FeatherQuill - 34+ сағат алаңдамайтын жазу: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Менің жеке сайтымның авторы Толығырақ:

Бұл туралы: Hackster.io, Hackaday.com және басқалардың жазушысы. Идиот нұсқаулықтарының авторы: 3D басып шығару және 3D модельдеуге бастаушыларға арналған нұсқаулық: Autodesk Fusion 360 нұсқаулығы. CameronCoward туралы толығырақ »Fusion 360 жобалары»

Мен өмір сүру үшін жазамын және жұмыс күнімнің көп бөлігін жұмыс үстелінің алдында отырып, мақалалар шығарумен өткіземін. Мен FeatherQuill құрдым, себебі мен сыртта жүргенде де қанағаттандыратын теру тәжірибесін алғым келді. Бұл ноутбук стиліндегі арнайы, алаңдамайтын мәтіндік процессор. Оның ең маңызды ерекшеліктері-бұл өте ұзақ батареяның қызмет ету мерзімі (34+ сағат теру), механикалық пернетақта және жылдам жүктеу уақыты.

FeatherQuill Raspberry Pi Zero W айналасында салынған, ол аз қуат тұтыну үшін таңдалған. Бұл ОЖ мүмкіндігінше жеңіл болу үшін DietPi -мен жұмыс істейді. Қосылған кезде ол WordGrinder деп аталатын терминалға негізделген қарапайым мәтіндік процессорды автоматты түрде жүктейді. Қуат көзінен теруге дейінгі уақыт шамамен 20-25 секундты құрайды.

Аккумуляторлық пакет әрқайсысының сыйымдылығы 3100 мАч болатын 18650 литий-иондық сегіз батареядан жасалған. Жалпы сыйымдылық теру кезінде 34+ сағатқа жетеді. Арнайы жабдық қосқышы «күту» режимі үшін СКД өшіруге мүмкіндік береді. Күту режимінде Raspberry Pi қалыпты режимде жұмыс істей береді және батареяның жинағы 83 сағаттан асады.

Жабдықтар:

• Raspberry Pi Zero W
• 18650 батарея ұяшықтары (x8)
• LiPo зарядтау тақтасы
• 5 дюймдік сенсорлық экран
• 60% механикалық пернетақта
• Кішкентай магниттер
• Micro USB адаптері
• Никель жолақтары
• USB C кеңейтімі
• 3 мм жылу қондырғысы
• M3 бұрандалары
• 608 скейтборд мойынтіректері
• Қосқыштар
• Қысқа USB кабельдері мен HDMI кабелі

Сізге қажет болуы мүмкін қосымша жабдықтар:

• Қысқыштар
• Горилла желімі
• 3D принтер жіпшесі
• Пісіру ағыны
• Сым

Құралдар:

• 3D принтері (мен BIBO қолдандым)
• Пісіру темірі (бұл менікі)
• Ыстық желім пистолеті (осылай)
• Бұрауыштар
• Аллен/он алтылық кілттер
• Файлдар
• Дремель (қажет емес, бірақ қажет болған жағдайда кесуге/тазартуға көмектеседі)

1 -қадам: Қуат тұтыну және батареяның қызмет ету мерзімі

Бұл жоба үшін батареяның қызмет ету мерзімі мен үшін ең маңызды фактор болды. Менің мақсатым FeatherQuill -ді демалыс күндері өзімен бірге алып жүру және оны зарядтауды қажет етпестен бірнеше күн бойы жазу үшін жеткілікті өмір сүру болды. Мен бұған қол жеткіздім деп ойлаймын. Төменде мен жасаған әр түрлі өлшемдер мен батареяның қызмет ету мерзіміне қатысты қорытындылар берілген. Есіңізде болсын, 18650 батарея ұяшықтары әр түрлі қуаттылықта болады және мен бұл жобада қолданған модельдердің әрқайсысы 3100 мАч құрайды.

Өлшеу:

Тек СК: 1,7 Вт (5 В 340 мА)

Тек СКД (артқы жарығы өшірулі): 1,2 Вт (5 В 240 мА)

Барлығы қосулы (светодиоды жоқ): 2.7W (5V 540mA)

Пернетақта ажыратылған: 2.3W (5V 460mA)

USB хабы ажыратылған: 2.3W (5V 460mA)

Тек Raspi: 0.6W (5V 120mA)

Raspi + пернетақтасы: 1,35 Вт немесе 1,05 Вт? (5В 270мА - 210мА, орташа: 240мА)

Барлық қосылған (артқы жарық өшірулі): 2.2 Вт (5 В 440 мА)

Қорытынды:

Тиімді: 120 мА

Пернетақта: 80 мА СКД

(минус артқы жарық): 240mA

СКД артқы жарығы: 100 мА

Жалпы СКД: 340мА

USB хаб: қуат пайдаланылмайды

Қалыпты пайдалану: 5В 540мА күту режимі

(Артқы жарық өшірулі): 5V 440mA

Күту режимі (СКД толығымен өшірулі): көрсеткіштер сәйкес келмейді, бірақ 5В ~ 220мА

Батареяның қызмет ету мерзімі 8 x 18650 3.7V 3100mAh ұялы батареялар жиынтығымен (барлығы: 24, 800mAh):

Қалыпты пайдалану: 34 сағат күту режимінде

(Артқы жарық өшірулі): 41,5 сағат

Күту режимі (СКД толығымен өшірулі): 83,5 сағат

Қосымша ақпарат пен түсініктемелер:

Өлшеу арзан энергия мониторының көмегімен жүргізілді, бәлкім, дәл немесе дәл емес. Бірақ оқулар жеткілікті сәйкес келеді, біз оларды біздің мақсатымызға «жақын» деп есептей аламыз.

Барлығы 5В (номиналды) жұмыс істейді. Тестілеуге арналған қуат стандартты USB қабырға сүйегінің қуат көзінен келді. Нақты құрылыстың қуаты LiPo зарядтау/күшейту тақтасы арқылы 18650 LiPo батареялар жиынтығынан алынады.

Бұл өлшемдер DietPi (Raspberry Pi OS емес) іске қосылған кезде WiFi мен Bluetooth ажыратылған кезде алынды. Bluetooth утилиталары/қызметтері толығымен жойылды.

DietPi «Қуатты үнемдеу» процессорының параметрі ешқандай әсер етпейтін сияқты.

Жүктеу процесі көп энергияны қажет етеді, себебі процессор турбо қосулы. Жүктеу кезінде шамамен 40 мА артады.

WordGrinder -тен жүктелу уақыты шамамен 20 секунд.

WordGrinder өзі қосымша қуатты жұмсамайтын сияқты.

СКД қуат тұтынуы таңқаларлық. Әдетте, артқы жарық энергия тұтынудың көп бөлігіне жауап береді. Бұл жағдайда, алайда, артқы жарық тұтынылатын қуаттың 1/3 бөлігіне жетпейді. «Күту режимінде» батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін СКД қуатын толығымен ажырату үшін қосқыш қажет болады.

Сонымен қатар, пернетақта күткеннен де көп қуат алады. Тіпті Bluetooth кіріктірілген ауыспалы қосқышпен ажыратылғанда да, батарея ажыратылады (зарядтау үшін қуатты пайдаланбау үшін) және светодиодтар өшірулі болса да, ол 80 мА тұтынады. Пернетақтаның жарық диодтары қуат тұтынуға елеулі әсер етеді. Барлық жарық диодтары максималды жарықтылықта қосылып, қуат тұтынуды 130 мА арттырады (барлығы 210 мА). Барлық жарықдиодты шамдар ең аз жарықтылықта қосылып, қуатты 40 мА арттырады. Неғұрлым консервативті жарық диодты эффектілер, ең аз жарықтылықта, ешнәрседен 20 мА шамасында кез келген жерде тұтына алады. Егер әсер қажет болса, бұл жақсы таңдау, себебі олар «қалыпты пайдалану» батареясының қызмет ету мерзімін шамамен 1,5 сағатқа қысқартады.

LiPo аккумуляторлық тақтасы белгілі бір қуатты тұтынады және оның тиімділігі жоғары болмайды, сондықтан «нақты әлемдегі» батареяның қызмет ету мерзімі жоғарыда келтірілген теориялық сандарға қарағанда аз болуы мүмкін.

2 -қадам: АЖЖ дизайны

Теру ыңғайлы болу үшін маған механикалық пернетақта қажет болды. Бұл модель 60%құрайды, сондықтан ол нөмірлік тақтаны жібермейді және қабаттары бар көптеген кілттерді екі есе көбейтеді. Пернетақтаның негізгі бөлігі - өлшемі мен орналасуы әдеттегі пернетақта сияқты. Қуатты аз тұтыну үшін шағын СКД таңдалды.

Мен негізгі дизайнды сызудан бастадым, содан кейін Autodesk Fusion 360 жүйесінде САПР модельдеуіне өттім. Мен істің мүмкіндігінше жинақы болуы үшін бірнеше түзетулерден өтуге тура келді. Процесс барысында бірқатар түзетулер енгізілді. Олардың кейбіреулері фотосуреттерде көрсетілмейді, себебі мен басып шығарғаннан кейін өзгерістер енгіздім, бірақ олар STL файлдарында бар

Менің 3D принтерімнің орташа өлшемі бар, сондықтан олардың әрбір бөлігін кереуетке орналастыру үшін екі бөлікке бөлуге тура келді. Жарты бөліктер беріктігін арттыру үшін тігісте горилла желімі бар М3 жылу қондырғылары мен М3 бұрандаларымен қосылады.

Корпустың төменгі жартысында тек пернетақта мен батареялар орналасқан. Барлық басқа компоненттер жоғарғы/қақпақта орналасқан.

Корпус теру ыңғайлылығын арттыру үшін қақпақ ашылған кезде пернетақта бұрышта болатындай етіп жасалған. Қақпақты жабық ұстау үшін шағын магниттер қолданылады. Олар мен қалағандай күшті емес, мен болашақта қандай да бір ілмек шығаратын шығармын.

3 -қадам: Корпусты 3D басып шығару

Мен бұл мақта кәмпитінің түс схемасымен жұмыс жасағым келмеді, бірақ мен жіптен шығып кете бердім, сондықтан мен осымен аяқтадым. Бөлшектерді кез келген түс пен материалдан басып шығара аласыз. Мен PLA қолдандым, бірақ мүмкіндігінше PETG қолдануды ұсынар едім. PETG күшті және ыстықта деформацияға бейім емес.

Барлық бөлшектерге тіректерді қолдану қажет болады. Мен сондай -ақ, Cura -ның «анық емес» параметрлерін төмен мәнде қолдануды ұсынамын (қалыңдығы: 0,1, тығыздығы: 10). Бұл бөліктердің беттеріне қабатты сызықтарды жасыру үшін тамаша текстуралы әрлеу береді.

Бөлшектерді басып шығарғаннан кейін, жылу қондырғыларын қыздыру үшін дәнекерлеуішті қолданғыңыз келеді. Содан кейін сіз оларды үлкен тесіктерге итере аласыз. Олар кірген кезде пластикті ерітеді, содан кейін пластик салқындағаннан кейін мықтап бекітіледі.

Алдымен төменгі екі бөлікті жабыстыру қажет. Тігістің жартысын сумен сулаңыз, содан кейін екінші жартысына горилла желімінің жұқа қабатын қосыңыз. Содан кейін М3 екі бұранданы мықтап бұраңыз. Қысқыштарды қолданып, екі бөлікті бір -біріне бекітіп, артық желімді сүртіңіз. Желімнің толық емделуін қамтамасыз ету үшін қысқыштарды 24 сағатқа қалдырыңыз. Содан кейін мойынтіректерді тесіктерге салыңыз.

Сіз бұл процесті жоғарғы бөліктермен қайталайсыз, бірақ бөлшектерді желімдеу/бұрау алдында оларды мойынтіректерге енгізу керек. Сіз екі бөлікті біріктіргеннен кейін бөлшектей алмайсыз.

4 -қадам: СКД мен пернетақтаны өзгерту

Бұл LCD сенсорлық экранға арналған (біз қолданбайтын функционалдылық) және Raspberry Pi GPIO түйреуіштеріне қосылу үшін артқы жағында аналық түйреуіш бар. Бұл тақырып СКД панелінің қалыңдығын күрт арттырады, сондықтан ол өтуі керек. Мен оны қауіпсіз түрде тазартуға қол жеткізе алмадым, сондықтан мен оны бірден Dremel көмегімен кесіп тастадым. Әлбетте, бұл сіздің СКД кепілдігінен айырады …

Bluetooth микросхемасының қосқышының арқасында пернетақтада осындай мәселе бар. Біз Bluetooth қолданбаймыз және ол қуат тұтынуды күрт арттырады. Пернетақтаны корпусынан алып тастағаннан кейін (бұрандалар кілттердің астында жасырылған), ыстық ауаны немесе дәнекерлеуішті пайдаланып, ажыратқышты ажыратуға болады.

5 -қадам: DietPi мен WordGrinder орнату

Raspberry Pi ОЖ қолданудың орнына мен DietPi -ді қолдандым. Бұл жеңілірек және етік жылдамырақ. Ол сонымен қатар қуат тұтынуды азайтуға көмектесетін бірнеше баптау нұсқаларын ұсынады (сымсыз адаптерді оңай өшіру сияқты). Қаласаңыз, Raspberry Pi ОЖ-ны, тіпті қаласаңыз, жұмыс үстелінің толық нұсқасын қолдана аласыз.

DietPi орнатудың егжей-тегжейлі нұсқаулары мына жерде:

Содан кейін WordGrinder орнатуға болады:

sudo apt-get wordgrinder орнатыңыз

Егер сіз WordGrinder бағдарламасын автоматты түрде іске қосқыңыз келсе,.bashrc файлыңызға «wordgrinder» пәрменін қосыңыз.

WiFi адаптерін DietPi конфигурация құралы арқылы ажыратуға болады. Қалғанның бәрі Raspberry Pi -мен бірдей жұмыс істейді. Мен Bluetooth -ды өшіру және терминал қаріпінің өлшемін ұлғайту бойынша гуглинг -нұсқаулықтарды ұсынамын (егер ол сіз үшін тым кішкентай болса).

6 -қадам: Батареяны дәнекерлеу

Бұл бөлімге өтпес бұрын, мен сізге бас тарту туралы ескерту беруім керек:

Ли-ионды батареялар қауіпті! Олар өртенуі немесе жарылуы мүмкін! Егер сіз өзіңізді өлтірсеңіз немесе үйіңізді өртеп жіберсеңіз, мен кінәлі емеспін. Мұны қалай қауіпсіз жасау керектігі туралы менің сөзімді қабылдамаңыз-зерттеу жүргізіңіз

Жарайды, осылайша мен батарея жинағын осылай жинадым. Аккумулятордың қосылымдарын нүктелі түрде дәнекерлеу ұсынылады, бірақ менде дәнекерлеуші жоқ, сондықтан мен оларды дәнекерледім.

Басқа ештеңе жасамас бұрын, батареялардың бірдей кернеуге ие екеніне көз жеткізу керек. Егер олай болмаса, олар кернеуді нашар нәтижемен теңестіру үшін бір -бірін зарядтауға тырысады.

Батареялардың әр ұшындағы терминалдарды тазартудан бастаңыз. Мұны істеу үшін мен зімпара ұшы бар Dremel қолдандым. Содан кейін аралықты дұрыс орналастыру үшін оларды орнына қойыңыз. Олардың барлығы бір бағытта екеніне көз жеткізіңіз! Біз оларды параллель қосамыз, сондықтан барлық оң терминалдар қосылады, ал барлық теріс терминалдар қосылады. Аралықты сақтау үшін батареялар арасында аздап ыстық желім қолданыңыз (бірақ оларды қаптамаға жапсырмаңыз).

Әр терминалды ағынның жұқа қабатымен жабыңыз, содан кейін терминалдарды қосу үшін үстіне никель жолақтарын қойыңыз. Мен әр жағынан 1,5 жолақ қолдандым. Дәнекерлеу үтігі қабылдай алатын ең үлкен ұшты қолданыңыз және жылуды мүмкіндігінше жоғары деңгейге көтеріңіз. Содан кейін дәнекерлеудің либералды мөлшерін қолдану кезінде әрбір терминал мен никель жолағын бір уақытта қыздырыңыз. Мақсат - дәнекерлеу үтігімен мүмкіндігінше аз уақыт байланыс жасау арқылы батареялардың қызып кетуін болдырмау. Дәнекердің терминал мен никель жолағынан дұрыс ағып жатқанына көз жеткізіңіз, содан кейін жылуды алыңыз.

Төрт батареяның екі жиынтығы никель жолақтарымен дәнекерленгеннен кейін, екеуін қайтадан қосу үшін сымды (18AWG немесе одан жоғары) қолдануға болады: оңнан оңға және терісден терісге. Содан кейін батареяның бір шетіндегі терминалдарға ұзынырақ екі сымды дәнекерлеп, оларды саңылаудан өткізіңіз. Олар LiPo зарядтау тақтасына қуат береді.

7 -қадам: электрониканы жинау

Бұл орнату өте қарапайым болуы керек. Пернетақтаны орнына қойыңыз және оны тіректерге бекіту үшін бастапқы бұрандаларды қолданыңыз. Қарама-қарсы жақта (батарея бөлімінде) USB-C кабелін жалғап, оны қақпаққа өтетін саңылаудан өткізіңіз.

Үстіңгі жағында СКД орныққан түрде орналасуы керек (артқы жарығы қосулы екеніне көз жеткізіңіз!). USB-C ұзартқышы жинақтағы бұрандалардың көмегімен бекітіледі. LiPo зарядтау тақтасы ыстық желіммен бекітілген. Түймені басуға болатынына және СКД қақпағындағы терезеден экран көрінетініне көз жеткізу үшін оны орналастырыңыз. Raspberry Pi ілгектерге сәйкес келеді және оны ыстық желім бекітеді.

USB кабелін LiPo тақтасының оң жақ шығысынан Raspberry Pi -ге дейін қосуға болады. Бізде сол жақ шығыс бөлігінде СКД үшін қолданылатын USB ашасына орын жоқ. USB-A ұшын кабельден ажыратып, экрандауды алыңыз. Сізге тек қызыл (оң) және қара (теріс) сымдар қажет. Оң сым қосқыштың жоғарғы екі терминалы арқылы өтеді. Содан кейін сіздің теріс және оң сымдарыңызды LiPo тақтасындағы сол жақ USB шығысына дәнекерлеу қажет болады. Сол жақ штырь оң және оң жақ шеткі түйіспелі (теріс).

Содан кейін барлық сымдарды мүмкіндігінше «тегіс» етіп ұстап тұру үшін ыстық желімді қолданыңыз және СКД қақпағын сыртқа шығармаңыз.

8 -қадам: Қорытынды жиналыс

Енді тек СКД қақпағын жоғарғы жағына бұрау керек-жоғарғы жағында қақпақшаға СКД-ны орнында ұстау үшін, ал батареяның қақпағын төменгі жағына бекіту үшін ілгектер бар.

LiPo тақтасының түймесін екі рет басу қуатты қосады. Оны ұстап тұру қуатты өшіреді. Коммутатор СКД қуатын дербес басқаруға мүмкіндік береді және сіз теріп жатқан кезде қуатты үнемдеуге өте ыңғайлы. Әр түрлі жарық диодты эффектілерді басқаруды үйрену үшін пернетақта нұсқаулығын міндетті түрде оқыңыз. Мен батареяны үнемдеу үшін ең төменгі жарықтықты және ең нәзік әсерлердің бірін қолдануды ұсынамын.

Құжатты бірінші рет сақтағаннан кейін WordGrinder автоматты түрде сақталады. WordGrinder қарапайым интерфейске ие, бірақ көптеген жарлықтар. Оның қалай жұмыс істейтіні туралы көбірек білу үшін оның құжаттарын оқыңыз. Файлдарды сыртқы компьютерге SSH қосылымы арқылы беруге болады-құжаттарды тасымалдау қажет болғанда WiFi адаптерін қайта қосыңыз.

Міне бітті! Егер сізге бұл жоба ұнаған болса, оған «Батареямен жұмыс істейді» байқауында дауыс беруді қарастырыңыз. Мен FeatherQuill-ді жобалауда көп жұмыс жасадым және аккумуляторы 2-3 есе ұқсас құрылғыны жобалау туралы ойым бар. Менің жобаларымнан хабардар болу үшін мені осында қадағалаңыз!

Аккумуляторлық жарыстың екінші жүлдесі