Мобильный Raspberry Pi: делаем переносной Pi-to-Go

mobile-rpi-togo-08

Как все знают, Raspberry Pi это компьютер, размером с кредитную карту и стоимостью всего $35. Существует масса возможностей использовать этот маленький компьютер. Некоторые создают на его основе мультимедийные центры, игровые ретро-автоматы, погодные станции, автомобильные компьютеры, проигрыватели и другие самые разные устройства. Когда 4 недели назад я занялся этим проектом, я просто хотел выяснить, получится ли создать ультра портативный, мобильный Raspberry Pi? который можно было бы брать с собой. Все время, пока я делал Pi-ti-Go, я представлял как будет здорово пользоваться им и, в результате, я нашел способ реализовать свою идею.

Теперь, когда мобильный Rasberry Pi закончен и оформлен в виде открытого проекта, я хочу рассказать все детали, для того, чтобы люди могли повторить его. Я даже дал ссылки на магазины компонентов и файлы STL для 3D принтера, чтобы желающие могли повторить корпус компьютера. Итак, начнем!

mobile-rpi-togo-06

Напоследок, короткий рассказ обо мне. Я основатель и CEO  компании Parts-People.com, Inc, которая занимается ремонтом и восстановлением ноутбуков Dell. Я обладаю более, чем 10-ти летним опытом в области ремонта переносных компьютеров. На этом все.

LCD экран

Я использовал автомобильный ЖК экран от камеры заднего вида. Этот экран имеет низкое разрешение и, надеюсь, в следующей версии устройства я найду ему замену. Но для первого образца он работает неплохо. Экран имеет размер 3.5 дюйма и соотношение сторон 4:3. Видеосигнал подается на композитный вход и разрешение составляет 640 на 480 пикселов.

Батарейный блок

В первую очередь, прошу вас быть крайне осторожным при работе с литий-ионным батареями! Не компания Parts-People.com, Inc, не я не несём никакой ответственности за любые повреждения, полученные после чтения этой инструкции. Выполняйте все работы под свою ответственность. Поскольку я работаю в компании, которая продает запчасти для ноутбуков, то я использовал батарею от ноутбука в своем проекте. К сожалению, подключиться к батарее от ноутбука напрямую не так просто и не так просто использовать ее в качестве батарейного блока. С другой стороны, я представлял, что и как нужно переделать, чтобы добиться питания от такой батареи, а также как впоследствии правильно и безопасно зарядить батарею. В конце концов, я решил извлечь аккумуляторные элементы из батареи ноутбука Dell Latitude D600. Эти аккумуляторы оказались подходящего размера, давали достаточное напряжение и у меня их было много. Такая батарея имеет стандартный 9-ти пиновый разъем Dell. Для того, чтобы подключить батарею, нужно соединить контакты 1, 2 и 4 вместе и подключить к отрицательному контакту разъема питания, земле (-), а контакты 8 и 9 соединить и подключить к положительному контакту (+). Будьте внимательны и не перепутайте полярность!

mobile-rpi-togo-13

Заряжать батарею проще всего бывшим в употреблении зарядным устройством для ноутбука. Оно подключается непосредственно к 9-ти пиновому разъему и имеет встроенный индикатор заряда.

mobile-rpi-togo-10

mobile-rpi-togo-04

 

Внутренний USB концентратор

Одной из основных проблем оказалась проблема с питанием. Сам Raspberry Pi получает питание через разъем micro USB и потребляет ток как минимум 750 мА, а лучше 1 А. Но проблема не в этом, а в том, что его USB порт может выдать всего 120 мА, чего явно недостаточно. В связи с этим, а нашел маленький 7-ми портовый USB концентратор с внешним питанием и разобрал его. Мне были нужны 5 потребителей: беспроводной адаптер WiFi, адаптер Bluetooth, жесткий диск SSD, передатчик сигнала для клавиатуры и мыши и собственно Raspberry Pi. Напряжение батареи питания составляет 11.1 В, а напряжение, требуемое для USB концентратора, составляет 5 В. Вот как я выкрутился: я подключил батарею к контроллеру ЖК экрана, который питается от 9 — 13 В. Я знал, что внутри контроллера есть детали, потребляющие 5 В (например светодиоды подсветки экрана) и преобразователь напряжения для них. В результате, все что я сделал — нашел этот преобразователь и припаял разъем параллельно конденсатору 5 В, с которого подал питание на USB концентратор. Все просто! Теперь у нас есть качественное питание для всех наших устройств. mobile-rpi-togo-141

Внешнее хранилище

64 Гб SSD — да, именно так! Я собирался создать раздел подкачки (swap) по причине маленькой оперативной памяти. Raspberry Pi имеет 256 Мб (model B version 1) или 512 Мб (model B version 2). Если бы я просто установил карту SD большого объема и создал бы на ней файл или раздел подкачки, то эта SD карта просто быстро вышла бы из строя. SD карты имеют очень небольшое количество циклов чтения-записи, кроме того эти карты очень медленные. Я выбрал 64 Гб SSD диск компании Samsung (model # MMBRE64GHDXP) просто потому, что у меня было много таких дисков и мне так было удобно. Я использовал контроллер от USB жесткого диска, чтобы подключить SSD диск напрямую к USB концентратору. На диске я создал раздел подкачки Linux, объемом 1 Гб, а остальное место отформатировал в файловой системе ext4 для хранения данных.

Встроенные WiFi и Bluetooth

Я хотел встроить столько устройств, сколько поместится, поэтому купил миниатюрные USB адаптеры WiFi и Bluetooth и установил их. Просто припаял их напрямую к USB концентратору.

Операционная система

Я использовал стандартный образ Raspbian Linux, скачанный с raspberrypi.org. Единственные настройки, которые я сделал, были файл config.txt и раздел подкачки, объемом 1 Гб. Мне пришлось изменять файл config.txt для того, чтобы получить качественное изображение на ЖК экране и без полей.

Изменения в файле config.txt

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

Клавиатура и тачпад

Я купил беспроводную клавиатуру со встроенным тачпадом. Конечно, я бы хотел установить проводное устройство, но их не бывает достаточно миниатюрных. Клавиатура вставляется и вынимается через специальное окно с левой стороны корпуса компьютера. Это окно закрывается крышкой, под которой также находится выключатель клавиатуры и mini USB гнездо для её зарядки.

mobile-rpi-togo-02

Технические характеристики

Я использовал Raspberry Pi model B (version 1), но можно использовать и model B (version 2).

Процессор Broadcom BCM2835 ARM11 700 МГц
Память 256MB (разделяемая с GPU)
Основное хранилище 4 Гб SD карта (с операционной системой)
Внешнее хранилище 64 Гб Sata II SSD (1 Гб linux swap)
WiFi адаптер Встроенная карта B/G/N
Bluetooth Встроенная карта Bluetooth 3.0
Периферия 1 USB концентратор с внешним питанием
Видео выход HDMI
Клавиатура/мышь Клавиатура с встроенным тачпадом

Корпус компьютера

Я использовал программу Google Sketchup, 3D принтер и немного фантазии для создания этого корпуса. Всего я сделал 5 частей, чертежи которых вы можете скачать.

Скачать Pi-to-Go 3D файлы (STL)

Все части соединяются друг с другом, за исключением нижней крышки, которая крепится четырьмя винтами. На задней крышке сделан логотип Raspberry Pi, который подсвечивается во время работы устройства. Я использовал светодиод с акриловым световодом от клавиатуры с подсветкой. Я вырезал световод по форме логотипа и припаял светодиод напрямую к источнику питания 5 В. Конечно, в этом не было необходимости, но мне показалось, что это украсит устройство.

Где купить комплектующие

Как обещал, вот ссылки на магазины, где можно купить все комплектующие. Обещанные ссылки на STL файлы для 3D принтера я уже привел выше.

  • ЖК экран – куплен на Amazon за $17.95 – здесь
  • Raspberry Pi – куплен в Element14 за $35 – здесь
  • Мини клавиатура/мышь – куплена на Amazon за $29.95 – здесь
  • Внешнее зарядное устройство – куплено на Amazon за $75.00 – здесь
  • 7-ми портовый USB концентратор – куплен на Parts-People.com за $14.95 – здесь
  • 64GB SSD жесткий диск – куплен на Parts-People.com за $69.95 – здесь
  • Батарея Dell D600 – куплена на Parts-People.com за $88.50 – здесь

Схема устройства

Вот полная схема всех электрических соединений:

mobile-rpi-togo-schematic

Дополнительные фотографии

mobile-rpi-togo-05mobile-rpi-togo-07mobile-rpi-togo-09mobile-rpi-togo-12

Оригинал статьи