharap dapat menunjukkan kepada Anda cara menghindarinya saat membuat laptop Anda sendiri. Jadi, mari kita mulai!
Langkah 1: Apa yang Kita Inginkan Laptop Lakukan?
Sebelum kita mulai memilih dan membeli komponen yang akan digunakan, kita perlu menentukan segala sesuatu yang ingin kita lakukan dengan laptop ini. Misalnya, saya ingin laptop saya memiliki:
Mouse terintegrasi (trackpad)
Umur baterai yang panjang
Minimal 2 port USB
Keyboard lengkap
Pembaca baterai yang didukung oleh Arduino dan terintegrasi
Arduino terintegrasi dengan header untuk memasang komponen
Faktor bentuk yang kecil
Karena kita menggunakan Pi 3, kita tidak perlu khawatir tentang pembeli dongle WiFi atau Bluetooth karena semuanya sudah terintegrasi. Daftar ini tidak bersifat eksklusif, ada banyak hal lain yang dapat ditambahkan untuk membuat laptop ini lebih baik, namun saya pikir fitur yang saya tambahkan akan memberikan kegunaan yang luar biasa, seperti pembaca baterai yang didukung oleh Arduino dan terintegrasi, yang akan berupa layar OLED kecil di samping layar utama yang akan secara permanen menunjukkan persentase dan tegangan baterai. Fitur lain yang sangat saya sukai adalah Arduino terintegrasi dengan header, yang pada dasarnya adalah Arduino dengan header jack yang diemas, terdapat lubang kecil yang dipotong di casing yang memungkinkan pengguna mengakses pin jack dan memasang komponen, jadi semuanya ini hanyalah Arduino yang tertanam dalam laptop sehingga kita selalu memiliki Arduino yang siap pakai.
Langkah 2: Komponen
Untuk proyek ini kita akan membutuhkan banyak komponen, kita akan membutuhkan:
x1 Raspberry Pi 3
x2 Arduino Micro
x1 Layar Raspberry PI 7 inci
x3 Baterai Lithium 18650
x1 Sirkuit Powerbank
x1 USB hub
x1 Keyboard USB Mini
x1 USB Jack
x1 OLED SPI
Kardus berdinding tebal
Kita juga akan membutuhkan trackpad yang kita buat dalam proyek sebelumnya, Anda dapat menemukan tutorial lengkapnya di sini. Sekali lagi, ini bukan daftar eksklusif, yang bagus dari komponen-komponen ini adalah mayoritas tidak saling bergantung satu sama lain sehingga Anda dapat menukar komponen dengan apa pun yang Anda inginkan. Kita memiliki banyak sekali komponen untuk diatur, jadi untuk mempermudah, kita akan mengaturnya secara individual dan kemudian di akhir kita dapat menyatukan semuanya.
Langkah 3: Mengatur Pi dan Layar
Mari kita mulai dengan Pi dan layar kita, layar kami tidak terhubung ke Pi melalui port HDPI melainkan melalui kawat ribbon 50 pin yang colokkan ke GPIO Pi, namun jika Anda hanya mencoloknya dan menyalakan Pi, itu tidak akan berfungsi, kita perlu mengedit beberapa baris kode dalam file startup untuk Pi.
Kita memulai ini dengan mengunduh gambar Raspbian segar di sini, kemudian kita menulisnya ke kartu SD kita menggunakan 7Zip (atau perangkat lunak apa pun yang berfungsi untuk Anda). Setelah ditulis, kita perlu membuka file pada kartu SD yang disebut config.txt dan menambahkan beberapa kode. Kode ini memberitahu Pi untuk mengirim data layar melalui header GPIO daripada port HDPI (HDPI adalah default) saat startup. Memasukkan kode ini sangat mudah. Buka config.txt dengan program notepad, untuk windows saya menggunakan notepad ++, dan salin kode ini ke file config.txt sekarang simpan dan tutup dan itu harus berfungsi setelah kartu SD dipasang kembali ke Pi. Jika terlalu terang atau redup, putar petentiometer kecil pada papan sirkuit layar sampai terlihat benar.
Pi kami juga perlu modifikasi fisik untuk muat di dalam casing dengan benar, kita akan harus melepas pemasangan salah satu port USB ganda, ini dilakukan dengan meletakkan jumlah pemasangan yang cukup besar pada pin konektor USB dan menggoyangkannya perlahan-lahan sampai melepaskan. Kita melakukan ini karena kita perlu melepas pemasangan usb hub ke Pi untuk mencolok semua perangkat input kita.
Baterai kami menggunakan 3 baterai 18650 yang memiliki kapasitas 2400 mAh masing-masing, secara paralel 3 sel memiliki kapasitas total 7200 mAh, pi kami dengan semuanya yang dihubungkan menguras sekitar 1 Amp berarti 3 sel kami dapat memberi daya ke pi selama sekitar 4,5 - 5 jam tetapi ini dapat ditingkatkan dengan menambahkan lebih banyak baterai jika Anda ingin. Untuk membangunnya kita perlu mengisi daya semua 3 sel sampai 4,2 volt secara terpisah karena menghubungkan sel lithium sangat berbahaya jika mereka memiliki status charge yang berbeda (tegangan berbeda) untuk menghindari ini termudah untuk memastikan semuanya sepenuhnya diisi daya sebelum menghubungkan mereka.
Sekarang kita ingin menghubungkan sel-sel ini secara paralel untuk melakukan ini kita menghubungkan semua terminal positif bersama dan kemudian menghubungkan semua terminal negatif bersama, gunakan kabel tebal karena banyak arus mungkin melewati baterai-baterai ini yang akan memanaskan kabel yang lebih tipis. sekarang hubungkan terminal negatif dan positif baterai ke terminal input negatif dan positif sirkuit power bank secara masing-masing dan itulah semuanya untuk baterai!
Alih-alih menggunakan sirkuit power bank seperti yang saya gunakan di sini Anda dapat menggunakan charger lithium untuk mengisi sel ke 4,2 volt dan boost converter untuk meningkatkan 4,2 volt ke 5 volt tetapi ini pada akhirnya akan melakukan hal yang sama persis seperti sirkuit power bank dan akan mengambil lebih banyak ruang.
Langkah 5: Mengatur Tampilan Baterai
Sekarang untuk mengatur tampilan baterai, langkah ini pasti tidak terlalu diperlukan karena Anda dapat membaca tegangan baterai melalui GPIO Pi dan menampilkan tingkat baterai melalui perangkat lunak, namun, saya ingin menambahkan ini karena saya pikir layar OLED memberikan seluruh laptop tampilan DIY yang sangat keren. Untuk membuatnya kita perlu melepas pemasangan layar OLED kita ke Arduino, OLED yang saya gunakan bukan versi SPI jadi saya harus melepas pemasangan 7 pin ke Arduino.
Pinoutnya adalah sebagai berikut:
OLED-------------------Arduino
Rest - Pin 7
DC - Pin 12
CS - Pin 9
DIN - Pin 11
CLK - Pin 13
VCC - 5 Volt
Ground - Ground
Sebelum kita dapat mengunggah kode kita kita harus membuat sond tegangan kita yang akan menghubungkan Arduino ke baterai dan memungkinkan untuk membaca tegangan baterai kita kita perlu melepas pemasangan 2 resistor 10 ohm dalam konfigurasi pembagi tegangan (lihat foto) ke pin A0 dan Ground pada Arduino yang kemudian dapat dihubungkan ke baterai, A0 ke positif dan Ground ke Ground. Kita juga membutuhkan sumber daya untuk layar kita jadi kita perlu melepas pemasangan kabel lain ke ground dan satu ke VIN pada Arduino yang akan kita hubungkan ke sirkuit power bank nanti untuk daya.
Terakhir, kita dapat mengunggah kode kita yang dapat ditemukan di bawah ini.
batterylaptop.ino
Langkah 6: Mengatur Sisa Komponen
Jadi kita telah mengatur semua komponen utama dan sekarang semua yang kita perlukan adalah mengatur komponen yang lebih kecil dan lebih mudah. Mulai dari keyboard, kita perlu mengeluarkannya dari casing tempatnya datang (dirancang untuk digunakan dengan tablet 7 inci) semua yang kita perlu lakukan adalah memotong kulit tirisan di sekitar keyboard dan mencabutnya dan sirkuitnya keluar, itu sangat mudah Anda akan melihat ada 4 kabel yang akan kita lepas pemasangannya ke USB hub nanti.
Track-pad juga membutuhkan pengaturan minimal karena semua yang kita perlu lakukan adalah mengambil trackpad yang kita buat dalam proyek sebelumnya dan mendapatkan kabel micro USB untuk mencoloknya ke USB hub Anda, Anda dapat melihat bagaimana ini dibuat di sini.
Terakhir, Arduino internal kita akan perlu memiliki header yang diemas pada semua pin-nya, termudah untuk melakukan ini dengan meletakkan pin-pin ini dan Arduino pada breadboard kemudian melepas pemasangannya ke tempat karena ini akan menjaga mereka lurus, kemudian kita hanya mendapatkan kabel micro USB lain untuk menghubungkan Arduino ke USB hub. Sekarang semuanya telah diatur jadi kita dapat mulai menyatukan semuanya!
Langkah 7: Sirkuit (Menghubungkan Semua)
Pada titik ini kita telah secara individual memasang semua komponen bersama sekarang kita perlu menghubungkannya satu sama lain untuk membuat bagian dalam laptop kita.
Kita memulai dengan menghubungkan USB hub ke salah satu dari dua USB yang kita lepas pemasangannya sebelumnya, USB kedua kemudian dilem menempelkan ke port USB female yang ditempatkan di sisi lain laptop menggunakan beberapa kabel panjang, sekarang lepas pemasangan track-pad, Keyboard dan Arduino internal ke USB hub. Selanjutnya kita lepas pemasangan output 5 volt dari sirkuit power bank kita ke input 5 volt pada raspberry pi menggunakan kabel micro USB atau bahkan pad lepas pemasangan 5 volt dan ground khusus yang dapat ditemukan di bawah Pi.
Ini adalah semuanya untuk basis sekarang kita dapat pindah ke bagian layar hanya ada 2 komponen dalam layar kita, layar utama dan tampilan baterai, semua yang kita perlu lakukan adalah menghubungkan kawat ribbon 50 pin ke layar utama dan ke konektor 50 pin pada raspberry pi. Selanjutnya kita perlu menjalankan 3 kabel panjang dari dari tampilan baterai Arduino, ini adalah kabel baca dan daya baterai yang kita bicarakan sebelumnya, kabel yang terhubung ke pin A0 terhubung ke koneksi positif pada baterai, pin VIN terhubung ke output 5 volt pada sirkuit power bank dan ground ke ground.
Tentu saja pada suatu titik kita mungkin ingin mematikannya jadi kita akan menambahkan saklar di antara koneksi ground dari power bank ke raspberry pi yang memungkinkan kita untuk memutus daya sepenuhnya ke sistem. Saya perlu mencatat bahwa hanya memutus daya ke raspberry pi buruk untuk jadi melakukan power down perangkat lunak sebelum memutus daya adalah ideal, ini dapat dilakukan dengan hanya klik shut down dalam opsi raspberry pi.
Langkah 8: Casing
Sedikit kesedihan saya tidak memiliki printer 3D tetapi kita dapat membuat casing yang sangat kokoh dan tampak bagus (pendapat saya) dari plastik lentur dan kardus. Ide di balik ini adalah bahwa dinding casing akan terbuat dari kardus dengan plastik lentur digunakan di dalam casing untuk menjaga semuanya bersama dan membuatnya lebih kokoh. Kunci untuk melakukan ini adalah mengukur ukuran kardus yang diperlukan dan memotongnya, kardus kemudian diikat bersama dengan lem super, menggunakan lem panas pada titik ini sering kali meninggalkan garis terlihat yang sangat jelek, hal terbaik untuk dilakukan adalah memasang potongan bersama menggunakan lem super dan kemudian memperkuatnya dengan lem panas di dalam diikuti oleh lapisan plastik lentur. Saya telah menyisakan dimensi casing saya di sini jika Anda memilih untuk melakuti rute ini namun jika Anda memiliki printer 3D saya pikir itu adalah opsi yang lebih rapi (biarkan saya melihat bagaimana hasilnya di komentar!).
Langkah 9: Sarang Layar
Anehnya saya menemukan bagian proyek ini sebagai yang paling sulit meskipun sepertinya bagian yang sangat mudah. Apa yang kita perlu lakukan adalah mendapatkan sarang yang sangat kaku, saya tahu lebih mudah dikatakan daripada dilakukan tetapi tempat yang baik untuk mulai mencari adalah di laptop lama atau layar, Anda dapat menemukan ini dengan hampir tidak ada biaya di fasilitas limbah elektronik. setelah Anda memiliki sarang Anda buat kerucut di bagian bawah layar dan di bagian atas basis dan isi kerucut-kerucut ini dengan plastik lentur yang saya bicarakan sebelumnya. Sekarang saat masih hangat dan lentur mulai mendorong sarang ke dalamnya dan mengamankannya ke tempat, karena barang ini kering sangat keras tidak akan ada masalah dengan sarang yang longgar. Jika Anda melakukan kesalahan pengering rambut dapat digunakan untuk melelehkan kembali plastik dan kemudian dapat diubah bentuk atau dilepaskan.
Langkah 10: Hal yang Perlu Diperhatikan/Ditingkatkan
Saat membuat proyek ini saya mengalami cukup banyak masalah yang memperlambat saya atau bisa telah mengurangi saya banyak uang, pertama dan paling mengganggu adalah kawat ribbon. Kawat ribbon tidak dirancang untuk dicabut dan dicolok banyak kali dan sayangnya ini adalah sesuatu yang saya lakukan banyak saat pengujian yang sebenarnya merusak milik saya dari aus dan penurunan (saya memesan yang baru) jadi pastikan untuk sangat hati-hati dengannya. Hal lain yang mengganggu saya saat menguji laptop ini adalah saya terus mengunggah kode ke Arduino internal yang salah! di basis kita memiliki 2 Arduino yang dihubungkan ke raspberry pi yang pertama adalah yang mengontrol trackpad dan yang kedua adalah Arduino yang kita pasang untuk digunakan sebagai Arduino internal, ketidaknyamanan timbul ketika saya secara tidak sengaja mengunggah sketsa saya ke Arduino trackpad daripada Arduino yang saya inginkan untuk diunggah, ini tentu mengganggu trackpad kita membuatnya tidak dapat digunakan sampai kita mengunggah kode trackpad lagi jadi pastikan Anda tahu Arduino mana yang mana dalam Arduino IDE.
Dengan semuanya itu dikatakan saya harus mengatakan ini bukan proyek yang sangat menantang karena kode minimal yang diperlukan dan orang di atas Yayasan Raspberry Pi telah membuat proses untuk mengatur dan mengoperasikan Pi menjadi sangat mudah.
Langkah 11: Akhir
Pada titik ini laptop sepenuhnya fungsional, saya menggunakan milik saya hampir setiap hari untuk mencatat catatan, itu bekerja bagus untuk ini karena OS Raspbian datang dengan libreoffice jadi menggunakan ini sebagai laptop sekolah atau kerja adalah ide yang sangat bagus. Ini juga terhubung ke jaringan WiFi dan Bluetooth dengan sangat mudah membuat menonton YouTube dan halaman web lainnya sangat mudah dan untuk membuatnya lebih baik ada banyak sekali game yang akan berjalan pada raspberry pi dengan apa pun dari minecraft hingga game NES klasik lama membuat kesenangan besar dengan umur baterai yang panjang. Secara keseluruhan ini adalah proyek yang sangat menyenangkan dan saya sangat merekomendasikan mencobanya.
Jika Anda memiliki pertanyaan silakan komentar atau kirim pesan kepada saya dan saya akan mencoba sebaik-baiknya untuk membalas Anda.
