Opi tekemään kannettava akkukäyttöinen näyttö, joka voi myös käyttää Raspberry Pi: tä: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Oletko koskaan halunnut koodata pythonia tai saada näyttölähdön Raspberry Pi Robot -laitteellesi liikkeellä ollessasi tai tarvitsetko kannettavaa toissijaista näyttöä kannettavalle tietokoneellesi tai kamerallesi?

Tässä projektissa rakennamme kannettavan akkukäyttöisen näytön ja virtalähteen, joka voi käyttää myös vadelmapiä tai ladata puhelimesi. Käytämme litiumioniakkua ja käytämme buck- ja boost DC-DC -muuntimia projektimme rakentamiseen.

Ole varovainen ja muista, että turvallisuusmuistutukset ovat lihavoituja

Tarvikkeet

Tarvitset:

-Vadelma pi (mikä tahansa levy toimii, huomioi volage -vaatimus ja nykyinen piirustus myöhempää tarvetta varten) ja tarvittavat sovittimet ja virtajohdot:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-12 VOLT LCD -näyttö (käytin 7 tuuman näyttöä);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-DC -DC -buck -muunnin USB -ulostulolla:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-A DC -DC Boost -muunnin:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Yhden ytimen pienet ja keskisuuret elektroniikkajohdot, joista voidaan käsitellä vähintään 10 ampeeria

-käynnistyskaapelit

-USB -virtajohto

-HDMI -kaapeli

-Sopiva tynnyritappi näytölle:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(Valinnainen) 3D -tulostin, joka tulostaa kiinnitysosat ja paristokotelon tarvittaessa

-Akkupidike:

www.amazon.com/Muovi-Akku-Akut-C…

-Sopiva kytkin

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 paristokennoa tasaisina määrinä (ole äärimmäisen varovainen ostaessasi litiumionikennoja myyjiltä, joiden ostaminen ei ole sinulle tuttua)

Vaihe 1: Perusteiden ymmärtäminen

Tässä on nopea läpikäynti projektin taustalla olevasta teoriasta ja periaatteista, koska on tärkeää ymmärtää tämän projektin takana olevat elektroniset perusperiaatteet.

Ensin arvioidaan valitsemamme ydinkomponentit. Valitsimme tähän projektiin 12 voltin näytön, ja vadelma pi toimii 5 voltin jännitteellä ja vaatii jopa 3 ampeeria virran ylläpitämiseksi riippuen siitä, mitä vadelmapi-levyä käytetään.

Seuraavaksi keskustelemme virtalähteestämme. Tämän projektin virtalähteenä käytetään litiumionikennoja (keskimäärin 3,5 V: n kapasiteetti) 2S-kokoonpanossa (solut on järjestetty soluryhmiin, joissa on kaksi sarjaan kytkettyä solua rinnakkain). Sellaisena akku voi antaa 7 voltin keskijännitteen ja sen virrantuotto ja kapasiteetti määräytyvät käytettävien soluryhmien lukumäärän mukaan.

Käydään nyt läpi tehonsäätöjärjestelmämme. Koska akun teho ei alun perin tyydytä projektin tehokkaaseen virtalähteeseen yksinään, DC -DC -jännitemuuntimia tarvitaan muuntamaan akun lähtöjännite kunkin laitteen tarvittavaan jännitteeseen (mikä johtaa paristojen muuttumiseen) myös maksimilähtökuormavirta), joko nostamalla tai laskemalla jännitettä (siten laskemalla ja nostamalla virtaa vastaavasti). Koska vadelma pi vaatii suuremman kuormitusvirran kuin ulkonäytön, jännitettä on alennettava, jotta raspberry pi: n vaadittu jännite ja kuormitusvirta täyttyvät

Näin ollen 2S -paristokokoonpanomme johtaa ihanteellisesti käsiteltävään tehtävään (koska lähtöteho on noin 7 V), koska se on riittävän lähellä vadelman pi nimellisjännitettä, jotta se tarjoaa myös runsaasti kuormitusvirtaa ja tarpeeksi lähellä nimellisjännitettä niin, että kun jännitettä lisätään, virtaa riittää näytön käyttämiseen.

Projektissa käytettävät DC-DC-jännitemuuntimet ovat: 1) tehonmuunnin, tämä lisää 7 voltin sisääntulomme vakaaseen 12 voltin ulostuloon näytön käyttöön ja 2) buck-muunnin, tämä pienenee 7 voltin sisääntulomme vakaaseen 5 voltin lähtöön, jossa on riittävä virransyöttö tehokkaimpaan käyttöön.

Tämä projekti voidaan tehdä myös eri tavoin, kuten projektin tekeminen siten, että vain näyttö on akkuvirtainen, jolloin sinun tarvitsee vain seurata opasta ja jättää huomiotta vadelman käyttöönottovaiheet pi.

Tätä projektia voidaan käyttää myös puhelimen tai minkä tahansa muun USB -virtalähteen virran syöttämiseen vadelmapi -levyn sijasta, jos jätät huomiotta kaikki näytön vaiheet tai niiden vaihtoehdot, joten tiedät tässä opetetut perusasiat auttavat muita parannuksia tai muutoksia.

Vaihe 2: Rakentamisen aloittaminen ja osien tulostaminen

Nyt kun ymmärrät tämän projektin elektroniset perustoiminnot, voimme aloittaa rakentamisen.

Tämä projekti on enimmäkseen sähköinen, mutta jos haluat kaiken siistissä paketissa tai sinulla ei ole tiettyjä osia. Voit tulostaa ne ensin 3D -muodossa, jotta voit keskittyä elektroniikkaan myöhemmin.

Jos käytit suositeltua näyttöä, voit käyttää tätä tiedostoa valjaissasi (sisältyy vaiheeseen).

Jos tarvitset paristopidikkeen, voit tarkistaa sen: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Voit seurata luojan ohjeita tai porata omat reiät ja käyttää m2 - m4 ruuveja, pultteja ja aluslevyjä solujen ja johtojen kiinnittämiseen. Muista tarkistaa liitännät ja eristää kaikki avoimet liitännät ja johtoruuvit ennen jatkamista.

Vaihe 3: Akun kytkeminen

Ennen kuin aloitat, varmista, että sinulla on kaikki tarvittavat komponentit, ja muista tarkistaa, ovatko 18650 -kennosi jännite ja kapasiteetti samanlaiset

Ryhmittele ensin 18650 litiumioniakku pareittain ja yhdistä jokainen pari sarjaan muodostaen kennoryhmän.

Ota seuraavaksi jokainen kennoryhmä ja kytke ne johtoihin rinnakkain ja muista kytkeä kytkin yhteen rinnakkaisista liittimistä (mieluiten ensimmäiseen tai viimeiseen tai akun ulostuloon).

Tämä näkyy yllä olevasta kytkentäkaaviosta.

Muista tarkistaa liitännät uudelleen ja eristää kaikki avoimet liitännät ja johtoruuvit ennen kuin jatkat eteenpäin

Vaihe 4: Liitä jännitesäätimet

Seuraavaksi liitämme DC -DC -jännitesäätimet akkuun.

Varmista ensin, että akun päällä oleva kytkin, kuten edellä on esitetty, on pois päältä ennen johdotusta, jotta komponentit eivät vahingoitu kalibroinnin aikana.

Kytke sitten akun positiiviset navat rinnakkain sekä buck- että boost -muuntimiin.

Kytke sitten akun negatiivinen napa rinnakkain sekä buck- että boost -muuntimiin.

Tämä näkyy yllä.

Kytke seuraavaksi kytkin päälle ja säädä ruuvitaltalla tehostus- ja taaksimuuntimien lähdöt kääntämällä levyjen potentiometrejä

Boost-muunnin syöttää virtaa 12 VOLT -näyttöön ja lähtö on kalibroitava niin, että sillä on 12 voltin lähtö

Buck -muunnin käyttää Raspberry Pi: tä. Kuten aiemmin mainittiin, jokaisella kortilla on erilainen nykyinen vaatimus. Aseta taajuusmuuttajaksi 5 volttia ja aseta se USB -tilaan (voidaan tehdä komponentin mukana toimitetuista asiakirjoista) ja aseta Nykyiset määräykset 1 ampeeriksi ja kalibroi piirilevyn perusteella, kun se liitetään myöhemmin.

Vaihe 5: Yhdistä näyttö ja Raspberry Pi

Jännitesäätimien kalibroinnin jälkeen voimme yhdistää laitteemme

Ensinnäkin voimme liittää piipputapin tehostinmuuntimen lähtöön oikeassa polarisaatiossa ja voit sitten liittää sen näyttöön.

Liitä seuraavaksi USB -laite Raspberry Pi -laitteeseen ja kytke sitten HDMI -yhteys Raspberry Pi -laitteesta näyttöön.

Käytä nyt ruuvimeisseliä ja säädä buck -muuntimen nykyinen korkki arvoon, jolla vadelmapi -levy käynnistyy ja käynnistyy (voi vaihdella 1 - 4 ampeeria käytetyn levyn mukaan).

Matkapuhelinta voidaan käyttää tässä, jos matkapuhelin halutaan ladata, vadelmapi: n sijasta. Varmista vain, että virrankulutus, jolla rajoitat potentiometriä, on asetettu laitteen määritysten mukaiseksi.

Vaihe 6: Kääriminen ylös

Nyt elektroniikka on valmis ja nyt voit sitoa kaikki kaapelit ja on aika kytkeä LCD -valjaat

Voit asentaa tehostinmuuntimen ja akun käyttötarkoitukseesi joko kuumaliimalla tai ruuveilla, ja jos käytät mukana toimitettuja painettuja valjaita, 1) Kiinnitä kaikki komponentit joko kaksipuolisella teipillä, poraamalla 3D-tulostettuun malliin komponentteihisi sopivat reiät ja kiinnittämällä ruuveilla tai kierrenauhoilla 3D-malliin

2) Irrota näyttöjalusta näytön alaosasta paljastaaksesi aukon, johon malli asetetaan

3) Liu'uta tulostetun telineen kieleke näytön takana olevaan aukkoon alhaalta, kunnes kiinnike on kunnolla kiinni.

4) Kiinnitä teline paikalleen ja kiinnitä osat kiertämällä teline takaisin.

Vaihe 7: Johtopäätös

Nyt sinulla on paristokäyttöinen Raspberry Pi ja näyttö. Voit jatkaa eteenpäin lisäämällä langattoman näppäimistön ja sitten kameran. Myös tämän projektin kautta olet syventänyt ymmärrystäsi elektroniikasta ja siitä, miten jokapäiväisessä elämässäsi käytettävät perustuotteet, kuten akut ja älypuhelimet, toimivat ja saavat virtaa.

Vaihe 8: Tulevat vaiheet

Tätä projektia voidaan parantaa tulevaisuudessa lisäämällä 3D -painettu kotelo, jossa kaikki olemassa olevat komponentit voidaan tallentaa ja suojata ulkoiselta ympäristöltä.

Myös integroitu akun latauspiiri voidaan lisätä laitteen lataamiseksi poistamatta akkuja ja lisää kennoja voidaan lisätä akun käyttöiän pidentämiseksi.

Voit mukauttaa tämän projektin akkupankiksi tai vain akkukäyttöiseksi näytöksi ja tulevaisuudessa voit myös lisätä akun kapasiteettia ja kuormitusvirtaa liittämällä lisää 2S 18650-soluryhmiä samankaltaisessa kokoonpanossa rinnakkain nykyisten kennojen kanssa.

Tätä projektia voidaan laajentaa edelleen näyttöjen ja vadelmapiirien matriisiksi laajentamalla akun kennoryhmiä ja toistamalla projektin jokainen vaihe. Tätä projektia voidaan siis käyttää selkärangana, jossa voit laajentaa akkukäyttöistä matriisiasi näytöistä ja vadelmista