Přenosná elektronická stanice: 22 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Jedná se o malou elektronickou pracovní stanici, která je určena k použití na cestách, nebo pokud nemáte ve svém domě dostatek místa pro pracovní stanici plné velikosti. Má vestavěný počítač, osciloskop, Arduino a další funkce.

Materiály:

Materiály elektroniky:

• Raspberry Pi (1x)
• Male konektory RCA (2x)
• USB počítačový ventilátor (1x)
• USB klávesnice (1x)
• USB prodlužovače (3x)
• Kabel USB samec na samec (1x)
• USB adaptér female to female (1x)
• USB 1a nabíječka telefonu (1x)
• Arduino Uno (1x)
• Prkénko (1x)
• Napájecí zdroj na prkénko (1x)
• Klip na 9v baterii (2x)
• 2,1 mm konektor (2x)
• Dotyková obrazovka (1x)
• Přenosný reproduktor (1x)
• Přenosná powerbanka (1x)
• Audio Splitter (1x)
• USB zvuková karta (1x)
• Micro SD karta, minimálně 4 GB (1x)
• HDMI kabel (1x)
• USB rozbočovač (1x)
• Micro USB kabel s přepínačem (1x)
• Kabel USB A na USB B (1x)
• 3,5 mm na RCA kabel (1x)
• Devět voltových baterií (2x)

Poznámka: USB klávesnice je nezbytná pro práci na Raspberry Pi původně, ale nebude použita v dokončené stanici. Pokud již máte USB klávesnici, můžete ji použít místo nákupu, protože nebude ve stanici používána trvale.

Materiály krabice:

• 0,75 x 2 x 22,75 palce pásy dřeva (4x)
• 0,75 x 2 x 17,75 palce pásy dřeva (4x)
• 17,75 x 24 0,25 palců archů Masonite (2x)
• 1,25 x 3x 3 palcové bloky dřeva (4x)
• Kloubové závěsy (2x)
• 1,5 palcové šrouby nebo dokončovací hřebíky
• Lepidlo na drevo
• Organizér Úložný kontejner (4x)
• Montážní šrouby Arduino (1x)
• Lepící páska
• Super lepidlo

Kontaktujte Cement

22,75 x 17,125 0,25 list masonitu (1x)

Západka (1x)

Nástroje:

• Dremel
• Dláto
• Značkovač s jemným hrotem
• Hrubý brusný papír
• Páječka
• Vrtat
• Vrtáky

Krok 1: Konstrukce krabice, část první

Krabice, kterou jsem použil k výrobě pracovní stanice, už byla bohužel vyrobena, takže nemám žádné fotografie krabice během stavby. Mám však jinou krabici přesně na to, takže jsem zjistil, jak to bylo vyrobeno, a zahrnoval sem pokyny.

Na konce dvou ze dvou delších pásů přišroubujte nebo přibijte dva kratší pásy řeziva (hlavní fotografie). Našroubujte nebo přišroubujte jeden z listů Masonite k obdélníkovému rámu, který jste právě vytvořili (vpravo nahoře). Tento postup opakujte jednou. Nastavte dva rámečky vedle sebe, ale ne tak dojemně. Položte závěsy na místo (vpravo uprostřed fotografie). Sledujte závěsy na rámech v poloze, kde budou nastaveny. Pomocí dláta vyřezávejte dřevo uvnitř oblastí, které jste vysledovali, dokud nejsou vrcholy závěsů v jedné rovině se dřevem (vpravo dole fotografie). Zašroubujte závěsy do oblastí, které jste dlátem prohloubili.

Krok 2: Konstrukce krabice, část druhá

Vezměte list Masonite o rozměrech 22,75 x 17,125 palce a na každý jeho roh přilepte jeden z bloků dřeva o rozměrech 1,25 x 3 x 3 palce, jak je znázorněno na fotografii vlevo. Strana masonitu s dřevěnými bloky bude na spodní straně hlavního panelu. Vyvrtejte mřížku větracích otvorů na straně jedné z polovin krabice, jak je znázorněno na fotografii vlevo. Použijte velikost vrtáku přibližně 1/4 palce.

Krok 3: Konstrukce krabice, část třetí

V tomto kroku budete montovat kontejnery pro komponenty elektroniky. Měl jsem omezený výběr typů kontejnerů, takže přiložené obrázky nebudou přímo odpovídat pokynům. Pokyny by měly stále fungovat a ve skutečnosti poskytovat efektivnější využití prostoru než systém, který mám. Vezměte čtyři skladovací kontejnery a umístěte je tak, aby se všechny vešly do poloviny krabice, aniž by v ní byly větrací otvory, a daly se otevřít v poloze, kterou jste si vybrali. Vystopujte každý z kontejnerů na Masonite v pozici, kterou jste si vybrali. Pomocí brusného papíru zdrsněte oblast uvnitř míst, která jste načrtli, a dna nádob. Dna nádob a oblasti, které jste zdrsnili na masonitu, pokryjte kontaktním cementem. Počkejte, až kontaktní cement zaschne. Jakmile je veškerý kontaktní cement suchý, přitlačte kontaktní cementem potažené strany kontejnerů k odpovídající oblasti kontaktního cementem potaženého masonitu. Kontejnery lze nyní použít pro uložení elektronických součástek.

Krok 4: Montáž dotykové obrazovky

Odřízněte obdélník papíru o rozměrech 6,5 x 4,13 palce. Umístěte papír do polohy dotykové obrazovky na hlavní fotografii. Obkreslete fotografii jemnou špičkou. Řezejte podél čar, které jste nakreslili, pomocí Dremelu s rotační řezací hlavou. Odstraňte obdélník Masonite, který jste vystřihli. V levé dolní části výřezu pro plochý kabel vytvořte malé odsazení, jak je znázorněno na fotografii vlevo nahoře. Otočte list masonitu a jeho konce podepřete dvěma krabicemi. Opatrně položte dotykovou obrazovku do prohlubně a ujistěte se, že prodloužení desky plošných spojů s otvory pro šrouby v nich bezpečně dosedá na masonitový list. Označte, kde se otvory pro šrouby na desce spojují s masonitem. Vyvrtejte malé otvory na označených místech pomocí postupně větších vrtáků, dokud šrouby dodané s dotykovým displejem neprošly otvory, které jste vyvrtali. Umístěte dotykovou obrazovku zpět do zářezu. Přišroubujte dotykovou obrazovku na místo pomocí dodaných šroubů. Připojte kabel HDMI a dodaný kabel USB k obrazovce, jak je znázorněno na obrázku vlevo dole. Ujistěte se, že je podsvícení v zapnuté poloze, jak je znázorněno na obrázku vlevo dole.

Krok 5: Instalace NOOBS na SD kartu

Je nutné stáhnout systém NOOBS na prázdnou SD kartu. NOOBS znamená New Out Of Box Software. Jedná se o jednodušší způsob instalace operačního systému Raspbian do Raspberry Pi. Chcete -li najít pokyny a stáhnout, klikněte sem.

Krok 6: Nastavte Raspberry Pi

Připojte kabely HDMI a USB z dotykové obrazovky k Raspberry Pi. Připojte rozbočovač USB a zvukovou kartu USB k Raspberry Pi. Vložte kartu SD do slotu pro kartu SD na Raspberry Pi.

Krok 7: Přilepte rozbočovač USB

Nejprve vyberte místo, kam chcete nalepit USB hub. Budete jej lepit na spodní stranu hlavního panelu, na stranu s Raspberry Pi. Mělo by to být místo, kde jej lze připojit k Raspberry Pi, zatímco je Raspberry Pi připojen k dotykové obrazovce. Snažte se zajistit, aby žádný z kabelů nebyl ohnutý, když je rozbočovač USB v pozici, kterou jste vybrali. Načrtněte rozbočovač USB v oblasti, kam jej chcete přilepit. Obrouste oblast, kterou jste načrtli, hrubým brusným papírem. Stejným brusným papírem obrouste spodní část rozbočovače USB. Na obě plochy, které jste obrousili, naneste vrstvu kontaktního cementu, poté je nechte zaschnout. Jakmile obě oblasti zaschnou, pevně přitlačte potaženou stranu rozbočovače USB k oblasti, kterou jste označili. Pokračujte v stisknutí asi minutu.

Krok 8: Montáž prkénka

Očistěte oblast nad dotykovým displejem vlhkým hadříkem a ujistěte se, že neobsahuje nečistoty a prach. Opatrně odlepte ochrannou pásku ze zadní části prkénka a dávejte pozor, abyste neodstranili lepivou vrstvu. Zatlačte zadní část prkénka na oblast, kterou jste právě vyčistili, dokud se pevně nepřilepí. Připojte napájecí zdroj k desce chleba, jak je znázorněno na hlavní fotografii. Ujistěte se, že všechny kolíky na spodní straně desky napájecího zdroje jsou v souladu s napájecími lištami na desce. Vyvrtejte do Masonitu malou díru v poloze poblíž zdířky hlavně na napájecím zdroji. Zapojte zástrčku hlavního konektoru do konektoru hlavní zásuvky na napájecím zdroji. Odšroubujte kryt ze zástrčky hlavně. Veďte vodiče z 9V spony baterie otvorem, který jste vyvrtali v Masonitu, a ujistěte se, že je spona na spodní straně a vodiče jsou nahoře. Nasuňte kryt konektoru hlavně, který jste odšroubovali, přes dráty. Pájejte kladný (červený) vodič ze svorky k vnitřnímu pólu konektoru hlavně a záporný (černý) vodič k vnějšímu kroužku konektoru (vpravo dole).

Krok 9: Montáž powerbanky

Umístěte powerbanku na přední stranu krabice (hlavní fotografie). Obejděte powerbanku fixou s jemným hrotem. Pomocí nástroje Dremel vyřízněte dřevo uvnitř části, kterou jste nastínili. Pomocí Dremelu vytvořte dvě prohlubně ve dřevě vedle otvoru, který jste právě vyřízli, pro nabíjecí a výstupní kabely (vpravo nahoře). Zapojte kabel, který byl součástí powerbanky, do nabíjecí strany powerbanky a kabel s vypínačem zapojte do výstupní strany powerbanky. Zasuňte powerbanku do otvoru, který jste pro ni vyřízli. Powerbanka by měla bezpečně sedět, bez překrucování nebo ohýbání kabelů. Pokud powerbanka správně sedí, zajistěte ji na místě lepicí páskou. Zapojte konec micro USB kabelu vycházejícího z powerbanky do napájecího konektoru micro USB na Raspberry Pi. Sledujte spínač v kabelu vycházejícím z powerbanky na Masonite poblíž dotykové obrazovky. Vyřízněte tuto oblast pomocí Dremel. Propíchněte spínač otvorem, dokud nebude jeho horní část v jedné rovině s masonitem (vlevo dole). Přilepte spínač na místo pomocí Superglue. Ujistěte se, že je spínač v poloze vypnuto.

Krok 10: Nabíjení

Vyřízněte otvor 5/8 x 3/8 palce. Zde zapojíte nabíjecí kabel pro stanici. Umístěte prodlužovač USB na spodní stranu listu Masonite tak, abyste otvorem viděli celý port USB (hlavní fotografie). Označte, kam budou šrouby procházet masonitem, abyste v této poloze připojili USB prodlužovač. Do všech označených pozic vyvrtejte otvory o průměru 1/8 palce. Přišroubujte nástavec na místo pomocí dodaných šroubů. Zapojte adaptér USB female to female do kabelu USB vedoucího do powerbanky. Připojte prodlužovač USB na druhou stranu adaptéru USB. Zapojte kabel USB male to USB male do nabíječky USB telefonu. Chcete -li stanici nabít, zapojte nabíječku mobilního telefonu do prodlužovače USB pomocí kabelu USB mezi zástrčkami a zástrčkami. Chcete -li rozlišovat mezi USB a datovými porty USB, můžete použít značku k napsání „nabíjení“nebo jiného označení v blízkosti USB prodlužovače. Poznámka: powerbanka použitá v tomto Instructable nepodporuje průchozí nabíjení, což znamená, že nemůžete nabíjet stanici a používat počítač současně.

Krok 11: Montáž Arduina

Bohužel se mi nepodařilo najít sadu šroubů speciálně pro montáž Arduina, proto jsem vložil odkaz na sadu s několika šrouby, maticemi a distančními šrouby. Nejprve umístěte Arduino přímo nad Breadboard (levá fotka). Pomocí značky označte, kde vyvrtáte otvory pro šrouby pro montáž Arduina. Pomocí vrtáku 2 mm vyvrtejte otvory ve všech pozicích, které jste označili. Pokud šrouby zahrnuté v soupravě neprocházejí otvory, zvětšete otvory pomocí 2,5 mm vrtáku. Umístěte Arduino tak, aby se otvory pro šrouby na Arduinu shodovaly s otvory pro šrouby, které jste vyvrtali v Masonitu. Proveďte šrouby skrz otvory pro šrouby na Arduinu a otvory, které jste vyvrtali v Masonite. Našroubujte šroub na konec každého ze šroubů a utáhněte (pravá fotografie).

Krok 12: Napájení a data Arduino

Raspberry Pi nemá dostatek energie pro napájení Arduina a dotykové obrazovky současně, takže Arduino má devítivoltový napájecí zdroj pro napájení a USB kabel pro přenos dat. Vyvrtejte do Masonitu malou díru v poloze poblíž sudového zvedáku na Arduinu. Zapojte samčí hlavní konektor do konektoru samičího sudu na Arduinu. Odšroubujte kryt ze zástrčky hlavně. Veďte vodiče z 9V spony baterie otvorem, který jste vyvrtali v Masonitu, a ujistěte se, že je spona na spodní straně a vodiče jsou nahoře. Nasuňte kryt konektoru hlavně, který jste odšroubovali, přes dráty. Pájejte kladný (červený) vodič ze svorky k vnitřnímu pólu konektoru hlavně a záporný (černý) vodič k vnějšímu kroužku konektoru. Zašroubujte kryt válcového zvedáku zpět na válcový zvedák. Do Masonitu vyvrtejte 1/4 palcový otvor, přibližně dva a půl palce od USB konektoru na Arduinu. Uřízněte kabel USB A na USB B na polovinu a polovinu s konektorem USB B poté protáhněte otvorem, který jste právě vyvrtali (levá fotka). Odizolujte palec vnější izolace z obou polovin kabelu. Odstraňte půl palce izolace z každého z menších vodičů v obou polovinách kabelu. Otočte odkryté části stejně barevných drátů z obou polovin dohromady, abyste vytvořili spoj. Spoj zabalte elektrickou páskou, abyste jej izolovali. Tento postup opakujte se všemi vodiči v kabelu. Omotejte spojenou část kabelu více elektrickou páskou, dokud nebude důkladně zakryta (prostřední fotografie). Zapojte kabel do rozbočovače USB (pravá fotografie).

Krok 13: Instalace klávesnice Matchbox

Matchbox Keyboard je virtuální klávesnice, kterou lze použít k psaní na Raspberry Pi, aniž byste potřebovali externí USB klávesnici. Nejprve zapojte USB klávesnici do Raspberry Pi. Poté zapněte Raspberry Pi. Raspberry Pi zapnete stisknutím tlačítka na powerbance a zapnutím vypínače. Měla by se objevit úvodní obrazovka NOOBS. Vyberte Raspbian v seznamu možností, které vám úvodní obrazovka nabízí. Klikněte na ikonu Instalovat. Jakmile se Raspbian stáhne, objeví se hlavní obrazovka Raspbian

Chcete -li nainstalovat Matchbox Keyboard, přejděte na terminál Raspbian a zadejte tyto příkazy.

sudo apt-get install matchbox-keyboard

sudo restart

Jakmile se Raspberry Pi restartuje, přejděte do Menu> Příslušenství a měla by tam být klávesnice Matchbox. Odpojte USB klávesnici od Raspberry Pi a vypněte Raspberry Pi. Chcete -li Raspberry Pi vypnout, přejděte do nabídky> Vypnout> Vypnout. Když zelená kontrolka na Raspberry Pi přestane blikat, můžete vypínač vypnout.

Krok 14: Výroba osciloskopu

Nejprve zapněte powerbanku. Jakmile se Raspberry Pi spustí, přejděte do nabídky> Předvolby> Přidat nebo odebrat software. Do vestavěného vyhledávače zadejte „digitální osciloskop“. Jakmile se výsledky dostaví, vyberte software označený „digitální osciloskop“a klikněte na tlačítko instalace. Jakmile se na obrazovce zobrazí, že se software načetl, okno se zavře. Zkontrolujte nabídku. Měla by tam být nová sekce s označením „Ham Radio“. V této sekci byste měli najít software osciloskopu. Přejděte do Menu> Předvolby> Nastavení zvukového zařízení. Zkontrolujte, zda lze jako zvukový výstup nastavit zvukovou kartu USB. Pokud ne, přejděte sem a zobrazí se stránka o instalaci potřebných ovladačů. Zapojte kabel 3,5 mm do RCA do konektoru mikrofonu na zvukové kartě. Do Masonitu vyvrtejte dva 7/16 palcové otvory do šesti palců od zvukové karty. Zatlačte konektory RCA skrz otvory zespodu, dokud nebude plastový povlak v jedné rovině s masonitem (levá fotka).

Krok 15: Výroba sond osciloskopu

Existují různé typy osciloskopických sond, například 1x, 5x a 10x. Každý z těchto typů sond dělí napětí číslem na začátku jeho názvu. Chcete -li vyrobit sondu 1x, připojte vodič ke každému z vodičů zástrčky konektoru RCA. Připojte černou aligátorovou svorku k vodiči procházejícímu vnějším kroužkem konektoru a červenou aligátorovou svorku k vodiči vedoucímu k vnitřnímu kolíku konektoru RCA. Pokud chcete, můžete vyměnit červený aligátorový klip za sondu podle vašeho výběru, jako je pogo klip nebo minigrabber. Sondy jiné než 1x se vyrábějí hůře, protože potřebují rozdělit signály pevným číslem, aniž by docházelo ke zkreslení. Pokud chcete vyrábět jiné typy sond, přejděte zde pro průvodce. Poznámka: zatímco průvodce používá konektory BNC, tento projekt používá konektory RCA.

Krok 16: Montáž reproduktoru

Nejprve umístěte list Masonite tak, aby na něm byla elektronika namontována v polovině krabice a v ní powerbanka. Umístěte reproduktor vedle jedné ze stran krabice (fotografie zcela vlevo). Umístěte reproduktor na masonit a obkreslete jej. Pomocí Dremelu vyřízněte Masonita v oblasti, která je označena. Vyjměte kus masonitu s elektronikou v krabici. Pomocí dremelu vytvořte v boční části krabice prohloubení pro nabíjecí kabel. Umístěte kabel do prohlubně a zbytek prohlubně naplňte směsí pilin z řezání vrubu a lepidla na dřevo (vlevo uprostřed fotografie). Počkejte, až lepidlo zaschne. Udělejte další zářez pro přístup k vypínači na reproduktoru na boku krabice, dávejte pozor, abyste neprorazili do prohlubně pro napájecí kabel (pravá prostřední fotka). Připojte 3,5 mm kabel dodaný s reproduktorem k reproduktoru. Zapojte reproduktor do nabíjecího kabelu namontovaného v krabici. Druhý konec 3,5mm kabelu zapojte do rozbočovače zvuku. Do boční části krabice vyvrtejte otvor se stejným průměrem jako vnější část jedné z 3,5mm zástrček na rozbočovači. Protlačte konec rozdělovače otvorem, dokud nebude jeho konec v jedné rovině s vnějškem krabice (fotografie zcela vpravo). Toto bude zvukový výstup pro sluchátka pracovní stanice.

Krok 17: Rozšíření USB

Připojte dva zbývající USB prodlužovače do rozbočovače USB. Vyřízněte dva otvory 5/8 x 3/8 palce, přibližně dva palce od sebe. Umístěte prodlužovače USB na spodní stranu listu Masonite tak, abyste otvorem viděli celý port USB (hlavní fotografie). Označte, kam budou šrouby procházet masonitem, abyste v této poloze připojili USB prodlužovač. Udělejte to na obou otvorech. Do všech označených pozic vyvrtejte otvory o průměru 1/8 palce. Přišroubujte prodlužovače na místo pomocí přiložených šroubů.

Krok 18: Montáž ventilátoru

Zapojte počítačový ventilátor USB do rozbočovače USB. Umístěte ventilátor do polohy blízko Raspberry Pi a co nejblíže k větracím otvorům. Obkreslete kruhovou oblast odkrytými lopatkami ventilátoru na Masonite. Tuto oblast vystřihněte pomocí Dremelu (hlavní fotografie). Vyznačte otvory pro šrouby pro montáž ventilátoru. Do všech označených míst vyvrtejte vrták 9/64 palce. Pomocí přiložených montážních šroubů našroubujte ventilátor na místo.

Krok 19: Instalace Arduino IDE

Instalace Arduino IDE na Raspberry Pi je velmi jednoduchá. Nejprve se ujistěte, že je váš operační systém Raspbian aktuální. To lze provést spuštěním následujících příkazů v terminálu.

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Chcete -li nainstalovat Arduino IDE, jednoduše spusťte tento příkaz.

sudo apt-get install arduino

Krok 20: Kontrolka Raspberry Pi

Pokud jste velmi dobří v pájení, můžete odstranit zelenou LED na Raspberry Pi a připojit na její místo další LED, která je namontována na panelu Masonite. Protože jsem nebyl příliš dobrý v pájení, jednoduše jsem vyvrtal otvor v Masonite, což mi umožnilo vidět stávající LED indikátor (hlavní fotografie).

Krok 21: Dokončení elektroniky

Pokud je k Arduinu připojen válcový konektor pro Arduino, odpojte jej. Připojte devítivoltovou baterii do každé z devítivoltových bateriových svorek. Ujistěte se, že je hlavní konektor zapojen do napájecího zdroje a že vypínač na napájecím zdroji je v poloze vypnuto. Vložte list Masonite s elektronikou na místo v krabici (hlavní fotografie). Chcete -li použít Raspberry Pi, stiskněte tlačítko na powerbance a zapněte vypínač. Chcete -li jej vypnout, přejděte do nabídky> Vypnout> Vypnout. Počkejte, než zelená LED dioda Raspberry Pi chvíli rychle bliká, poté dlouze blikne a vypne se. Poté vypněte vypínač. Chcete -li použít osciloskop, zapněte Raspberry Pi a přejděte do Menu> Ham Radio> Oscilloscope. Chcete -li použít Arduino, nejprve zapojte hlavní konektor do Arduina a poté zapojte Arduino do Raspberry Pi. Arduino můžete naprogramovat z Arduino IDE nainstalovaného na Raspberry Pi. Chcete -li použít reproduktor, zapněte reproduktor pomocí odsazení na boční straně krabice a poté přes něj přehrávejte zvuk. Stanice má také možnosti Bluetooth a 3,5 mm výstup, takže nemusíte používat reproduktor.

Krok 22: Závěr a vylepšení

To je vše, co je nezbytné k vybudování přenosné elektronické stanice, která bude užitečná pro většinu projektů v oblasti elektroniky. Zahrnul jsem také monitor RCA a obvody pro napájení monitoru, ale protože to většina lidí nepotřebuje, rozhodl jsem se to nezahrnout do tohoto Instructable. Bohužel se mi nepodařilo najít způsob, jak automaticky zapnout reproduktor, takže pro zapnutí a vypnutí reproduktoru musíte použít odsazení na boku krabice. Mělo by být také možné navrhnout vlastní zesílený reproduktor pro stanici. V určitém okamžiku by bylo hezké upgradovat powerbanku na vysokokapacitní powerbanku, která podporovala průchozí nabíjení, ale toto byl jediný, který jsem našel a který měl měřič nabíjení a vypínač na stejné straně. Také bych chtěl navrhnout ventilátor tak, aby se zapínal, když teplotní čidlo detekuje dostatečně vysokou teplotu, aby se zaplo, místo aby byl ventilátor vždy zapnutý. To jsou jediné skutečně nutné nebo naléhavé úpravy, které je třeba provést. Pokud má někdo nějaké další nápady na úpravy nebo vylepšení, uveďte to prosím v sekci komentáře níže.