FeatherQuill - 34+ сааттар Алаксытуусуз жазуу: 8 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

By CameronCowardMy Personal SiteЖазуучунун дагы маалыматтарын караңыз:

Жөнүндө: Hackster.io, Hackaday.com жана башкалар үчүн жазуучу. Идиоттун көрсөтмөлөрүнүн автору: 3D басып чыгаруу жана 3D моделдөө үчүн башталгычтын көрсөтмөсү: Autodesk Fusion 360 үчүн колдонмо. CameronCoward жөнүндө көбүрөөк »Fusion 360 долбоорлору»

Мен жашоо үчүн жазам жана жумуш күнүмдүн көбүн стол компьютеримдин алдында отуруп, макалаларды өчүрүп өткөрөм. Мен FeatherQuill курдум, анткени мен сыртта жүргөндө да канааттандырарлык терүү тажрыйбасын кааладым. Бул ноутбук стилиндеги, эч нерсеге алаксыбаган текст процессору. Анын эң негизги өзгөчөлүктөрү-батарейканын иштөө мөөнөтү (34+ саат), механикалык клавиатура жана тез жүктөө убактысы.

FeatherQuill Raspberry Pi Zero W айланасында курулган, ал аз энергия керектөө үчүн тандалган. Бул OSти мүмкүн болушунча жеңилирээк кармоо үчүн DietPi менен иштеп жатат. Күйгүзүлгөндө, ал автоматтык түрдө WordGrinder деп аталган терминалга негизделген текст процессорун жүктөйт. Күчтөн күйгүзүүдөн терүүгө чейинки убакыт болжол менен 20-25 секундду түзөт.

Батарея пакети сегиз 18650 литий-иондук батареядан жасалган, алардын ар бири 3100 мАч сыйымдуулукка ээ. Жалпы кубаттуулугу терүү учурунда 34+ саатка жетүү үчүн жетиштүү. Атайын жабдык которгуч "күтүү" режиминде ЖКны өчүрүүгө мүмкүндүк берет. Күтүү режиминде Raspberry Pi кадимкидей иштей берет жана батарейка 83 сааттан ашык иштей алат.

Берилиштер:

• Raspberry Pi Zero W
• 18650 Батарея клеткалары (x8)
• LiPo кубаттоо кеңеши
• 5 "сенсордук ЖК
• 60% Механикалык клавиатура
• Кичи магниттер
• Микро USB адаптер
• Никель тилкелери
• USB C кеңейтүүсү
• 3мм жылуулук топтому
• M3 бурамалары
• 608 Skateboard подшипниктери
• Коммутаторлор
• Кыска USB кабели жана HDMI кабели

Сизге керек болушу мүмкүн болгон кошумча жабдуулар:

• Кыскычтар
• Gorilla Glue
• 3D принтер филаменти
• Solder Flux
• Зым

Куралдар:

• 3D принтер (мен BIBO колдондум)
• Паяльник (Бул меники)
• Hot Glue Gun (Ушуга окшош)
• Бурамалар
• Аллен/он алтылык баскычтар
• Файлдар
• Дремел (Кереги жок, бирок керек болсо кыркууга/тазалоого жардам берет)

1 -кадам: Электр керектөө жана Батарея өмүрү

Бул долбоор үчүн батарейканын иштөө мөөнөтү мен үчүн эң маанилүү фактор болгон. Менин максатым FeatherQuillди дем алыш күндөрү саякатка алып баруу жана аны толуктоонун кажети жок, бир нече күн бою жазуу үчүн жетиштүү камырга ээ болуу болчу. Мен буга жетиштим деп ойлойм. Төмөндө мен алган ар кандай өлчөөлөр жана батарейканын иштөө мөөнөтүнө байланыштуу келген тыянактар. 18650 батарея клеткалары ар кандай кубаттуулукта келерин эстен чыгарбаңыз жана мен бул долбоор үчүн колдонгон моделдердин ар бири 3100 мАч.

Ченөө:

ЖК гана: 1.7W (5V 340mA)

ЖК гана (Жарык өчүрүү): 1.2W (5V 240mA)

Баары күйгүзүлгөн (клавиатура жок): 2.7W (5V 540mA)

Клавиатура ажыратылган: 2.3W (5V 460mA)

USB Hub ажыратылган: 2.3W (5V 460mA)

Raspi гана: 0.6W (5V 120mA)

Raspi + Keyboard: 1.35W же 1.05W? (5V 270mA - 210mA, орточо: 240mA)

Баары туташкан (Жарык өчүк): 2.2W (5V 440mA)

Жыйынтыктар:

Распи: 120мА

Баскычтоп: 80 мА LCD

(минус арткы жарык): 240mA

LCD арткы жарык: 100mA

Жалпы ЖК: 340mA

USB Hub: Эч кандай кубат колдонулган

Кадимки колдонуу: 5V 540mA Күтүү

(Жарык өчүрүү): 5V 440mA

Күтүү (ЖК толугу менен өчүрүлгөн): Окуулар карама -каршы, бирок 5V ~ 220mA

Батарея өмүрү 8 x 18650 3.7V 3100mAh уюлдук батарейка менен (бардыгы: 24, 800mAh):

Кадимки колдонуу: 34 саат күтүү

(Жарык өчүрүү): 41.5 саат

Күтүү (LCD толугу менен өчүрүлгөн): 83.5 саат

Кошумча маалымат жана түшүндүрмөлөр:

Ченөөлөр арзан энергетикалык монитордун жардамы менен алынган жана, балким, так же так эмес. Бирок көрсөткүчтөр жетишерлик ырааттуу болгондуктан, алар биздин максаттарга "жакын" деп ойлошубуз мүмкүн.

Бардыгы 5В (номиналдуу) чегинде иштейт. Тестирлөө үчүн кубат USB дубалынын стандарттык электр булагынан келген. Чыныгы курулуштун күчү 18650 LiPo батарейкасынан LiPo кубаттоо/күчөткүч тактасы аркылуу келет.

Бул өлчөөлөр DietPi (Raspberry Pi OS эмес) иштеп жатканда, WiFi жана Bluetooth да өчүрүлгөн. Bluetooth коммуналдык кызматтары/кызматтары толугу менен алынып салынды.

DietPi "Power Save" CPU жөндөөсү эч кандай таасир бербейт окшойт.

Жүктөө процесси көбүрөөк энергияны талап кылат, анткени CPU турбо күйүк. Жүктөө учурунда болжол менен 40mA көбөйөт.

Жүктөө убактысы, бийликтен WordGrinderге чейин, болжол менен 20 секунд.

WordGrinder өзү эч кандай кошумча күчтү талап кылбайт окшойт.

ЖКнын энергия керектөөсү таң калтырат. Адатта, арткы жарык электр энергиясын керектөөнүн көбү үчүн жооп берет. Бул учурда, бирок, арткы жарык электр керектөөнүн 1/3төн азына жооп берет. "Күтүүчү" батареянын иштөө мөөнөтүн узартуу үчүн, ЖКнын кубатын толугу менен ажыратуу үчүн которгуч талап кылынат.

Клавиатура дагы күтүлгөндөн көбүрөөк күч тартат. Bluetooth орнотулган hardswitch менен ажыратылганда да, батарейкасы ажыратылган (кубаттоо үчүн кубаттуулукту колдонбоо үчүн) жана светодиоддор өчүп калса дагы, ал 80mA керектейт. Клавиатуранын диоддору электр энергиясын керектөөгө олуттуу таасирин тийгизет. Бардык жарык диоддору максималдуу жарыктыкта күйгүзүлөт, керектөөнү 130мАга көбөйтөт (жалпы 210мА үчүн). Минималдуу жарыктыкта күйгүзүлгөн бардык диоддор 40мАга энергия керектөөнү жогорулатат. Консервативдүү LED эффекттери минималдуу жарыктыкта дээрлик эч нерседен 20 мАга чейин керектелет. Эффекттер керек болсо, бул жакшы тандоо, анткени алар "Кадимки колдонуу" батареянын иштөө мөөнөтүн болжол менен 1,5 саатка кыскартат.

LiPo аккумулятордук тактасы, кыязы, кандайдыр бир энергияны керектейт жана натыйжалуу иштебейт, андыктан "чыныгы дүйнөдө" батареянын иштөө мөөнөтү жогоруда саналган теориялык сандарга караганда азыраак болушу мүмкүн.

2 -кадам: CAD Дизайн

Терүү ыңгайлуу болушу үчүн мага механикалык клавиатура керек болчу. Бул модель 60%ды түзөт, андыктан ал сандык тактаны калтырат жана катмары бар көптөгөн ачкычтарды эки эсе көбөйтөт. Клавиатуранын негизги бөлүгү кадимки клавиатура менен бирдей өлчөмдө жана жайгашууда. Электр энергиясын керектөөнү азайтуу үчүн кичинекей ЖК тандалды.

Мен баштапкы дизайнды чийүү менен баштадым, андан кийин Autodesk Fusion 360та CAD моделдөөгө өттүм. Мен иштин мүмкүн болушунча компакт болушу үчүн бир нече оңдоолордон өтүшүм керек болчу. Процесс учурунда бир катар оңдоолор жасалды. Алардын айрымдары сүрөттөрдө чагылдырылган эмес, анткени мен басып чыгаргандан кийин өзгөртүүлөрдү киргизгем, бирок STL файлдарында бар

Менин 3D принтерим орточо өлчөмдө, ошондуктан ар бир бөлүгүн керебетке туура келиши үчүн экиге бөлүү керек болчу. Жарым бөлүктөрү M3 жылуулук орнотуулары жана M3 бурамалары менен бириктирилет, күчүн жогорулатуу үчүн тигиште Gorilla Glue бар.

Корпустун ылдыйкы жарымында клавиатура менен батареялар гана жайгашкан. Калган бардык компоненттер үстүңкү/капкакта.

Корпус терүүнүн ыңгайлуулугун жогорулатуу үчүн, капкак ачылганда клавиатура бурчта тургандай иштелип чыккан. Кичинекей магниттер капкакты жабык кармоо үчүн колдонулат. Алар мен каалагандай күчтүү эмес, мен келечекте кандайдыр бир бекиткичти ойлоп табам.

3 -кадам: Корпусту 3D басып чыгаруу

Мен бул пахта конфетинин түс схемасы менен барууну ойлогон эмесмин, бирок жипчем түгөнө берди, ошону менен мен бүтүрдүм. Сиз тетиктерди каалаган түстө жана материалда басып чыгара аласыз. Мен PLA колдондум, бирок мүмкүн болсо PETG колдонууну сунуштайт элем. PETG күчтүү жана ысыкта деформацияга жакын эмес.

Бардык бөлүктөр үчүн таянычтарды колдонуу керек болот. Мен ошондой эле Куранын "Бүдөмүк" орнотууларын төмөн баада колдонууну сунуштайм (Калыңдыгы: 0.1, Тыгыздыгы: 10). Бул бөлүктөрдүн беттерине катмар сызыктарын жашыруу үчүн сонун текстураланган бүтүм берет.

Тетиктериңизди басып чыгаргандан кийин, сиз жылыткычты ысык алуу үчүн ширетүүчү аппаратты колдонгуңуз келет. Андан кийин аларды чоң тешиктерге түртсөңүз болот. Пластикти кирип жатканда эритишет, анан пластик муздагандан кийин бекем кармашат.

Адегенде астынкы эки бөлүктү жабыштыруу керек. Тигүүнүн жарымын суу менен нымдап алыңыз, анан тигиштин экинчи жарымына жука катмар Gorilla Glue кошуңуз. Андан кийин эки M3 бурамасын тыгыз сайгыла. Кыскычтарды колдонуп, эки бөлүктү бириктирип, ашыкча клейди сүртүңүз. Клейлердин толук айыгып кетишин камсыз кылуу үчүн 24 саат бою ордунда калтырыңыз. Андан кийин подшипниктерди тешиктерге салыңыз.

Сиз бул процессти үстүнкү бөлүктөрү менен кайталайсыз, бирок бөлүктөрдү жабыштыруудан/буроодон мурун аларды подшипниктерге салыңыз. Сиз эки бөлүктү бириктиргенден кийин бөлө албайсыз.

4 -кадам: ЖК жана клавиатураны өзгөртүү

Бул ЖК сенсордук экран үчүн иштелип чыккан (биз колдонбой турган функция) жана Raspberry Piнин GPIO казыктарына туташуу үчүн арткы жагында аялдын төөнөгүч башчысы бар. Бул аталыш LCD панелинин жоондугун кескин түрдө жогорулатат, андыктан ал кетиши керек. Мен аны коопсуз түрдө тазалай албай койдум, ошондуктан мен аны Dremel менен эле кесип салдым. Албетте, бул сиздин LCD кепилдигиңизди жокко чыгарат …

Bluetooth чипинин которгучунун жардамы менен клавиатурада дагы ушундай көйгөй бар. Биз Bluetooth колдонбойбуз жана ал электр энергиясын керектөөнү кескин жогорулатат. Клавиатураны капчыгынан алып салгандан кийин (бурамалар баскычтардын астында катылган), сиз жөн эле өчүргүчтү ажыратуу үчүн ысык аба же ширеткичти колдонсоңуз болот.

5 -кадам: DietPi жана WordGrinder орнотуу

Raspberry Pi OSти колдонуунун ордуна мен DietPi колдонууну чечтим. Ал жеңилирээк жана бат өтөт. Ал ошондой эле энергия керектөөнү кыскартууга жардам бере турган бир нече ыңгайлаштыруу параметрлерин сунуштайт (жонокой зымсыз адаптерди өчүрүү сыяктуу). Кааласаңыз, Raspberry Pi OSти колдонсоңуз болот-каалаган болсоңуз, толук рабочий версиясын.

DietPi үчүн деталдуу орнотуу көрсөтмөлөрү бул жерде жеткиликтүү:

Сиз анда WordGrinder орното аласыз:

sudo apt-get wordgrinder орнотуу

Эгер сиз WordGrinder'ди автоматтык түрдө иштетүүнү кааласаңыз,.bashrc файлыңызга "wordgrinder" командасын кошуңуз.

WiFi адаптерин DietPi конфигурация куралы аркылуу өчүрсө болот. Калганынын баары Raspberry Pi менен бирдей иштейт. Мен Bluetooth'ду өчүрүү жана терминалдын шрифтинин өлчөмүн жогорулатуу боюнча googling гиддерин сунуштайм (эгер ал сиз үчүн өтө кичине болсо).

6 -кадам: Батарея топтомун ширетүү

Бул бөлүмгө өтүүдөн мурун, мен сизге баш тартууну билдиришим керек:

Ли-иондук батареялар коркунучтуу! Алар өрттөнүп же жарылып кетиши мүмкүн! Эгерде сиз өзүңүздү өлтүрсөңүз же үйүңүздү өрттөсөңүз, мен кичине деле жоопкерчиликке тартылбайм. Муну кантип коопсуз кылуу керектиги боюнча менин сөзүмдү албаңыз-изилдөөңүздү кылыңыз

Макул, муну менен, мен батарейканы кантип чогулттум. Аккумулятордун туташуусун такташ керек деп сунушталат, бирок менде чекит ширетүүчү жок болчу, ошондуктан мен анын ордуна ширеттим.

Башка эч нерсе кылардан мурун, батарейкаңыздын чыңалуусу бирдей экенине ынанууңуз керек. Эгерде алар андай кылбаса, анда алар негизинен бири -бирин кубаттап, начар жыйынтыктар менен тең салмакташууга аракет кылышат.

Батареяңыздын ар бир четиндеги терминалдарды сүртүүдөн баштаңыз. Мен муну үчүн Дремелди зымырат учу менен колдондум. Андан кийин боштукту туура коюу үчүн аларды ордуна коюңуз. Алардын баары бир багытта экенине ишениңиз! Биз буларды параллелдүү түрдө өткөрүүдөбүз, андыктан бардык оң терминалдар туташат жана терс терминалдардын баары туташат. Батареялардын ортосундагы аралыкты сактоо үчүн бир аз ысык клей колдонуңуз (бирок аларды корпуска жабыштырбаңыз).

Ар бир терминалды жука катмар менен каптаңыз, андан кийин терминалдарды туташтыруу үчүн үстүнө никель тилкелерин коюңуз. Мен бир тарапка 1,5 тилке колдондум. Сиздин ширетүүчү темириңиз кабыл ала турган эң чоң учту колдонуңуз жана жылуулукту мүмкүн болушунча жогору буруңуз. Андан кийин либералдык сумманы колдонуу менен ар бир терминалды жана никель тилкесин жылытуу керек. Максат - мүмкүн болушунча аз убакытта ширетүүчү темир менен байланыш түзүп, батареяларды ысып кетүүдөн сактануу. Жөн гана сиздин ширетүүчүңүз терминалдын жана никель тилкесинин үстүнөн туура агып жаткандыгын текшерип, анан жылуулукту алып салыңыз.

Сиздин төрт батарейкадан турган эки топтомуңуз никель тилкелери менен ширетилгенден кийин, экөөнү кайра бириктирүү үчүн зымды (18AWG же андан жогору) колдоно аласыз: оңдон оңго жана терске. Андан кийин батарейкаңыздын бир четиндеги терминалдарга эки узунураак зымды ээрчитип, аларды тешиги аркылуу өткөрүңүз. Бул LiPo кубаттоо тактасына энергия берет.

7 -кадам: Электрониканы чогултуу

Бул орнотуу абдан жөнөкөй болушу керек. Клавиатураны ордуна койгула жана оригиналдуу бурамаларды колдонуп тиректерге бекиткиле. Карама-каршы жагында (батарейка бөлүмүндө) USB-C кабелин сайыңыз жана капкакка бара турган тешик аркылуу өткөрүңүз.

Үстүнкү жагында, ЖК так жайгашышы керек (арткы жарыктын өчүргүчүн текшериңиз!). USB-C кеңейтүүчүсү берилген бурамалар аркылуу ордуна сайылат. LiPo кубаттоочу тактасы ысык желим менен кармалып турат. Аны баскычты басууга жана экранды ЖК мукабасындагы терезеден көрүнүп турганына ынануу үчүн жайгаштырыңыз. Raspberry Pi өтмөктөргө туура келет жана бир аз ысык клей аны камсыз кылат.

USB кабелин туура LiPo тактасынан Raspberry Piге чейин иштетсе болот. Бизде ЖК үчүн колдонулган сол чыгууда USB плагинине орун жок. USB-A учун кабелден кесип, коргоону алып салыңыз. Сизге кызыл (оң) жана кара (терс) зымдар гана керек. Оң зым которгучтун жогорку эки терминалы аркылуу өтөт. Андан кийин сиздин терс жана оң зымдарыңыз LiPo тактасындагы сол USB чыгарылышына ширетилиши керек. Алыскы сол пин оң жана эң алыскы пин жерге (терс).

Андан кийин ысык желимди колдонуп, бардык зымдарыңызды мүмкүн болушунча "жалпак" кылып, ЖКнын капкагын чыгарбаңыз.

8 -кадам: Акыркы жыйын

Эми сиз эмне кылышыңыз керек болсо, ЖКнын капкагын үстүнө бурап коюңуз-үстүңкү жагында ЖКДны кармап турууга ылайыктуу өтмөктөр бар-батарейканын түбү ылдый жагында.

LiPo тактасынын баскычын эки жолу басуу менен күйгүзүлөт. Аны кармап туруу электр энергиясын өчүрөт. Коммутатор ЖКга кубаттуулукту өз алдынча башкарууга мүмкүндүк берет жана чындыгында терип жаткан жоксуз, энергияны үнөмдөө үчүн эң сонун. Ар кандай LED эффекттерин башкарууну үйрөнүү үчүн клавиатуранын колдонмосун окуганды унутпаңыз. Мен батарейканы үнөмдөө үчүн минималдуу жарыктыкты жана эң тымызын эффекттердин бирин колдонууну сунуштайм.

Документти биринчи жолу сактагандан кийин WordGrinder автоматтык түрдө сактайт. WordGrinder жөнөкөй интерфейске ээ, бирок көптөгөн жарлыктар. Анын кантип иштээри жөнүндө көбүрөөк билүү үчүн анын документтерин окуңуз. Файлдарды тышкы компьютерге SSH туташуусу аркылуу өткөрүүгө болот-документтерди өткөрүп берүү керек болгондо WiFi адаптерин кайра күйгүзүңүз.

Дал ушул! Эгер сизге бул долбоор жакса, "Батарея менен иштөө" сынагына добуш берүүнү карап көрүңүз. Мен FeatherQuillдин дизайнын иштеп чыгууга көп эмгек жумшадым жана батарейкасы 2-3 эсе окшош түзүлүштү иштеп чыгуу идеясы бар. Менин долбоорлорум менен кабардар болуу үчүн бул жерде мени ээрчиңиз!

Батарея менен иштөөчү конкурстун экинчи сыйлыгы