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Cómo hacer de Raspberry Pi un dispositivo móvil. Cómo hacer de Raspberry Pi un dispositivo móvil con WiFi y Bluetooth integrados

La línea Raspberry de miniPC sigue siendo relevante. A partir de las “frambuesas” ya se han creado una gran cantidad de diferentes tipos de dispositivos y sistemas. Estos incluyen centros multimedia, consolas de juegos e incluso supercomputadoras con robots. Para utilizar Raspberry Pi, necesita conectar la alimentación, el teclado, el mouse y la pantalla. Bueno, ¿y si necesitas trabajar con la Raspberry Pi offline, sin acceso a la red eléctrica?

En este caso, puedes utilizar PiJuice. Se trata de un módulo de batería para la Raspberry, proyecto que actualmente está recaudando fondos en Kickstarter.

La capacidad de la batería es de 1400 mAh, según los desarrolladores, esto es suficiente para que la Raspberry funcione durante 24 horas. El módulo de batería admite la función de sueño profundo, así como el despertar en varios casos, incluidos los eventos del calendario.

PiJuice utiliza un conector de 40 pines compatible con Pi Modelo A+, Modelo B+ y Raspberry PI 2 Modelo B.

También existe una opción de energía solar llamada PiJuice Solar. Esto incluye tanto el PiJuice como el panel solar de 6V. Es cierto que el precio de dicho kit ya es de 171 dólares.

El funcionamiento autónomo del dispositivo le permite ampliar su funcionalidad. Puedes hacer una cámara, una consola de juegos y mucho más. Los desarrolladores presentaron los primeros prototipos de tales proyectos:

Ya se ha recaudado 10 veces más de lo previsto: 82.000 libras esterlinas en lugar de 10. Aún quedan 56 horas antes del final de la campaña.

Como todo el mundo sabe, la Raspberry Pi es una computadora del tamaño de una tarjeta de crédito y cuesta sólo 35 dólares. Hay muchas maneras de utilizar esta pequeña computadora. Algunos lo utilizan para crear centros multimedia, máquinas de juego retro, estaciones meteorológicas, ordenadores para automóviles, reproductores y otros dispositivos diversos. Cuando comencé este proyecto hace 4 semanas, solo quería ver si sería posible crear una Raspberry Pi móvil y ultraportátil. que podrías llevar contigo. Todo el tiempo que estuve haciendo el Pi-ti-Go, estuve imaginando lo maravilloso que sería usarlo y, como resultado, encontré una manera de hacer realidad mi idea.

Ahora que el Rasberry Pi móvil está terminado y lanzado como un proyecto de código abierto, quiero compartir todos los detalles para que la gente pueda replicarlo. Incluso proporcioné enlaces a tiendas de componentes y archivos STL para la impresora 3D para que cualquiera pudiera replicar la carcasa de la computadora. ¡Así que comencemos!

Finalmente, una breve historia sobre mí. Soy el fundador y director ejecutivo de Parts-People.com, Inc, una empresa que repara y renueva computadoras portátiles Dell. Tengo más de 10 años de experiencia en el campo de la reparación de computadoras portátiles. Eso es todo.

pantalla LCD

Utilicé la pantalla LCD de un automóvil desde una cámara de visión trasera. Esta pantalla tiene baja resolución y espero encontrar un reemplazo para ella en la próxima versión del dispositivo. Pero para la primera muestra funciona bien. La pantalla mide 3,5 pulgadas y tiene una relación de aspecto de 4:3. La señal de vídeo se envía a la entrada compuesta y la resolución es de 640 por 480 píxeles.

Paquete de batería

En primer lugar, ¡les pido que tengan mucho cuidado al trabajar con baterías de iones de litio! Parts-People.com, Inc. y yo no aceptamos ninguna responsabilidad por ningún daño resultante de la lectura de este manual. Realice todos los trabajos bajo su propia responsabilidad. Como trabajo para una empresa que vende repuestos para portátiles, utilicé una batería de portátil en mi proyecto. Desafortunadamente, no es tan fácil conectarlo directamente a la batería de una computadora portátil y no es tan fácil usarlo como batería. Por otro lado, tenía una idea de qué y cómo debía modificarse para obtener energía de dicha batería, así como de cómo cargarla posteriormente de forma correcta y segura. Al final, decidí quitar las celdas de la batería de la computadora portátil Dell Latitude D600. Estas baterías resultaron ser del tamaño correcto, proporcionaron suficiente voltaje y tenía muchas. Esta batería tiene un conector Dell estándar de 9 pines. Para conectar la batería, necesita conectar los pines 1, 2 y 4 juntos y conectarlos al pin negativo del conector de alimentación, tierra (-), y conectar los pines 8 y 9 y conectarlos al pin positivo (+). ¡Tenga cuidado de no invertir la polaridad!

La forma más sencilla de cargar la batería es con un cargador de portátil usado. Se conecta directamente al conector de 9 pines y tiene un indicador de carga incorporado.

Concentrador USB interno

Uno de los principales problemas fue el problema de la nutrición. La propia Raspberry Pi recibe energía a través de un conector micro USB y consume una corriente de al menos 750 mA, preferiblemente 1 A. Pero el problema no es este, sino el hecho de que su puerto USB solo puede generar 120 mA, lo que claramente no es así. suficiente. En este sentido, encontré un pequeño concentrador USB de 7 puertos con alimentación externa y lo desarmé. Necesitaba 5 consumidores: un adaptador inalámbrico WiFi, un adaptador Bluetooth, un disco duro SSD, un transmisor de señal para teclado y mouse y la propia Raspberry Pi. El voltaje de la batería es de 11,1 V y el voltaje requerido para el concentrador USB es de 5 V. Así es como lo solucioné: conecté la batería al controlador LCD, que se alimenta de 9 a 13 V. Sabía que hay piezas dentro del controlador que consume 5 V (por ejemplo, LED de retroiluminación de pantalla) y un convertidor de voltaje para ellos. Como resultado, todo lo que hice fue encontrar este convertidor y soldar el conector en paralelo con el condensador de 5 V, desde el cual suministré energía al concentrador USB. ¡Es sencillo! Ahora tenemos energía de calidad para todos nuestros dispositivos.

Almacenamiento externo

SSD de 64 GB: ¡sí, es cierto! Iba a crear una partición de intercambio debido a la poca RAM. Raspberry Pi tiene 256 MB (modelo B versión 1) o 512 MB (modelo B versión 2). Si simplemente instalara una tarjeta SD grande y creara un archivo o una partición de intercambio en ella, entonces esta tarjeta SD simplemente fallaría rápidamente. Las tarjetas SD tienen muy pocos ciclos de lectura-escritura y además son muy lentas. Elegí una unidad SSD de 64 GB de Samsung (modelo # MMBRE64GHDXP) simplemente porque tenía muchas de esas unidades y me resultaba conveniente. Utilicé un controlador de disco duro USB para conectar el SSD directamente al concentrador USB. Creé una partición de intercambio de Linux de 1 GB en el disco y formateé el resto del espacio en el sistema de archivos ext4 para almacenamiento de datos.

WiFi y Bluetooth incorporados

Quería integrar tantos dispositivos como pudiera, así que compré adaptadores USB WiFi y Bluetooth en miniatura y los instalé. Simplemente los soldé directamente al concentrador USB.

Sistema operativo

Utilicé una imagen estándar de Raspbian Linux descargada de raspberrypi.org. Las únicas configuraciones que hice fueron el archivo config.txt y una partición de intercambio de 1 GB. Tuve que cambiar el archivo config.txt para obtener una imagen de alta calidad en la pantalla LCD y sin bordes.

Cambios en el archivo config.txt

overscan_left=8
overscan_right=-40
overscan_top=-30
overscan_bottom=-30
modo_sdtv=2

Teclado y panel táctil

Compré un teclado inalámbrico con panel táctil incorporado. Por supuesto, me gustaría instalar un dispositivo con cable, pero no son lo suficientemente pequeños. El teclado se inserta y extrae a través de una ventana especial en el lado izquierdo de la carcasa de la computadora. Esta ventana se cierra con una tapa, debajo de la cual también se encuentra un interruptor de teclado y una toma mini USB para cargarlo.

Presupuesto

Utilicé Raspberry Pi modelo B (versión 1), pero también se puede utilizar el modelo B (versión 2).

caja de la computadora

Utilicé Google Sketchup, una impresora 3D y un poco de imaginación para crear este caso. En total hice 5 partes, cuyos dibujos puedes descargar.

Todas las piezas están conectadas entre sí, a excepción de la cubierta inferior, que se fija con cuatro tornillos. Hay un logotipo de Raspberry Pi en la cubierta posterior, que se ilumina mientras el dispositivo está en funcionamiento. Utilicé un LED con guía de luz acrílica de un teclado retroiluminado. Corté la guía de luz con la forma del logotipo y soldé el LED directamente a la fuente de alimentación de 5 V. Por supuesto, esto no fue necesario, pero pensé que decoraría el dispositivo.

Dónde comprar componentes

Pantalla LCD – Comprada en Amazon por $ 17,95 –
Raspberry Pi – comprada en Element14 por $35 –
Mini teclado/ratón – Comprado en Amazon por $29,95 –
Cargador externo – Comprado en Amazon por $75.00 –
Concentrador USB de 7 puertos – Comprado en Parts-People.com por $14,95 –

De PI SUPPLY es un sistema de alimentación ininterrumpida para . La batería BP7X de 1820 mAh de Motorola puede alimentar la minicomputadora durante 6 horas. El dispositivo puede funcionar con baterías externas de iones de litio o polímero de litio de varias capacidades de hasta 10 Ah, lo que proporciona un funcionamiento continuo durante hasta 24 horas. Como energía externa, puedes utilizar un adaptador de red, paneles solares, generadores eólicos y otras fuentes renovables.

El reloj en tiempo real (RTC) le permite ejecutar tareas programadas cuando el Pi está fuera de línea o realizar encendido/apagado remoto. El microcontrolador (MCU) incorporado gestiona varios modos de energía (apagado suave, bajo consumo de energía, arranque inteligente).

Los LED RGB tricolores le permiten controlar los niveles de batería y otra información. También hay tres botones programables que le permiten activar eventos con escenarios personalizables. PiJuice solo usa cinco de los pines GPIO del Pi (alimentación e I2C), el resto son gratuitos y se pueden compartir con otras placas HAT. La placa también tiene una EEPROM que se puede desactivar.

PiJuice está diseñado para Raspberry Pi A+, B+, 2B y 3B, pero la compatibilidad eléctrica es compatible con cualquier otro Pi. El diseño de perfil bajo permite que el dispositivo encaje en la mayoría de las carcasas estándar de Raspberry Pi.

Características de PiJuice:

Batería BP7X 1820 mAh;
Microcontrolador: STM32F030CCT6. BRAZO Cortex-M0; 48MHz; F64KB; R8KB; I2C; SPI; USART; 2,4-3,6 V;
Cargador: BQ24160RGET. 2,5 A; 4,2-10 V;
Chip de indicación del nivel de carga: LC709203FQH-01TWG;
EEPROM: CAT24C32WI-GT3. I2C; 32 Kbps; 400 kHz; 1,7…5,5 V;
Rango de voltaje de entrada: 4,2…10 V;
Voltaje de salida: 3,3 V y 5 V;
Corriente de salida con BP7X: 1,1 A (5 V; GPIO) y 1,6 A (VSYS);
Reloj en tiempo real (RTC) RTC incorporado;
Interruptor de encendido/apagado inteligente integrado;
Bajo consumo de energía en modo de suspensión profunda;
LED multicolor programable;
LED RGB programables: 2;
Botones programables: 3;
Temporizador de vigilancia de hardware;
API de administración de energía disponible para el sistema operativo Raspberry Pi con apagado automático cuando las baterías están bajas;
Las baterías se pueden cargar desde diferentes fuentes y voltajes.

La minicomputadora Raspberry Pi se puede conectar a una fuente de alimentación de varias formas.

(en la foto se muestra una placa Raspberry Pi 3)

Opciones para conectar una fuente de alimentación a Raspberry Pi 2 o 3:
1. Lo más simple y común: tomar un buen cargador de teléfono móvil, que produzca 5V y 2A, y conectarlo al conector microUSB, listo.
2. Puede utilizar pines GPIO (este es un riel de 40 pines - Entrada y salida de uso general - interfaz de entrada/salida)
3. Suelde los cables directamente a la placa.

La segunda opción, menos bárbara que la tercera y mejor que la primera, siempre que tengas una fuente de alimentación estabilizada de 5V, con una corriente de al menos 1A, y preferiblemente 2A, y terminales o bloques para poner en los pines, se pueden tomado del viejo caja de computadora o altavoz de la placa base, cómprelo en una tienda de radios.

Circuito GPIO Raspberry Pi 2 y 3

En el diagrama vemos que podemos conectar la fuente de alimentación al pin 2 o 4 (suministro +5) y al sexto pin menos (tierra GND, cero).

¡Atención! Sólo necesitas utilizar una fuente de alimentación, ya sea desde el puerto o mediante microUSB, ¡no ambas!

Como referencia. Al conectar la alimentación al microUSB Raspberry, los pines correspondientes en el conector GPIO funcionarán como fuentes de alimentación para los dispositivos conectados +5V y +3.3V y GND.

Si le gusta crear belleza y comodidad, entonces le interesará: hemos creado una tarjeta GPIO Raspberry Pi.