FeatherQuill - Diqqəti yayındırmayan 34+ Saat: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:42

Şəxsi Saytımdan: Müəllif tərəfindən daha çox izləyin:

Haqqında: Hackster.io, Hackaday.com və başqaları üçün yazıçı. İdiot Kılavuzlarının Müəllifi: 3D Çap və 3D Modelləşdirmə üçün Yeni Başlayanlar üçün Kılavuz: Autodesk Fusion 360 Kılavuzu. CameronCoward Haqqında »Fusion 360 Layihələri»

Mən dolanışıq üçün yazıram və iş günümün çox hissəsini yazı yazarkən masaüstü kompüterimin qarşısında keçirirəm. FeatherQuill qurdum, çünki kənarda olsam da məmnun bir yazma təcrübəsi istədim. Bu, noutbuk üslubunda xüsusi, diqqəti yayındırmayan bir söz prosessorudur. Ən əhəmiyyətli xüsusiyyətləri son dərəcə uzun bir batareya ömrü (34+ saat yazmaq), mexaniki bir klaviatura və sürətli açılış vaxtıdır.

FeatherQuill, aşağı enerji istehlakı üçün seçilmiş bir Raspberry Pi Zero W ətrafında qurulmuşdur. Əməliyyat sistemini mümkün qədər yüngül saxlamaq üçün DietPi ilə işləyir. Açıldıqda avtomatik olaraq WordGrinder adlı sadə bir terminal əsaslı söz prosessorunu yükləyəcək. Gücdən yazmağa keçmək üçün lazım olan vaxt təxminən 20-25 saniyədir.

Batareya paketi hər biri 3100mAh tutumlu 18650 litium-ion batareyadan ibarətdir. Yazarkən ümumi tutum 34+ saata qədər davam edəcək. Xüsusi bir cihaz açarı, "gözləmə" rejimi üçün LCD -ni söndürməyə imkan verir. Gözləmə rejimində Raspberry Pi normal işləməyə davam edəcək və batareya paketi 83 saatdan çox davam edə bilər.

Təchizat:

• Raspberry Pi Zero W
• 18650 Batareya Hüceyrələri (x8)
• LiPo Şarj Kartı
• 5 düymlük LCD ekran
• 60% Mexanik Klaviatura
• Kiçik Maqnitlər
• Mikro USB adapteri
• Nikel zolaqlar
• USB C uzantısı
• 3 mm İstilik Qurğusu Daxil edir
• M3 vintlər
• 608 Kaykay Rulmanları
• Açarlar
• Qısa USB Kabelləri və HDMI Kabeli

Ehtiyacınız ola biləcək əlavə təchizatlar:

• Kelepçeler
• Gorilla yapışqan
• 3D printer filamenti
• Lehim axını
• Tel

Alətlər:

• 3D printer (bir BIBO istifadə etdim)
• Lehimləmə Dəmiri (Bu mənimdir)
• İsti yapışqan silahı (buna bənzər)
• Vida sürücüləri
• Allen/hex açarları
• Fayllar
• Dremel (Lazım deyil, lazım olduqda düzəltməyə/təmizləməyə kömək edir)

Addım 1: Güc istehlakı və Batareya Ömrü

Bu layihə üçün batareyanın ömrü mənim üçün ən vacib amil idi. Məqsədim, bir həftə sonu səfərində FeatherQuill -i özümlə apara bilmək və onu doldurmağa ehtiyac olmadan bir neçə tam gün yazmaq üçün kifayət qədər meyilli həyat sürmək idi. Düşünürəm ki, buna nail olmuşam. Aşağıda batareyanın ömrü ilə bağlı aldığım müxtəlif ölçülər və gəldiyim nəticələr verilmişdir. Unutmayın ki, 18650 batareya hüceyrəsi müxtəlif tutumlara malikdir və bu layihə üçün istifadə etdiyim modellərin hər biri 3100 mAh -dir.

Ölçmələr:

Yalnız LCD: 1.7W (5V 340mA)

Yalnız LCD (Arxa işıq söndürüldükdə): 1,2W (5V 240mA)

Hər şey aktivdir (Klaviatura LEDləri yoxdur): 2.7W (5V 540mA)

Klaviatura Bağlandı: 2.3W (5V 460mA)

USB Hub bağlantısı kəsildi: 2.3W (5V 460mA)

Yalnız Raspi: 0.6W (5V 120mA)

Raspi + Klaviatura: 1.35W və ya 1.05W? (5V 270mA - 210mA, orta: 240mA)

Bağlı hər şey (arxa işıq söndürüldükdə): 2.2W (5V 440mA)

Nəticələr:

Raspi: 120mA

Klaviatura: 80 mA LCD

(mənfi işıq): 240mA

LCD arxa işıq: 100mA

Ümumi LCD: 340mA

USB Hub: Güc istifadə olunmur

Normal İstifadə: 5V 540mA Gözləmə rejimində

(Arxa işıq söndürüldükdə): 5V 440mA

Gözləmə (LCD Tamamilə Kapalı): Oxumalar uyğun deyil, lakin 5V ~ 220mA

8 x 18650 3.7V 3100mAh mobil batareya dəsti ilə Batareya Ömrü (cəmi: 24, 800mAh):

Normal İstifadə: 34 Saat Gözləmə

(Arxa işıq söndürüldükdə): 41.5 Saat

Gözləmə (LCD Tamamilə Kapalı): 83.5 Saat

Əlavə Məlumat və İzahatlar:

Ölçmələr ucuz bir enerji monitoru ilə aparıldı və yəqin ki, tamamilə dəqiq və ya dəqiq deyil. Ancaq oxunuşlar, məqsədlərimiz üçün "kifayət qədər yaxın" olduqlarını güman edə biləcəyimiz qədər tutarlıdır.

Hər şey 5V (nominal) ilə işləyir. Test üçün güc standart bir USB divar siğil enerji təchizatından gəlirdi. Əsl quruluş üçün güc, LiPo şarj/gücləndirici lövhə vasitəsilə 18650 LiPo batareya paketindən gələcək.

Bu ölçülər həm WiFi, həm də Bluetooth əlil olduğu halda DietPi (Raspberry Pi OS deyil) işləyərkən aparılmışdır. Bluetooth proqramları/xidmətləri tamamilə silindi.

DietPi "Power Save" CPU parametrinin heç bir təsiri yoxdur.

Başlanğıc prosesi daha çox enerji sərf edir, çünki CPU turbo aktivdir. Yükləmə zamanı təxminən 40mA artır.

Gücdən WordGrinder -ə qədər olan yükləmə müddəti təxminən 20 saniyədir.

WordGrinder -in özü heç bir əlavə güc sərf etmir.

LCD enerji istehlakı təəccüblüdür. Tipik olaraq, arxa işıq enerji istehlakının çox hissəsindən məsuldur. Ancaq bu vəziyyətdə, arxa işıq enerji istehlakının 1/3 hissəsindən azından məsuldur. "Gözləmə rejimində" batareyanın ömrünü uzatmaq üçün LCD -yə olan enerjini tamamilə kəsmək üçün bir keçid tələb olunacaq.

Klaviatura da gözləniləndən daha çox güc çəkir. Daxili hardswitch ilə Bluetooth bağlantısı kəsildikdə belə, batareya ayrıldı (şarj üçün enerji istifadə etməmək üçün) və LEDlər söndü, yenə də 80mA istehlak edir. Klaviaturanın LED -ləri enerji istehlakına ciddi təsir göstərir. Maksimum parlaqlıqda olan bütün LEDlər enerji istehlakını 130mA artırır (cəmi 210mA). Minimum parlaqlıqda olan bütün LEDlər enerji istehlakını 40 mA artırır. Daha mühafizəkar LED effektləri, minimum parlaqlıqda, demək olar ki, heç bir şeydən 20 mA -a qədər hər yerdə istehlak edə bilər. Yalnız "Normal İstifadə" batareyasının ömrünü təxminən 1,5 saat azaldaraq təsirlər arzu olunarsa yaxşı seçimdir.

LiPo batareya lövhəsi, ehtimal ki, bir az enerji istehlak edəcək və mükəmməl səmərəliliyə malik olmayacaq, buna görə də "real dünyada" batareyanın ömrü yuxarıda sadalanan nəzəri rəqəmlərdən daha az ola bilər.

Addım 2: CAD Dizaynı

Yazmağın rahat olmasını təmin etmək üçün mexaniki klaviatura lazım idi. Bu model 60%-dir, buna görə nömrə padini buraxmır və qatlı bir çox düyməni ikiqat artırır. Klaviaturanın əsas hissəsi tipik bir klaviatura ilə eyni ölçüdə və tərzdədir. Güc istehlakını azaltmaq üçün kiçik bir LCD seçildi.

Əsas dizaynı eskiz edərək başladım və sonra Autodesk Fusion 360 -da CAD modelləşdirməsinə keçdim. Hər şeyin uyğun olmasını təmin edərkən işi mümkün qədər yığcam etmək üçün bir neçə düzəlişdən keçməli oldum. Proses boyunca bir sıra dəyişikliklər edildi. Çap etdikdən sonra dəyişikliklər etdiyim kimi bəziləri fotoşəkillərdə əks olunmur, ancaq STL sənədlərində mövcuddur

Mənim 3D printerim orta ölçülüdür, buna görə hər bir hissəni yatağa sığdırmaq üçün iki hissəyə bölmək lazım idi. Yarımlar, gücünü artırmaq üçün dikişdə Gorilla Glue ilə birlikdə M3 istilik dəsti və M3 vintlər ilə birləşdirilir.

Yalnız klaviatura və batareyalar korpusun alt yarısında yerləşir. Bütün digər komponentlər üst/qapaqdadır.

Çanta, yazma rahatlığını artırmaq üçün qapaq açıldıqda klaviatura bucaq altında olacaq şəkildə dizayn edilmişdir. Qapağı bağlı saxlamaq üçün kiçik maqnitlərdən istifadə olunur. Bunlar mənim istədiyim qədər güclü deyil və gələcəkdə bir növ mandal dizayn edəcəyəm.

Addım 3: Kassanın 3D çapı

Bu pambıq konfet rəng sxemi ilə getmək niyyətində deyildim, amma filaman tükənməyə davam etdi və buna görə də sona çatdım. Parçaları istədiyiniz rəngdə və materialda çap edə bilərsiniz. PLA istifadə etdim, amma mümkünsə PETG istifadə etməyi məsləhət görürəm. PETG daha güclüdür və istidə deformasiyaya meylli deyil.

Bütün hissələr üçün dayaqlardan istifadə etməlisiniz. Cura -nın "Qeyri -səlis" parametrlərini aşağı bir dəyərdə istifadə etməyi də çox tövsiyə edirəm (Qalınlıq: 0.1, Sıxlıq: 10). Bu, hissələrin səthlərinə təbəqə xətlərini gizlətmək üçün əla olan gözəl bir toxumalı bir nəticə verəcəkdir.

Parçalarınızı çap etdikdən sonra, istilik qurğunuzun isti olmasını təmin etmək üçün bir lehimləmə dəmiri istifadə etmək istəyəcəksiniz. Sonra onları daha böyük çuxurlara itələyə bilərsiniz. İçəri girdikləri zaman plastikləri əridəcəklər və plastik soyuduqdan sonra möhkəm bir şəkildə tutacaqlar.

Əvvəlcə iki alt hissəni bir -birinə yapışdırmaq lazımdır. Dikişin yarısını su ilə isladın və sonra dikişin digər yarısına nazik bir təbəqə Gorilla yapışdırıcısı əlavə edin. Sonra iki M3 vidasını sıx bağlayın. İki hissəni bir yerdə tutmaq üçün sıxaclardan istifadə edin və artıq yapışqanı silin. Yapışqanın tamamilə qurudulmasını təmin etmək üçün sıxacları 24 saat yerində saxlayın. Sonra rulmanları deliklərə daxil edin.

Bu prosesi üst hissələrlə təkrarlayacaqsınız, ancaq parçaları yapışdırmadan/vidalamadan əvvəl rulmanlara daxil etməlisiniz. İki hissəni birləşdirdikdən sonra sökə bilməyəcəksiniz.

Addım 4: LCD və klaviaturanın dəyişdirilməsi

Bu LCD, toxunma ekranı (istifadə etmədiyimiz funksiya) üçün hazırlanmışdır və arxasında Raspberry Pi -nin GPIO sancaqlarına qoşulmaq üçün qadın pin başlığı vardır. Bu başlıq, LCD panelinin qalınlığını dramatik şəkildə artırır, buna görə də getməlidir. Təhlükəsiz bir şəkildə sökə bilmədim, buna görə dərhal Dremel ilə kəsdim. Aydındır ki, bu, LCD zəmanətinizi ləğv edir …

Bluetooth çipi üçün bir keçid sayəsində klaviaturada oxşar bir problem var. Bluetooth istifadə etmirik və enerji istehlakını kəskin şəkildə artırır. Klaviaturanı qutusundan çıxardıqdan sonra (vintlər düymələrin altında gizlənir), bu açarı ayırmaq üçün isti hava və ya lehimləmə dəmirindən istifadə edə bilərsiniz.

Addım 5: DietPi və WordGrinder qurmaq

Raspberry Pi OS istifadə etmək əvəzinə DietPi istifadə etməyi seçdim. Daha yüngüldür və daha sürətli çəkilir. Güc istehlakını azaltmağa kömək edə biləcək bir neçə fərdiləşdirmə variantı da təklif edir (simsiz adapteri asanlıqla söndürmək kimi). İstəyirsinizsə, Raspberry Pi OS-dən, hətta istəsəniz tam masaüstü versiyasından da istifadə edə bilərsiniz.

DietPi üçün ətraflı quraşdırma təlimatları burada mövcuddur:

Sonra WordGrinder quraşdıra bilərsiniz:

sudo apt-get wordgrinder quraşdırın

WordGrinder -in avtomatik olaraq işə salınmasını istəyirsinizsə,.bashrc faylınıza "wordgrinder" əmrini əlavə edin.

WiFi adapteri DietPi konfiqurasiya vasitəsi ilə deaktiv edilə bilər. Qalan hər şey Raspberry Pi ilə eyni şəkildə işləyir. Bluetooth'u söndürmək və terminal şriftinin ölçüsünü artırmaq üçün googling təlimatlarını təklif edərdim (sizin üçün çox kiçikdirsə).

Addım 6: Lehim Batareya Paketi

Bu bölməyə davam etməzdən əvvəl sizə bir imtina etməliyəm:

Li-ion batareyaları təhlükəlidir! Atəş edə və ya partlaya bilərlər! Özünüzü öldürsəniz və ya evinizi yandırsanız, zərrə qədər də məsuliyyət daşımıram. Bunu necə təhlükəsiz bir şəkildə edəcəyinizə dair sözümə inanmayın-araşdırma aparın

Tamam, bu yolla, batareya paketini bir araya gətirdim. Batareya əlaqələrini ləkələmək məsləhətdir, amma məndə qaynaqçı yox idi və buna görə də onları lehimləyirəm.

Başqa bir şey etməzdən əvvəl, batareyalarınızın hamısının eyni gərginliyə malik olduğundan əmin olmalısınız. Əks təqdirdə, gərginliyi pis nəticələrlə balanslaşdırmaq üçün bir -birlərini doldurmağa çalışacaqlar.

Batareyalarınızın hər bir ucundakı terminalları silməklə başlayın. Bunu etmək üçün zımpara ucu olan bir Dremel istifadə etdim. Ardından aralığın düzgün olması üçün onları yerinə qoyun. Hamısının eyni istiqamətə baxdığından əmin olun! Bunları paralel olaraq bağlayırıq, buna görə bütün müsbət terminallar bağlanacaq və bütün mənfi terminallar bağlanacaq. Boşluqları saxlamaq üçün batareyalar arasında bir az isti yapışqan istifadə edin (ancaq qutuya yapışdırmayın).

Hər bir terminali nazik bir təbəqə ilə örtün və sonra terminalları birləşdirmək üçün üstünə nikel şeritler qoyun. Hər tərəfdən 1,5 zolaq istifadə etdim. Lehimləmə dəmirinizin qəbul edə biləcəyi ən böyük ucu istifadə edin və istiliyi istədiyi qədər yüksək hala gətirin. Sonra hər bir terminali və nikel şeridini eyni vaxtda qızdırın və çox miqdarda lehim tətbiq edin. Məqsəd, lehimləmə dəmiri ilə mümkün qədər az təmas edərək batareyaların həddindən artıq istiləşməsinin qarşısını almaqdır. Lehiminizin terminal və nikel şeridi üzərində düzgün axdığından əmin olun və sonra istiliyi çıxarın.

Dörd batareyadan ibarət iki dəstiniz nikel şeritləri ilə lehimləndikdən sonra, ikisini bir araya gətirmək üçün teldən (18AWG və ya daha yüksək) istifadə edə bilərsiniz: müsbətdən pozitivə mənfi və mənfi. Daha sonra, batareyanızın bir ucundakı terminallara iki daha uzun tel bağlayın və açılışdan keçirin. Bunlar LiPo şarj lövhəsinə enerji verəcəkdir.

Addım 7: Elektronikanın yığılması

Bu quruluş olduqca sadə olmalıdır. Klaviaturanı yerinə qoyun və dayaqlara bağlamaq üçün orijinal vintlərdən istifadə edin. Qarşı tərəfdə (batareya bölməsində) USB-C kabelini qoşun və qapağa gedən açılışdan keçirin.

Üst tərəfdə, LCD rahat şəkildə yerinə oturmalıdır (arxa işıq açarının açıq olduğundan əmin olun!). USB-C genişləndiricisi təchiz olunmuş vintlərdən istifadə edərək yerinə vidalanmışdır. LiPo şarj lövhəsi isti yapışqan ilə yerində saxlanılır. Düymənin basıla biləcəyinə və ekranın LCD qapağındakı pəncərədən göründüyünə əmin olmaq üçün onu yerləşdirin. Raspberry Pi lövhələrə uyğundur və bir az isti yapışqan onu təmin edəcəkdir.

Bir USB kabeli sağ LiPo lövhəsinin çıxışından Raspberry Pi -ə qədər çəkilə bilər. Sol çıxışda LCD üçün istifadə olunan USB fişinə yerimiz yoxdur. Kabelin USB-A ucunu kəsin və ekranını çıxarın. Yalnız qırmızı (müsbət) və qara (mənfi) tellərə ehtiyacınız var. Müsbət tel, açarın ən yaxşı iki terminalından keçəcəkdir. Sonra mənfi və müsbət tellərinizin LiPo lövhəsindəki sol USB çıxışına lehimlənməsi lazımdır. Uzaq sol pin pozitivdir və ən sağdakı pin zəmindir (mənfi).

Sonra, bütün tellərinizi mümkün qədər "düz" vəziyyətdə tutmaq və LCD qapağını itələməmək üçün isti yapışqan istifadə edin.

Addım 8: Son Quraşdırma

İndi etməniz lazım olan şey, LCD qapaqlarını üstə vidalaşdırmaqdır-üst tərəfində LCD-ni yerində tutmaq üçün alt tərəfə oturmaq üçün düymələr var-batareya qapaqları aşağıya.

LiPo lövhəsi düyməsinə iki dəfə basmaq gücü açacaq. Basılı tutmaq gücü söndürəcək. Açar, LCD -nin gücünü müstəqil olaraq idarə etməyə imkan verir və həqiqətən yazmadığınız zaman enerjiyə qənaət etmək üçün əladır. Müxtəlif LED effektlərini necə idarə edəcəyinizi öyrənmək üçün klaviaturanın təlimatını oxuduğunuzdan əmin olun. Batareyaya qənaət etmək üçün minimum parlaqlığı və daha incə effektlərdən birini istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Sənədi ilk dəfə saxladıqdan sonra WordGrinder bundan sonra avtomatik saxlayacaq. WordGrinder sadə bir interfeysə malikdir, lakin bir çox qısayol. Bunun necə işlədiyini öyrənmək üçün sənədlərini oxuyun. Fayllar bir SSH bağlantısı ilə xarici bir kompüterə köçürülə bilər-sənədləri köçürmək lazım olduqda WiFi adapterini yenidən yandırın.

Bu belədir! Bu layihəni bəyənmisinizsə, "Batareyalı" müsabiqəsində səs verməyi düşünün. FeatherQuill dizaynında çox iş gördüm və 2-3 dəfə batareyası olan oxşar bir cihaz dizayn etmək fikrim var. Layihələrimdən xəbərdar olmaq üçün məni burda izləyin!

Batareyadan Yarışmada İkinci Mükafat