Manyoya Quill - Saa 34+ za Uandishi wa Bure-Usumbufu: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Na CameronCoward Tovuti Yangu ya Kibinafsi Fuata Zaidi na mwandishi:

Kuhusu: Mwandishi wa Hackster.io, Hackaday.com, na wengine. Mwandishi wa Miongozo ya Idiot: Uchapishaji wa 3D na Mwongozo wa Kompyuta kwa Uundaji wa 3D: Mwongozo wa Autodesk Fusion 360. Zaidi Kuhusu CameronCoward »Miradi ya Fusion 360»

Ninaandika kwa riziki, na hutumia siku yangu ya kazi kukaa mbele ya kompyuta yangu ya eneo-kazi wakati nikitoa nakala. Nilijenga FeatherQuill kwa sababu nilitaka uzoefu wa kuchapa wa kuridhisha hata wakati niko nje na karibu. Hii ni processor ya neno ya kujitolea, isiyo na usumbufu kwa mtindo wa kompyuta ndogo. Vipengele muhimu zaidi ni maisha marefu ya betri (masaa 34+ ya kuandika), kibodi ya mitambo, na wakati wa haraka wa kuanza

FeatherQuill imejengwa karibu na Raspberry Pi Zero W, ambayo ilichaguliwa kwa matumizi yake ya chini ya nguvu. Hiyo inaendesha DietPi ili kuweka OS iwe nyepesi iwezekanavyo. Inapowashwa, itapakia otomatiki processor ya neno-msingi inayoitwa WordGrinder. Wakati unaochukua kutoka kwa nguvu hadi kuandika ni karibu sekunde 20-25.

Pakiti ya betri imetengenezwa na betri nane za 18650 za lithiamu-ion, ambayo kila moja ina uwezo wa 3100mAh. Uwezo wa jumla unatosha kudumu saa 34+ wakati wa kuandika. Kubadilisha vifaa kujitolea hukuruhusu kuzima LCD kwa hali ya "kusubiri". Kwa kusubiri Raspberry Pi itaendelea kukimbia kama kawaida na kifurushi cha betri kinaweza kudumu zaidi ya masaa 83.

Ugavi:

• Raspberry Pi Zero W
• Seli za Batri za 18650 (x8)
• Bodi ya malipo ya LiPo
• 5 "LCD ya skrini ya kugusa
• 60% Kinanda cha Mitambo
• Sumaku Ndogo
• Adapter ndogo ya USB
• Vipande vya Nikeli
• Ugani wa USB C
• Kuweka joto la 3mm
• Screws za M3
• 608 Fani za Skateboard
• Swichi
• Cable fupi za USB na Cable ya HDMI

Vifaa vya Ziada Unavyoweza Kuhitaji:

• Vifungo
• Gundi ya Gorilla
• Filamu ya Printa ya 3D
• Flux ya Solder
• Waya

Zana:

• Printa ya 3D (nilitumia BIBO)
• Chuma cha kulehemu (Hii ni yangu)
• Moto Gundi Bunduki (Penda hii)
• Screw madereva
• Funguo za Allen / hex
• Mafaili
• Dremel (Haihitajiki, lakini inasaidia kupunguza / kusafisha kama inahitajika)

Hatua ya 1: Matumizi ya Nguvu na Maisha ya Batri

Kwa mradi huu, maisha ya betri ilikuwa jambo muhimu zaidi kwangu. Lengo langu lilikuwa kuweza kuchukua FeatherQuill nami kwenye safari ya wikendi na kuwa na maisha ya kutosha ya kuandika kwa siku kadhaa kamili bila kuhitaji kuijaza tena. Nadhani nimepata mafanikio hayo. Hapo chini kuna vipimo anuwai nilivyochukua na hitimisho nililokuja kuhusu maisha ya betri. Kumbuka kuwa seli za betri 18650 zinakuja katika anuwai anuwai, na mifano niliyotumia kwa mradi huu ni 3100mAh kila moja.

Vipimo:

LCD Tu: 1.7W (5V 340mA)

LCD tu (Zima Taa): 1.2W (5V 240mA)

Kila kitu Kimewashwa (Hakuna LED za Kibodi): 2.7W (5V 540mA)

Kibodi imeondolewa: 2.3W (5V 460mA)

USB Hub Imetengwa: 2.3W (5V 460mA)

Raspi tu: 0.6W (5V 120mA)

Kibodi ya Raspi +: 1.35W au 1.05W? (5V 270mA - 210mA, wastani: 240mA)

Kila kitu kimeunganishwa (Taa ya nyuma): 2.2W (5V 440mA)

Hitimisho:

Raspi: 120mA

Kinanda: 80mA LCD

(toa backlight): 240mA

Mwangaza wa LCD: 100mA

Jumla ya LCD: 340mA

USB Hub: Hakuna nguvu iliyotumiwa

Matumizi ya Kawaida: 5V 540mA Kusubiri

(Taa ya Mwangaza): 5V 440mA

Kusubiri (LCD Imekamilika): Usomaji hauendani, lakini 5V ~ 220mA

Maisha ya Battery na 8 x 18650 3.7V 3100mAh pakiti ya betri ya seli (jumla: 24, 800mAh):

Matumizi ya Kawaida: Saa 34 Kusubiri

(Kuangaza Mwangaza): Saa 41.5

Kusubiri (LCD Imekamilika): Masaa 83.5

Maelezo ya ziada na Maelezo:

Vipimo vilichukuliwa kwa kutumia mfuatiliaji wa bei rahisi na labda sio sahihi kabisa au sahihi. Lakini usomaji ni sawa sawa kwamba tunaweza kudhani kuwa "wako karibu" kwa madhumuni yetu.

Kila kitu kinaendeshwa kwa 5V (nominella). Nguvu ya upimaji ilikuwa ikitoka kwa usambazaji wa nguvu ya wart ukuta wa USB. Nguvu ya ujenzi halisi itatoka kwa kifurushi cha betri ya LiPo 18650 kupitia bodi ya LiPo ya kuchaji / nyongeza.

Vipimo hivi vilichukuliwa wakati wa kuendesha DietPi (sio Raspberry Pi OS) na Wifi na Bluetooth zimelemazwa. Huduma / huduma za Bluetooth ziliondolewa kabisa.

Mpangilio wa CPU wa DietPi "Power Save" hauonekani kuwa na athari yoyote.

Mchakato wa bootup hutumia nguvu zaidi, kwani CPU turbo imewashwa. Huongezeka kwa karibu 40mA wakati wa buti.

Wakati wa Boot, kutoka kwa nguvu hadi WordGrinder, ni kama sekunde 20.

WordGrinder yenyewe haionekani kutumia nguvu yoyote ya ziada.

Matumizi ya nguvu ya LCD ni ya kushangaza. Kawaida, taa ya nyuma inawajibika kwa matumizi mengi ya nguvu. Katika kesi hii, hata hivyo, taa ya nyuma inawajibika kwa chini ya 1/3 ya matumizi ya nguvu. Ili kupanua maisha ya "kusubiri" ya betri, ubadilishaji utahitajika kukatiza umeme kwa LCD kabisa.

Kibodi pia huchota nguvu zaidi kuliko inavyotarajiwa. Hata kwa kukatika kwa Bluetooth na hardswitch iliyojengwa, betri imetengwa (ili kuepuka kutumia nguvu ya kuchaji), na taa za LED zimezimwa, bado hutumia 80mA. LED za kibodi zina athari kubwa kwa matumizi ya nguvu. Taa zote zilizo kwenye mwangaza mkubwa huongeza matumizi ya nguvu na 130mA (kwa jumla ya 210mA). Taa zote kwenye mwangaza wa chini huongeza matumizi ya nguvu na 40mA. Athari zaidi za kihafidhina za LED, kwa mwangaza wa chini, zinaweza kutumia popote kutoka kwa kitu chochote hadi karibu 20mA. Hizo ni chaguo nzuri ikiwa athari zinahitajika, kwani hupungua tu "Matumizi ya Kawaida" maisha ya betri kwa masaa 1.5.

Bodi ya betri ya LiPo itatumia nguvu yenyewe na haitakuwa na ufanisi kamili, kwa hivyo maisha ya betri katika "ulimwengu wa kweli" inaweza kuwa chini ya nambari za nadharia zilizoorodheshwa hapo juu.

Hatua ya 2: Ubunifu wa CAD

Ili kuhakikisha kuwa kuandika ni vizuri, nilihitaji kibodi ya mitambo. Mfano huu ni 60%, kwa hivyo huacha pedi ya nambari na huongeza funguo nyingi zilizo na tabaka. Sehemu ya msingi ya kibodi ni saizi sawa na mpangilio kama kibodi ya kawaida. LCD ndogo ilichaguliwa kuweka matumizi ya nguvu chini.

Nilianza kwa kuchora muundo wa kimsingi kisha nikaendelea na uundaji wa CAD katika Autodesk Fusion 360. Ilinibidi nipitie marekebisho kadhaa ili kuifanya kesi iwe thabiti iwezekanavyo wakati wa kuhakikisha kila kitu kinafaa. Namba kadhaa zilifanywa wakati wa mchakato wote. Baadhi ya hizo hazionyeshwi kwenye picha kwani nilifanya marekebisho baada ya kuchapisha, lakini nipo kwenye faili za STL

Printa yangu ya 3D ina ukubwa wa wastani, kwa hivyo kila sehemu ililazimika kugawanywa vipande viwili ili iweze kutoshea kitandani. Nusu zinajumuishwa na uingizaji wa seti ya joto ya M3 na screws za M3, na Gundi ya Gorilla kwenye mshono ili kuongeza nguvu.

Ni kibodi na betri tu zilizo kwenye nusu ya chini ya kesi hiyo. Vipengele vingine vyote viko juu / kifuniko.

Kesi imeundwa ili kibodi iwe kwenye pembe wakati kifuniko kinafunguliwa, kuongeza faraja ya kuandika. Sumaku ndogo hutumiwa kuweka kifuniko kikiwa kimefungwa. Hizo hazina nguvu kama vile ningependa na labda nitatengeneza aina ya latch katika siku zijazo.

Hatua ya 3: Uchapishaji wa 3D Uchunguzi

Sikukusudia asili kwenda na mpango huu wa rangi ya pipi ya pamba, lakini niliendelea kukosa filament na kwa hivyo hii ndio niliishia nayo. Unaweza kuchapisha sehemu hizo kwa rangi na nyenzo unazopenda. Nilitumia PLA, lakini ningependekeza kutumia PETG ikiwezekana. PETG ina nguvu na sio kama inakabiliwa na mabadiliko katika joto.

Utahitaji kutumia vifaa kwa sehemu zote. Ninapendekeza pia kutumia mipangilio ya "Fuzzy" ya Cura kwa thamani ya chini (Unene: 0.1, Uzito: 10). Hii itawapa nyuso za sehemu kumaliza nzuri ya maandishi ambayo ni nzuri kwa kuficha mistari ya safu.

Baada ya kuchapisha sehemu zako, utataka kutumia chuma cha kutengenezea ili kuweka seti yako ya joto iwe moto. Basi unaweza kuwasukuma tu kwenye mashimo makubwa. Wao watayeyuka plastiki wanapoingia, na kisha itafanyika mahali penye nguvu mara tu plastiki inapopoa.

Sehemu mbili za chini zitahitaji kushikamana pamoja kwanza. Pata nusu ya mshono ulioshi na maji na kisha ongeza safu nyembamba ya Gundi ya Gorilla kwa nusu nyingine ya mshono. Kisha unganisha visu mbili za M3 vizuri. Tumia vifungo kushikilia sehemu mbili pamoja na futa gundi ya ziada. Acha vifungo vilivyopo kwa masaa 24 ili kuhakikisha gundi imepona kabisa. Kisha ingiza fani kwenye mashimo.

Utarudia mchakato huu na sehemu za juu, lakini unahitaji kuziingiza kwenye fani kabla ya gundi / kuziunganisha sehemu pamoja. Hutaweza kutenganisha sehemu mbili baada ya kuwekwa pamoja.

Hatua ya 4: Kubadilisha LCD na Kinanda

LCD hii imeundwa kuwa skrini ya kugusa (utendaji ambao hatutumii) na ina kichwa cha pini cha kike nyuma ili kuungana na pini za GPIO za Raspberry Pi. Kichwa hicho kinaongeza sana unene wa jopo la LCD, kwa hivyo lazima iende. Sikuweza kupata ufikiaji wa kuifuta kwa usalama, kwa hivyo niliikata tu na Dremel. Kwa wazi, hii inabatilisha dhamana yako ya LCD…

Kibodi ina shida kama hiyo, shukrani kwa kubadili chip ya Bluetooth. Hatutumii Bluetooth na inaongeza sana matumizi ya nguvu. Baada ya kuondoa kibodi kutoka kwa kesi yake (visu vimefichwa chini ya funguo), unaweza kutumia hewa moto au chuma cha kutengeneza ili kuondoa tu swichi hiyo.

Hatua ya 5: Kuweka DietPi na WordGrinder

Badala ya kutumia Raspberry Pi OS, nilichagua kutumia DietPi. Ni nyepesi zaidi na buti haraka. Inatoa pia chaguzi kadhaa za usanifu ambazo zinaweza kusaidia kupunguza matumizi ya nguvu (kama kuzima adapta isiyo na waya). Ikiwa ungependa, unaweza kutumia Raspberry Pi OS-hata toleo kamili la eneo-kazi ikiwa unataka.

Maagizo ya kina ya ufungaji kwa DietPi yanapatikana hapa:

Basi unaweza kusanikisha WordGrinder:

Sudo apt-get kufunga nenogrinder

Ikiwa unataka kuzindua moja kwa moja WordGrinder, ongeza tu amri ya "wordgrinder" kwenye faili yako ya.bashrc.

Adapter ya WiFi inaweza kuzimwa kupitia zana ya usanidi wa DietPi. Kila kitu kingine hufanya kazi sawa sawa na na Raspberry Pi. Ningeshauri miongozo ya kuzunguka juu ya kulemaza Bluetooth na kuongeza saizi ya fonti ya wastaafu (ikiwa ni ndogo sana kwako).

Hatua ya 6: Ufungashaji wa Betri ya Soldering

Kabla ya kuendelea na kifungu hiki, lazima nikupe kikwazo:

Betri za li-ion zina hatari! Wanaweza kuwaka moto au kulipuka! Sina hata uwajibikaji hata kidogo ikiwa unajiua au kuchoma nyumba yako. Usichukue neno langu juu ya jinsi ya kufanya salama hii-fanya utafiti wako

Sawa, na hiyo nje ya njia, hii ndio jinsi nilivyoweka kifurushi cha betri. Inapendekezwa kwamba uone kulehemu unganisho la betri, lakini sikuwa na kiwambo cha kuchoma doa na kwa hivyo niliwaunganisha.

Kabla ya kufanya kitu kingine chochote, lazima uhakikishe kuwa betri zako zote zina voltage inayofanana. Ikiwa hawana, watajaribu kuchajiana ili kusawazisha voltage na matokeo mabaya.

Anza kwa kupiga vituo kwenye kila mwisho wa betri zako. Nilitumia Dremel na sandpaper kidogo kufanya hivyo. Kisha ziweke mahali ili kupata nafasi sawa. Hakikisha wote wanakabiliwa na mwelekeo mmoja! Tunaziunganisha hizi kwa usawa, kwa hivyo vituo vyote vyema vitaunganishwa na vituo vyote hasi vitaunganishwa. Tumia gundi moto kidogo kati ya betri kuweka nafasi (lakini usizigundishe kwenye kesi).

Vaa kila terminal kwenye safu nyembamba ya mtiririko na kisha weka vipande vya nikeli juu ili kuunganisha vituo. Nilitumia vipande 1.5 kwa kila upande. Tumia ncha kubwa zaidi chuma chako cha kutengeneza kinaweza kukubali na kugeuza moto kuwa juu kama utakavyokwenda. Kisha joto kila terminal na ukanda wa nikeli wakati huo huo wakati unatumia kiwango cha huria cha solder. Lengo ni kuzuia kuwasha moto betri kwa kufanya mawasiliano na chuma cha kutengeneza kwa muda kidogo iwezekanavyo. Hakikisha tu kwamba solder yako inapita vizuri juu ya ukanda wa terminal na nikeli, na kisha uondoe moto.

Mara tu seti zako mbili za betri nne zikiwa zimeuzwa na vipande vya nikeli, unaweza kutumia waya (18AWG au zaidi) kuunganisha hizo mbili pamoja: chanya kwa chanya na hasi hadi hasi. Kisha solder urefu mrefu wa waya mbili kwenye vituo kwenye mwisho mmoja wa kifurushi chako cha betri na uwape chakula kupitia ufunguzi. Hizo ndizo zitakazosambaza umeme kwa bodi ya kuchaji LiPo.

Hatua ya 7: Kukusanya Elektroniki

Usanidi huu unapaswa kuwa sawa. Weka kibodi mahali pake na utumie screws za asili kuambatisha kwenye vifaa. Kwa upande mwingine (kwenye chumba cha betri), ingiza kebo ya USB-C na uilishe kupitia ufunguzi unaokwenda kwenye kifuniko.

Juu, LCD inapaswa kutoshea mahali pake (hakikisha taa ya taa imewashwa!). Kihamasishaji cha USB-C kimewekwa mahali pake kwa kutumia visu zinazotolewa. Bodi ya kuchaji ya LiPo inafanyika na gundi moto. Weka nafasi ili kuhakikisha kitufe kinaweza kushinikizwa na kwamba skrini inaonekana kupitia dirisha kwenye kifuniko cha LCD. Pi ya Raspberry inafaa kwenye tabo na gundi kidogo ya moto itailinda.

Cable ya USB inaweza kuendeshwa kutoka kwa pato la kulia la LiPo board hadi Raspberry Pi. Hatuna nafasi ya kuziba USB kwenye pato la kushoto, ambalo hutumiwa kwa LCD. Kata mwisho wa USB-A kwenye kebo na uondoe kinga. Unahitaji tu waya nyekundu (chanya) na nyeusi (hasi). Waya mzuri atapita kwenye vituo viwili vya juu vya swichi. Kisha waya zako hasi na chanya zitahitaji kuuzwa kwenye pato la kushoto la USB kwenye bodi ya LiPo. Pini ya kushoto sana ni chanya na pini ya kulia kulia ni chini (hasi).

Halafu tumia gundi ya moto kushikilia waya zako zote ili ziwe "gorofa" iwezekanavyo na usisukume kwenye kifuniko cha LCD.

Hatua ya 8: Mkutano wa Mwisho

Sasa unachotakiwa kufanya ni kutandaza vifuniko vya LCD juu-kuna tabo juu ili kifuniko kiweze kushika LCD mahali-na betri inashughulikia chini.

Kubonyeza kitufe cha bodi ya LiPo mara mbili kutawasha umeme. Kuishikilia itazima umeme. Kubadili hukuruhusu kudhibiti nguvu kwa LCD kwa uhuru na ni nzuri kwa kuokoa nguvu wakati hauandika kweli. Hakikisha kusoma mwongozo wa kibodi ili ujifunze jinsi ya kudhibiti athari anuwai za LED. Ninapendekeza kutumia mwangaza wa chini na moja wapo ya athari za hila zaidi kuhifadhi betri.

Baada ya kuhifadhi hati kwa mara ya kwanza, WordGrinder itahifadhi kiotomatiki baada ya hapo. WordGrinder ina interface rahisi, lakini njia za mkato nyingi. Soma nyaraka zake ili upate maelezo zaidi juu ya jinsi inavyofanya kazi. Faili zinaweza kuhamishiwa kwa kompyuta ya nje juu ya unganisho la SSH -badilisha tu adapta ya WiFi wakati unahitaji kuhamisha nyaraka.

Hiyo ndio! Ikiwa ulipenda mradi huu, tafadhali fikiria kuupigia kura katika shindano la "Battery Powered". Ninaweka kazi nyingi katika kubuni FeatherQuill na nina wazo la kuunda kifaa sawa na mara 2-3 ya betri. Nifuate hapa ili ujulishe miradi yangu!

Zawadi ya Pili katika Shindano la Kutumia Betri