تعرف على كيفية صنع شاشة محمولة تعمل بالبطارية يمكنها أيضًا تشغيل Raspberry Pi: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هل رغبت يومًا في ترميز Python ، أو الحصول على إخراج للعرض لـ Raspberry Pi Robot ، أثناء التنقل ، أو كنت بحاجة إلى شاشة عرض ثانوية محمولة لجهاز الكمبيوتر المحمول أو الكاميرا؟

في هذا المشروع ، سنقوم ببناء شاشة محمولة تعمل بالبطارية ومصدر طاقة يمكنه أيضًا تشغيل raspberry pi أو شحن هاتفك. سنستخدم بطارية خلية ليثيوم أيون ونستخدم كل من محولات الطاقة والتيار المستمر من أجل بناء مشروعنا.

كن حذرًا وتذكر أن تذكيرات السلامة مكتوبة بالخط العريض

اللوازم

سوف تحتاج:

-A Raspberry pi (أي لوحة ستعمل ، ما عليك سوى ملاحظة متطلبات الحجم والسحب الحالي للرجوع إليها لاحقًا) والمحولات وأسلاك الطاقة اللازمة:

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

- شاشة LCD 12 VOLT مصنفة (استخدمت شاشة مقاس 7 بوصات) ؛

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

-A DC TO DC محول باك مع إخراج USB:

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

-A DC إلى DC Boost Converter:

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

- سلك إلكترونيات صغير ومتوسط أحادي النواة يمكنه التعامل مع 10 أمبير على الأقل كحد أقصى

- الكابلات

-USB سلك الطاقة

-كابل HDMI

-دبوس برميل مناسب للعرض:

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

- (اختياري) طابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة أجزاء التركيب وحالة البطارية إذا لزم الأمر

-حامل بطارية:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Battery-C…

- مفتاح مناسب

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

- 18650 خلية بطارية بكميات متساوية (توخي الحذر الشديد عند شراء خلايا ليثيوم أيون من البائعين الذين لم تكن على دراية بالشراء منهم)

الخطوة الأولى: فهم الأساسيات

فيما يلي عرض سريع للنظرية والمبادئ الكامنة وراء المشروع ، حيث من المهم فهم المبادئ الإلكترونية الأساسية وراء هذا المشروع.

أولاً ، دعنا نقيم المكونات الأساسية التي اخترناها. اخترنا شاشة 12 فولت لهذا المشروع ، ويعمل raspberry pi بجهد 5 فولت ويتطلب ما يصل إلى 3 أمبير للحفاظ على الطاقة اعتمادًا على لوحة التوت المستخدمة.

بعد ذلك ، دعنا نناقش مصدر قوتنا. تُستخدم خلايا الليثيوم أيون (في المتوسط بسعة 3.5 فولت) لتشغيل هذا المشروع ، بتكوين 2S (يتم ترتيب الخلايا في مجموعات الخلايا التي تحتوي على خليتين متصلتين في سلسلة ، كل مجموعة خلايا يتم توصيلها بالتوازي مع بعضها البعض). على هذا النحو ، يمكن للبطارية إخراج جهد متوسط يبلغ 7 فولت ويتم تحديد خرجها الحالي وقدرتها من خلال عدد مجموعات الخلايا المستخدمة.

الآن ، دعونا نستعرض نظام تنظيم الطاقة لدينا. نظرًا لأن إخراج البطارية غير مرضٍ في البداية لتشغيل المشروع بكفاءة من تلقاء نفسه ، فإن محولات التيار المستمر إلى التيار المستمر مطلوبة لتحويل جهد خرج بطاريتنا إلى الجهد المطلوب لكل جهاز (مما يؤدي إلى تغيير البطاريات الحد الأقصى لحمل الخرج الحالي أيضًا) ، إما عن طريق رفع أو خفض الجهد (وبالتالي خفض ورفع التيار على التوالي). نظرًا لأن raspberry pi يتطلب تيار حمل أكبر من العرض الخارجي ، فسيتعين تقليل الجهد للوفاء بالجهد المطلوب من Raspberry Pi وتحميل التيار الأدنى

ومن ثم ، فإن تكوين بطارية 2S الخاص بنا يعد مثاليًا للمهمة قيد التنفيذ (نظرًا لوجود ناتج يبلغ حوالي 7 فولت) حيث إنه قريب بدرجة كافية من الجهد الاسمي لـ raspberry pi لتوفير تيار تحميل وافر وقريب بدرجة كافية من الجهد الاسمي لـ الشاشة بحيث أنه عند زيادة الجهد ، سيكون هناك تيار كافي لتشغيل الشاشة.

محولات الجهد DC إلى DC المستخدمة في المشروع هي: 1) محول دفعة ، وهذا سيزيد من مدخلاتنا 7 فولت ، إلى خرج ثابت 12 فولت للاستخدام بواسطة شاشتنا و 2) محول باك ، وهذا سوف ينخفض لدينا مدخلات 7 فولت لإخراج ثابت 5 فولت مع إمداد وافر من التيار لأكبر عملية تشغيل.

يمكن أيضًا تنفيذ هذا المشروع بطرق مختلفة ، مثل القيام بالمشروع بحيث يتم تشغيل الشاشة فقط بالبطارية ، وفي هذه الحالة كل ما عليك فعله هو اتباع الدليل ، وتجاهل خطوات إعداد التوت. بي.

أيضًا ، يمكن استخدام هذا المشروع لتشغيل هاتف أو أي جهاز آخر يعمل بنظام USB بدلاً من لوحة Raspberry pi ، إذا تجاهلت جميع أجزاء كل خطوة تتعامل مع الشاشة أو أي أشكال مختلفة من هذا القبيل ، ومن ثم معرفة الأساسيات التي يتم تدريسها هنا هي مفيدة لأية تحسينات أو تعديلات أخرى.

الخطوة 2: بدء بناء الأجزاء وطباعتها

الآن بعد أن فهمت العمليات الإلكترونية الأساسية لهذا المشروع ، يمكننا البدء في بنائنا.

هذا المشروع إلكتروني في الغالب ، ولكن إذا كنت تريد كل شيء في حزمة أنيقة أو ليس لديك أجزاء معينة. يمكنك طباعتها ثلاثية الأبعاد أولاً حتى تتمكن من التركيز على الإلكترونيات لاحقًا.

إذا كنت تستخدم جهاز العرض الموصى به ، يمكنك استخدام هذا الملف لتسخيرك (مضمن في الخطوة).

إذا كنت بحاجة إلى حامل بطارية ، يمكنك التحقق من: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. يمكنك اتباع تعليمات المنشئ ، أو يمكنك عمل ثقوب خاصة بك واستخدام مسامير ومسامير وغسالات من متر مربع إلى متر 4 لتثبيت الخلايا والأسلاك. تذكر إعادة التحقق من التوصيلات الخاصة بك وعزل جميع الوصلات المفتوحة ومسامير التوصيل قبل المتابعة إلى الأمام.

الخطوة 3: توصيل الأسلاك بالبطارية

قبل أن تبدأ ، تأكد من أن لديك جميع المكونات المطلوبة وتذكر أن تتحقق مما إذا كانت خلايا 18650 لديك ذات جهد وقدرة متشابهة

أولاً ، قم بتجميع 18650 بطاريات ليثيوم أيون في أزواج وقم بتوصيل كل زوج في سلسلة لتشكيل مجموعة خلايا.

بعد ذلك ، خذ كل مجموعة خلايا وقم بتوصيل كل منها بالتوازي مع بعضها البعض ، وتذكر توصيل مفتاح بأحد التقاطعات المتوازية (يفضل أن يكون الأول أو الأخير أو عند خرج البطارية).

يظهر هذا في مخطط الأسلاك أعلاه.

تذكر مرة أخرى أن تتحقق جيدًا من توصيلاتك وعزل جميع الوصلات المفتوحة ومسامير التوصيل قبل المتابعة إلى الأمام

الخطوة 4: توصيل منظمات الجهد الخاصة بك

بعد ذلك ، سنقوم بتوصيل منظمات الجهد DC إلى DC الخاصة بنا ببطاريتنا.

أولاً ، تأكد من إيقاف تشغيل المفتاح الموجود على البطارية كما هو موضح من قبل قبل توصيل الأسلاك لمنع تلف المكونات أثناء المعايرة.

بعد ذلك ، قم بتوصيل الأطراف الموجبة للبطارية بالإيجابي لكل من محولات باك وتعزيز المحولات بالتوازي.

بعد ذلك ، قم بتوصيل الطرف السالب للبطارية بكل من محولات التوصيل والتعزيز بالتوازي.

هذا موضح أعلاه.

بعد ذلك ، قم بتشغيل المفتاح واستخدم مفك براغي لضبط مخرجات محولات التعزيز والباك عن طريق تدوير مقاييس فرق الجهد الخاصة باللوحات

يعمل محول التعزيز على تشغيل شاشة 12 فولت ويجب معايرة الإخراج للحصول على خرج 12 فولت

سوف يقوم محول باك بتشغيل Raspberry Pi. كما ذكرنا سابقًا ، لكل لوحة متطلبات حالية مختلفة. اضبط محول باك على 5 فولت واضبطه على وضع USB (يمكن القيام به من خلال الوثائق المضمنة في عبوة المكون) واضبط اللوائح الحالية على 1 أمبير وقم بالمعايرة بناءً على اللوحة بمجرد توصيلها لاحقًا.

الخطوة 5: قم بتوصيل شاشتك و Raspberry Pi

بعد معايرة منظمات الجهد ، يمكننا توصيل أجهزتنا

أولاً ، يمكننا توصيل دبوس البرميل الخاص بنا بإخراج محول التعزيز في استقطاب مناسب ويمكنك بعد ذلك توصيله بالشاشة.

بعد ذلك ، قم بتوصيل USB الخاص بك بـ Raspberry Pi ثم قم بتوصيل HDMI الخاص بك من Raspberry Pi إلى الشاشة.

استخدم الآن مفكًا واضبط الغطاء الحالي لمحول باك على القيمة التي يتم عندها تشغيل لوحة raspberry pi والتمهيد (يمكن أن تختلف من 1 إلى 4 أمبير حسب اللوحة المستخدمة).

يمكن استخدام الهاتف الخلوي هنا في حالة القيام بشحن الهاتف الخلوي ، بدلاً من تشغيل raspberry pi ، فقط تأكد من ضبط التيار الذي تحدد فيه مقياس الجهد على مواصفات جهازك.

الخطوة السادسة: الختم

الآن تم الانتهاء من الإلكترونيات والآن يمكنك ربط جميع الكابلات الخاصة بك وحان الوقت لتوصيل أسلاك LCD

يمكنك ملاءمة محول التعزيز وحزمة البطارية لتناسب وسائلك إما عن طريق الغراء الساخن أو البراغي ، وإذا كنت تستخدم الحزام المطبوع المضمن ، فستقوم بما يلي:

1) قم بتأمين جميع المكونات إما عن طريق الشريط على الوجهين ، وثقوب الحفر في النموذج المطبوع ثلاثي الأبعاد لتناسب المكونات الخاصة بك وتأمينها بمسامير أو روابط ملتوية ، إلى النموذج ثلاثي الأبعاد

2) قم بإزالة حامل الشاشة من الجزء السفلي للشاشة لكشف الفتحة التي سيتم إدخال النموذج فيها

3) حرك لسان الحامل المطبوع في الفتحة الموجودة على الجزء الخلفي من الشاشة من الأسفل ، حتى يصبح الحامل آمنًا.

4) اربط الحامل للخلف لقفل الحامل في مكانه ولتأمين المكونات.

الخطوة 7: الخاتمة

الآن لديك Raspberry Pi وشاشة عرض تعمل بالبطارية ، للمضي قدمًا يمكنك إضافة لوحة مفاتيح لاسلكية ثم كاميرا. أيضًا من خلال هذا المشروع ، قمت بتعميق فهمك للإلكترونيات وكيف تعمل العناصر الأساسية التي تستخدمها في حياتك اليومية ، مثل البطاريات والهواتف الذكية ، وكيف تعمل بالطاقة.

الخطوة الثامنة: الخطوات المستقبلية

يمكن تحسين هذا المشروع في المستقبل عن طريق إضافة غلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد حيث يمكن تخزين جميع المكونات الموجودة وحمايتها من البيئة الخارجية.

أيضًا ، يمكن إضافة دائرة شحن بطارية متكاملة لشحن الجهاز دون إزالة البطاريات ويمكن إضافة المزيد من الخلايا لتحسين عمر البطارية.

يمكنك تكييف هذا المشروع في بنك البطارية أو مجرد شاشة تعمل بالبطارية وفي المستقبل ، يمكنك أيضًا زيادة سعة البطارية والحد الأقصى من إخراج الحمل الحالي عن طريق توصيل المزيد من مجموعات الخلايا 2S 18650 بتكوين مماثل بالتوازي مع الخلايا الحالية.

يمكن توسيع هذا المشروع إلى مصفوفة من العروض و raspberry Pi من خلال توسيع مجموعات الخلايا للبطارية وتكرار كل خطوة ضمن هذا المشروع. وبالتالي يمكن استخدام هذا المشروع كعمود فقري يمكنك من خلاله توسيع المصفوفة التي تعمل بالبطارية لشاشات العرض و Raspberry Pi.