Как сделать из raspberry pi компьютер

Обновлено: 26.01.2025

Производительный компьютер-одноплатник, "малинка", появился довольно давно. В 2019 году мир увидела четвёртая модель, о которой в основном и пойдёт речь в этой статье. Здесь я предлагаю обсудить ассортимент модулей расширения для этого устройства и поразмышлять на тему целесообразности их установки.

1. Внешний вид, кастомность.

Хотя все устройства данной модели выполнены из обычного зелёного текстолита, на текущий момент есть масса разных кейсов для вашего Raspberry - возможно подобрать подходящий как внешне, так и по функционалу. Есть те что крепятся на стену и те, что спроектированы под сенсорный дисплей; и даже такие, которые нужны если хотите пользоваться устройством "на коленке".

Примеры кейсов, которые предлагает площадка АлиЭкспресс Примеры кейсов, которые предлагает площадка АлиЭкспресс

Если чехол будет прозрачным, вы сможете выбрать даже цвет пластика кулера, а также определить наличие в нём подсветки и цвет светодиодов.

2. Компактность, мобильность.

Одноплатный компьютер вместе с периферией поместится в небольшой сумке. Есть возможность подключить к нему небольшой дисплей.

Широкий выбор переносных экранов. Некоторые из них - сенсорные Широкий выбор переносных экранов. Некоторые из них - сенсорные

При необходимости к не слишком энергоёмкому устройству можно подключить и батарею.

Среди двух батарей затесался модуль серводвигателя. Да, при желании это тоже можно подключить к "малине" Среди двух батарей затесался модуль серводвигателя. Да, при желании это тоже можно подключить к "малине"

К слову, если ваш кошелёк желает трат а душа - изысков.

3. Функционал

Функционал вашего устройства можно расширить ещё большим количеством модулей. Подключите 2,5 HDD, например. Или 2 таких диска. Или один 3,5 HDD. Или накопитель формата M2 - в наше время всё возможно!

Вам нужно пользоваться камерой? В ассортименте есть самые разные.

Возможно, вам по душе качественный звук? Для этих целей тоже есть отдельная плата. Кроме того я видел миниатюрные колонки, которые подключались напрямую к устройству. К сожалению, для написания этой статьи я не смог отыскать их страницу в магазине.

Между прочим, для Raspberry Pi Zero также есть масса модулей. В качестве примера: вас никогда не смущало маленькое количество USB разъемов на плате маленькой "малины"? Тогда посмотрите на скриншот ниже.

На этом моменте внимательный читатель может задаться вопросом: не много ли модулей для устройства, которое задумывалось компактным? Не проще ли собрать стационарный компьютер привычного формата за те же деньги.

Я придерживаюсь той позиции, что все расширения сразу подключать не обязательно и даже абсурдно. Их использование либо ситуативно, либо нацелено на выполнение четкой задачи.

Подключение всего и вся за раз нарушает, с моей точки зрения, некую философию использования Raspberry: "маленькое устройство решает все задачи".

Ведь вы не подключаете к смартфону или планшету сразу все гаджеты? Хотя бы потому, что в таком количестве они вам попросту не нужны. Убеждён, место для плат и модулей "про запас" есть только в корпусе стационарного ПК.

Сегодня я покажу вам, как собрать корпус для Raspberry Pi 4, который делает из «малинки» настоящий мини-компьютер.

Корпус кейса частично напечатан на 3D-принтере, частично — выполнен из прозрачного акрила, поэтому вы можете наблюдать «внутренности» нашего мини-ПК. Для охлаждения процессора я использовал кулер Ice Tower, но вентилятор прикрепил не к радиатору, а к стенке бокса.

Я также встроил OLED-дисплей в переднюю панель корпуса, который отображает IP-адрес «малинки» и такие данные, как показатели работы процессора и его температура, использование хранилища и памяти.

Вот видео сборки, корпуса и дисплея:

Что вам нужно, чтобы создать собственный десктопный мини-компьютер на Raspberry Pi 4

Raspberry Pi 4 (подойдет любая модель);
Карта Micro SD;
Блок питания Raspberry Pi;
Кулер Ice Tower;
I2C OLED-дисплей;
Ленточный кабель;
Женский штыревой разъем;
Крепежные винты;
Акрил 2мм;
Черный пластик для 3D-принтера (PLA).

Для сборки не понадобится лазерный гравер, хотя он значительно облегчает изготовление деталей корпуса. Их всегда можно просто вырезать вручную с помощью имеющихся у вас инструментов либо воспользоваться сервисом лазерной резки. Я использовал настольный лазерный гравер K40.

Соберем наш корпус Raspberry Pi 4

Печатаем корпус на 3D-принтере

Я начал с создания 3D-модели будущего бокса в Tinkercad.

Разработал модель корпуса с учетом предполагаемого размещения Raspberry Pi внутри бокса. По плану порты USB и Ethernet доступны на передней панели, а порты питания, HDMI и аудио — на задней.

OLED-дисплей расположен на передней части корпуса, над портами. Наверху мы его мы закрепим двумя маленькими зажимами, внизу — пластиковым зажимом с винтом. Ранее я уже использовал этот способ при создании таймера реакции на базе Arduino.

Саму «малинку» установлю на латунные стойки, которые пришли в наборе вместе с Ice Tower. Я лишь добавил несколько отверстий под резьбу M2,5.

Я нечасто вытаскиваю SD-карту из «малинки», поэтому не стал добавлять вырез для более легкого ее извлечения. Если вы планируете это делать, просто добавьте круглый вырез в задней панели корпуса. Заменить SD-карту без этого выреза будет немного сложнее, так как вам нужно будет сначала вынуть ваш одноплатный компьютер из бокса.

Я напечатал на 3D-принтере корпус нашего мини-компьютера из черного пластика с высотой слоя 0,2 мм и заполнением 15%. При этом учел при печати вырезы для дисплея и портов на передней панели. Это легко сделать в программе для 3D-моделирования. Вам также потребуется напечатать небольшой пластиковый зажим для дисплея.

Встраиваем Raspberry Pi и кулер

Теперь, когда основная часть корпуса готова, давайте установим в него Raspberry Pi. Для начала ввинтим латунные стойки в отверстия в основании.

Заметьте, что я изменил ориентацию винтов и опор, идущих в наборе с Ice Tower, так, чтобы они ввинчивались прямо в нижнюю часть корпуса и не требовали сквозных отверстий. Если вы изучите руководство по Ice Tower, вы заметите, что стойки и винты установлены наоборот.

Нам нужно снять вентилятор с кулера, чтобы мы могли прикрепить его к прозрачной боковой панели. Мы ставим вентилятор именно здесь, чтобы убедиться, что холодный воздух забирается снаружи корпуса, а затем выходит через вентиляционные отверстия на противоположной стороне.

Установите опорные кронштейны на нижнюю часть радиатора Ice Tower в соответствии с инструкцией. Убедитесь, что вы все делаете правильно.

Поместите «малинку» на свое место, а затем используйте второй набор латунных стоек, вкрученных в «дно» корпуса, чтобы все закрепить.

Приклейте подушку радиатора к процессору и снимите верхний слой защитной пленки. Поместите радиатор Ice Tower на тепловую подушку на процессоре и закрепите его четырьмя винтами в латунных стойках.

Устанавливаем OLED-дисплей

Теперь нам нужно установить OLED-дисплей. Если контакты вашего дисплея не припаяны, припаяйте их к задней части дисплея.

Вставьте верхний край дисплея под пластиковые зажимы, а затем осторожно надавите на него, чтобы он встал на свое место.

Используйте тот зажим, что мы напечатали на 3D-принтере, и закрепите его маленьким винтом. Для затяжки винта может потребоваться гибкий вал или угловая отвертка на 90 градусов.

Теперь нам нужно подвести провода к OLED-дисплею. Вам нужно будет сделать 4 подключения к контактам интерфейса ввода/вывода общего назначения (GPIO) — два для питания и два для коммуникаций. Я сделал короткий соединительный кабель из соединительных штифтов DuPont и ленточного кабеля. Вы также можете использовать несколько штыревых разъемов или перемычки для макетных плат, чтобы подключить дисплей к вашей «малинке».

Когда кабель собран, подключить одну его сторону к задней стороне дисплея, а вторую — к контактам GPIO следующим образом:

VCC → Pin1 3.3V Power;
GND → Pin14 Ground;
SCL → Pin3 SCL;
SDA → Pin2 SDA.

Я заметил, что есть две версии этих OLED-дисплеев, порядок размещения контактов в них немного отличается. Поэтому просто убедитесь, что вы подключаете питание к правильным контактам.

Делаем акриловые стенки

В целом, с внутренними частями нашего кейса мы закончили. Теперь давайте сделаем акриловые стенки, чтобы завершить его.

Я снова открыл Tinkercad (бесплатная программа для 3D-моделирования — прим. ред.) и примерно прикинул, где должен быть радиатор Ice Tower, чтобы отверстия для крепления вентилятора были в правильном месте на боковых панелях. Затем я экспортировал изображение стенок кейса, чтобы открыть его в Inkscape и нарисовать макет для лазерной гравировки.

Мы делаем две акриловых стенки: одна с вентилятором для забора воздуха, вторая — с отверстиями для отработанного воздуха.

Можно удалить обводку детали, поскольку нам нужно вырезать только контур стенки и отверстия в ней. В целом, в модели нужно учесть отверстие для вентилятора и четыре отверстия для винтов. Также важно добавить отверстия для скрепления акриловой стенки с ранее распечатанным корпусом.

Затем я дублировал форму стенки, где будет установлен вентилятор, и нарисовал ряд шестиугольников на месте отверстия. Логика проста: шестиугольники — для потока отработанного воздуха.

Если у вас нет лазерного станка для столь точной и сложной резки, просто просверлите круглые отверстия (примерно 8 мм в диаметре), в том же месте.

Режем! Для боковых панелей я использовал прозрачный акрил толщиной 2 мм.

Вы можете использовать любой акрил, какой хотите, — полупрозрачный тонированный или непрозрачный. Наиболее доступно оргстекло толщиной 3 мм. В целом, толщина не имеет особого значения, просто у вас будут чуть более толстые края.

Чтобы установить вентилятор на боковую панель, нужно вдавить несколько гаек M3 в соответствующие пазы. Проще всего положить гайку на плоскую поверхность, расположить над ней нужное отверстие для закрепления вентилятора и давить, пока она не встанет на место. Гайки будут крепко держаться, поэтому вам не придется использовать гаечный ключ, чтобы удерживать их при затягивании винтов.

Если вы захотите использовать винтики от вентилятора, сразу скажу, что они будут слишком короткими, чтобы пройти сквозь акрил, вентилятор и гайку. Кроме того, это не лучший способ прикрепить вентилятор.

Прикрутите боковое стекло к корпусу, напечатанному на 3D-принтере, с помощью четырех винтов с шестигранной головкой M3 x 8 мм.

Сделать это будет сложновато, потому что внутри отверстий напечатанного корпуса нет резьбы.

Теперь подключите вентилятор к источнику питания на 5V и установите вторую акриловую панель (с отверстиями для выхлопа). Красный провод к Pin4 (5V), а черный — к Pin6 (Ground).

На этом сборка завершена. Наш настольный мини-компьютер на Raspberry Pi 4 готов. Теперь нам нужно, чтобы заработал дисплей.

Программируем OLED-дисплей

Чтобы дисплей заработал, нужно запустить скрипт на Python. Для этого вам требуется запустить «малинку».

Raspberry Pi обменивается данными с дисплеем по протоколу I2C, поэтому убедитесь, что это учтено в ваших настройках. Также проверьте, установлены ли у вас библиотеки python-smbus и i2c-tools. Они должны быть по умолчанию, но тут лучше перебдеть и все же проверить.

Скрипт ниже основан на одном из скриптов в библиотеке Python Adafruit для модулей OLED-дисплеев с некоторыми изменениями, внесенными Шахизатом Нургалиевым, чтобы добавить к отображаемым данным температуру процессора и изменить формат дисплея.

Вам нужно будет загрузить исходную библиотеку Adafruit с Github, чтобы завершить настройку, выполнив следующие действия.

Откройте новое окно терминала, затем перейдите в каталог библиотеки:

Установите библиотеку для Python 3:

Затем вы можете запустить указанный выше файл stats.py или пример файла stats.py в каталоге Adafruit — в этом случае вы просто получите немного другой макет отображения.

Перейдите в каталог, содержащий скрипт stats.py:

Рекомендую протестировать скрипт, чтобы убедиться, что дисплей работает без ошибок, прежде чем настроить его на автоматический запуск.

Чтобы настроить автоматический запуск скрипта, нужно найти каталог скрипта, затем открыть crontabи добавить строку для его запуска:

Очевидно, потребуется изменить название каталога / home / pi /, чтобы выделить тот, в котором вы сохранили нужный скрипт.

Не забудьте добавить & в конце, это сообщит «малинке» команду продолжить запуск и запустить скрипт в фоновом режиме.

Перезагрузите ваш Raspberry Pi для автоматического запуска скрипта. После этого вы должны увидеть обозначенную статистику на OLED-дисплее при запуске вашего мини-ПК.

Мы уже делали ноутбук на Raspberry и Arduino, сегодня создадим альтернативный вариант на основе "малины".

Как написано выше - это не первая попытка сделать полностью работающий ноутбук с помощью Raspberry Pi. Ноутбук, который будет создан в этом уроке будет на основе Raspberry Pi 3. Он имеет 1 ГБ оперативной памяти, четырехъядерный процессор, 4 USB порта и один порт Ethernet. Ноутбук отвечает потребностям повседневной жизни и плавно запускает такие программы как VLC медиаплеер, Mozilla Firefox, Arduino IDE, Libre Office, Libre CAD и т.д.

Для удобства использования мини-ноута в качестве дисплея был выбран 7-дюймовый (IPS-технология) HD-дисплей. Аккумулятор 5600 mAh обеспечивает питание ноутбука. После полной зарядки ноутбук работает около 2 часов.

Шаг 1: Что вам понадобится?

На старте этого проекта планы были использовать более сложную электронику и дизайн, но в в конце концов все свелось к этим компонентам:

Паяльник;
Горячий клей;
Резак.

Шаг 2: Корпус

Нужна пластиковая коробка 11x17 см, которой открывается сверху. Вы также можете использовать 3D-принтер для создания корпуса мини-ноутбука. Затем мы должны правильно расположить все компоненты внутри пластиковой коробки. Raspberry Pi ставим слева вниз, внешний аккумулятор в правой нижней части коробки, а динамик над платой.

Затем размещаем 7-дюймовый дисплей на открывающейся части коробки.

Шаг 3: Обзор всех компонентов

В проекте три основных компонента.

Дисплей. Был выбран 7-дюймовый HD-дисплей с IPS-технологией. Этот дисплей очень тонкий и подходит под корпус.
Клавиатура. Использована USB-клавиатура с USB-интерфейсом, которая также соответствует дизайну корпуса. Это была лучшая и самая маленькая клавиатура, которую смогли найти. Можно использовать клавиатуру от обычного планшета. Для текущего проекта это была самая лучшая и самая маленькая клавиатура.
Raspberry Pi 3. Основа проекта. Плата имеет 1 ГБ оперативной памяти, четырехъядерный процессор, 4 USB-порта и один порт Ethernet.

Шаг 4: Блок питания

Выбранный энергоблок должен иметь важную функцию: Pass-Through Charging (PTC), что означает, что мы должны одновременно заряжать и использовать ноутбук.

Для того, чтобы емкость 5600 мАч работала так как нам нужно до конца - мы должны открыть блок и припаять переключатель. Сделайте аналогично фото выше.

Шаг 5: Выбор операционной системы

Выбор операционной системы полностью зависит от типа выполняемой вами работы. В проекте нужны были функции рабочего стола, поэтому была выбрана Raspbian Pi OS. Есть несколько других, которые можно принимать во внимание:

Raspbian. Официальная поддерживаемая операционная система создателей. Raspbian поставляется с предустановленным программным обеспечением для обучения, программирования и общего использования.
Ubuntu Mate. Стабильная, простая в использовании операционная система с настраиваемой рабочей средой. Идеально подходит для тех, кто хочет получить максимальную отдачу от своих компьютеров и предпочитает традиционную рабочую метафору.
OSMC (Open Source Media Center). Бесплатная платформа с открытым исходным кодом на базе Linux и основанная в 2014 году. Позволяет воспроизводить медиафайлы из локальной сети, подключенного хранилища и Интернета.

Шаг 6: Установка операционной системы

Как только вы решите с операционной системой с которой вы хотите работать - самое время установить её. Raspberry Pi 3 устанавливается с SD-карты. Поэтому нужно записать образ на SD-карту.

Какой тип SD-карты лучше?

Рекомендация по выбору размера SD-карты зависит от операционной системы, которая устанавливается. В проекте использовалась карта 16 ГБ. Это дало следующее преимущество: быстрая загрузка и выполнение операций чтения и записи.

Запись образа на SD-карту выполняется путем записи файла изображения с помощью Win 32 Disk Imager.

Используйте SD Formatter для форматирования SD-карты.
Откройте Win32 Disk Imager и найдите загруженный вами образ. Нажмите «Write» после завершения.
Дождитесь завершения записи.
По окончании записи безопасно извлеките SD-карту из компьютера.
Если вы правильно выполнили шаги, Raspberry Pi должна успешно загрузиться.

Шаг 7: Сборка деталей для проверки работы

Прежде всего возьмите Raspberry Pi 3 и возьмите адаптер/коннектор дисплея для соединения с "малиной".
Затем возьмите 7-дюймовый дисплей и соедините с другим концом коннектора дисплея.
Вставьте 16 ГБ карту памяти внутри слота карты памяти Raspbian Pi 3.
Затем подключите питание 5600 мАч к Raspbian Pi 3.
Включите и увидите, что желтый светодиод светится на плате, а 7-дюймовый дисплей включился.
Если всё сработало хорошо, переходите к следующему шагу.

Шаг 8: Делаем дисплей привлекательным

Нанесите клей как показано на фото выше на 7-дюймовый дисплей очень осторожно. Убедитесь, что черная часть дисплея не в клее.

Затем возьмите черный бумажный или картонный лист и вырежьте форму рамки. Затем положите её на дисплей, как показано выше.

Шаг 9: Окончательная сборка

Прежде всего, возьмите резак и сделайте держатели для Raspberry Pi 3, зарядки и переключателя питания.
Используйте немного клея, чтобы прикрепить и удерживать дисплей на крышке.
Клеем Raspbarry Pi 3 в соответствующее место.
Клеем источник питания в соответствующее место.
Подключите "малину" к коннектору дисплея и источнику питания.

Шаг 10: Делаем аудиосистему

Возьмите один динамик от радио, игрушки или наушников и подключите к аудиоразъему 3,5 мм. Дальше вставьте динамик в Raspberry.

Звук этого динамика слабый, но если вам нужен громкий звук - подключите аудио усилитель. Сделайте "накрывашку" как на фото выше и приклейте её сверху.

Шаг 11: Заключительный этап

Raspberry ноутбук почти готов. Его полностью можно использовать и он работает. Откройте и включите ноут. Raspberry Pi должен успешно загрузиться, если вы все шаги сделали правильно.

Шаг третий: UBEC + драйвер монитора
Этот шаг необходим для того, чтобы настольный компьютер работал только с одним источником питания. Нужно взять 12 В постоянного тока от AV-драйвера и вывести его для питания Raspberry Pi, используя 5 В постоянного тока.

Мастер отрезает разъем от модуля напряжения и припаивает к проводу micro-USB. Второй конец модуля припаивает к плате.

Шаг четвертый: сборка корпуса AT070TN92
Вставьте болты и гайки M2 / M2,5 10 мм, как показано на 1-м фото. Установите плату на болты. Закрепите ее.
Расставьте и разместите оставшиеся акриловые детали, как показано на втором фото. Убедитесь, что кабели UBEC не запутаны (вы можете скрыть UBEC внутри корпуса или оставить его снаружи). Просто убедитесь, что разъем USB находится снаружи корпуса.
Подсоедините 10-контактный кабель JST (3-я фотография).
Подсоедините кабель динамика (4 фото)

Вставьте 4 болта М3 35 мм в отверстия рядом с краем корпуса, установите крышку и закрепите ее гайкой (фото 6).
Подключите другую сторону 10-контактного разъема JST к контроллеру монитора.

Закрепите плату с кнопками на полоске акрила.

Шаг пятый: монтаж подставки
Установите боковую часть подставки. Установите среднюю часть (фото 2). Установите гайку в прорезь. Зафиксируйте подставку винтами.

Шаг седьмой: подключение
Существует два варианта монтажа Raspberry Pi и AV Board. Можно использовать двусторонний скотч или клей. Мастер использует двусторонний скотч.

Используйте двухстороннюю ленту для монтажа корпуса AV-драйвера. Убедитесь, что отверстия на передней панели совпадают с гайками на корпусе.

Подключите ленточный кабель от монитора к AV-драйверу.
Подключите кабель HDMI от Raspberry Pi к AV-драйверу.
Подсоедините кабель micro-USB к Raspberry Pi.

Шаг восьмой: кабель GPIO
Этот шаг необходим, если соединительный кабель GPIO слишком длинный и его нужно укоротить.

Откройте защелку разъема соединительного кабеля с помощью небольшой плоской отвертки, как показано на 1-м и 2-м фото. Вытащите шлейф. Укоротите до 9 см. Установите шлейф в разъем и зафиксируйте защелку.

Читайте также: