FeatherQuill - 34+ orë pa shkrim pa shkëputje: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Nga CameronCoward Faqja ime personale Ndiqni më shumë nga autori:

Rreth: Shkrimtar për Hackster.io, Hackaday.com dhe të tjerë. Autor i Udhërrëfyesve të Idiotit: Shtypja 3D dhe Udhëzuesi fillestar për modelimin 3D: Një udhëzues për Autodesk Fusion 360. Më shumë rreth CameronCoward »Projektet Fusion 360»

Unë shkruaj për të jetuar, dhe pjesën më të madhe të ditës së punës e kaloj ulur para kompjuterit tim desktop, ndërsa nxjerr artikuj. Unë ndërtova FeatherQuill sepse doja një përvojë të kënaqshme të shtypjes edhe kur jam jashtë. Ky është një përpunues teksti i dedikuar, pa shpërqendrim në stilin e një laptopi. Karakteristikat e tij më të rëndësishme janë një jetë jashtëzakonisht e gjatë e baterisë (34+ orë shtypje), një tastierë mekanike dhe një kohë e shpejtë e nisjes

FeatherQuill është ndërtuar rreth Raspberry Pi Zero W, e cila u zgjodh për konsumin e ulët të energjisë. Kjo po funksionon DietPi në mënyrë që të mbajë OS sa më të lehtë të jetë e mundur. Kur ndizet, do të ngarkojë automatikisht një përpunues të thjeshtë fjalësh të bazuar në terminal të quajtur WordGrinder. Koha që duhet për të kaluar nga fuqia në shtypje është rreth 20-25 sekonda.

Paketa e baterive është e përbërë nga tetë bateri litium-jon 18650, secila prej të cilave ka një kapacitet prej 3100mAh. Kapaciteti i përgjithshëm është i mjaftueshëm për të kaluar 34+ orë gjatë shtypjes. Një ndërprerës i dedikuar harduerik ju lejon të fikni LCD -në për një modalitet "gatishmërie". Në gatishmëri, Raspberry Pi do të vazhdojë të funksionojë normalisht dhe paketa e baterisë mund të zgjasë më shumë se 83 orë.

Furnizimet:

• Raspberry Pi Zero W
• Qelizat e baterisë 18650 (x8)
• Bordi i Ngarkimit të LiPo
• LCD 5 "me ekran me prekje
• Tastiera Mekanike 60%
• Magnetë të vegjël
• Përshtatës mikro USB
• Shirita nikeli
• Shtesa USB C
• Futës të grupit të nxehtësisë 3 mm
• M3 Vida
• 608 Kushineta Skateboard
• Çelsin
• Kabllo të shkurtra USB dhe kabllo HDMI

Furnizime shtesë që mund t'ju nevojiten:

• Kapëse
• Ngjitës Gorilla
• Filamenti i Printerit 3D
• Fluksi i saldimit
• Tela

Mjetet:

• Printer 3D (kam përdorur një BIBO)
• Hekuri i saldimit (Ky është imi)
• Armë me ngjitës të nxehtë (si kjo)
• Drejtues vidash
• Çelësat Allen/gjashtëkëndësh
• Skedaret
• Dremel (Nuk kërkohet, por ndihmon në shkurtimin/pastrimin sipas nevojës)

Hapi 1: Konsumi i energjisë dhe jeta e baterisë

Për këtë projekt, jeta e baterisë ishte faktori më i rëndësishëm për mua. Qëllimi im ishte të isha në gjendje të merrja FeatherQuill me vete në një udhëtim në fundjavë dhe të kisha jetë të mjaftueshme për të shkruar për disa ditë të plota pa pasur nevojë ta rimbushja atë. Unë mendoj se e kam arritur atë. Më poshtë janë matjet e ndryshme që mora dhe përfundimet në të cilat kam arritur në lidhje me jetën e baterisë. Mbani në mend se 18650 qeliza baterie vijnë në kapacitete të ndryshme, dhe modelet që kam përdorur për këtë projekt janë 3100mAh secila.

Matjet:

Vetëm LCD: 1.7W (5V 340mA)

Vetëm LCD (Drita e pasme e fikur): 1.2W (5V 240mA)

Gjithçka e ndezur (pa LED të tastierës): 2.7W (5V 540mA)

Tastiera e shkëputur: 2.3W (5V 460mA)

USB Hub i Shkëputur: 2.3W (5V 460mA)

Vetëm Raspi: 0.6W (5V 120mA)

Tastiera Raspi +: 1.35W apo 1.05W? (5V 270mA - 210mA, mesatarja: 240mA)

Çdo gjë e lidhur (Drita e pasme e fikur): 2.2W (5V 440mA)

Përfundimet:

Raspi: 120mA

Tastiera: LCD 80mA

(pa dritën e pasme): 240mA

Drita e pasme LCD: 100mA

Gjithsej LCD: 340mA

USB Hub: Nuk përdoret energji

Përdorimi Normal: 5V 540mA në gatishmëri

(Drita e pasme e fikur): 5V 440mA

Në gatishmëri (LCD joaktive): Leximet jokonsistente, por 5V ~ 220mA

Jetëgjatësia e baterisë me paketë baterie 8 x 18650 3.7V 3100mAh (gjithsej: 24, 800mAh):

Përdorimi Normal: 34 Orë gatishmëri

(Drita e pasme e fikur): 41.5 orë

Në gatishmëri (LCD joaktive): 83.5 orë

Informacion shtesë dhe Shpjegime:

Matjet janë marrë duke përdorur një monitor të lirë të energjisë dhe ndoshta nuk janë plotësisht të sakta ose të sakta. Por leximet janë mjaft konsistente saqë mund të supozojmë se janë "mjaft afër" për qëllimet tona.

Gjithçka funksionon në 5V (nominale). Fuqia për testimin vinte nga një furnizim me energji standarde USB për lythat në mur. Fuqia për ndërtimin aktual do të vijë nga një paketë baterie 18650 LiPo përmes një bordi ngarkues/përforcues LiPo.

Këto matje u morën gjatë drejtimit të DietPi (jo Raspberry Pi OS) me WiFi dhe Bluetooth të çaktivizuar. Shërbimet/shërbimet Bluetooth u hoqën plotësisht.

Cilësimi i CPU DietPi "Save Power" nuk duket të ketë ndonjë efekt fare.

Procesi i nisjes konsumon më shumë energji, pasi turbo CPU është aktiv. Rritet me rreth 40mA gjatë nisjes.

Koha e nisjes, nga fuqia në WordGrinder, është rreth 20 sekonda.

Vetë WordGrinder nuk duket se konsumon ndonjë fuqi shtesë.

Konsumi i energjisë LCD është befasues. Në mënyrë tipike, drita e prapme është përgjegjëse për shumicën e konsumit të energjisë. Në këtë rast, megjithatë, drita e prapme është përgjegjëse për më pak se 1/3 e konsumit të energjisë. Për të zgjatur jetën e baterisë "në gatishmëri", do të kërkohet një ndërprerës për të shkëputur plotësisht energjinë nga LCD.

Tastiera gjithashtu tërheq më shumë energji sesa ishte parashikuar. Edhe me Bluetooth të shkyçur me ndërprerësin e integruar, bateria u shkëput (për të shmangur përdorimin e energjisë për karikim), dhe LED-të e fikur, ajo ende konsumon 80mA. LED -të e tastierës kanë një efekt serioz në konsumin e energjisë. Të gjitha LED -të e ndezura në shkëlqimin maksimal rrisin konsumin e energjisë me 130mA (për një total prej 210mA). Të gjitha LED -të e ndezura në ndriçimin minimal rrisin konsumin e energjisë me 40mA. Efektet më konservatore LED, në ndriçimin minimal, mund të konsumojnë kudo nga praktikisht asgjë deri në rreth 20mA. Ato janë një zgjedhje e mirë nëse dëshirohen efekte, pasi ato zvogëlojnë vetëm jetën e baterisë "Përdorimi Normal" me rreth 1.5 orë.

Pllaka e baterive LiPo ka të ngjarë të konsumojë pak energji në vetvete dhe nuk do të ketë efikasitet të përsosur, kështu që jeta e baterisë në "botën reale" mund të jetë më pak se numrat teorikë të listuar më sipër.

Hapi 2: Dizajni i CAD

Për të siguruar që shtypja ishte e rehatshme, më duhej një tastierë mekanike. Ky model është 60%, kështu që heq numrin e numrit dhe dyfishon shumë çelësa me shtresa. Pjesa kryesore e tastierës është e njëjta madhësi dhe paraqitje si një tastierë tipike. Një LCD i vogël u zgjodh për të mbajtur të ulët konsumin e energjisë.

Fillova duke skicuar një dizajn bazë dhe pastaj vazhdova në modelimin CAD në Autodesk Fusion 360. Më duhej të kaloja nëpër disa rishikime për ta bërë çështjen sa më kompakte, duke siguruar që gjithçka të ishte e përshtatshme. Një numër rregullimesh u bënë gjatë gjithë procesit. Disa prej tyre nuk pasqyrohen në fotografi pasi kam bërë modifikime pas printimit, por janë të pranishme në skedarët STL

Printeri im 3D është i një madhësie mesatare, kështu që secila pjesë duhet të ndahet në dy pjesë në mënyrë që ato të përshtaten në shtrat. Gjysmat bashkohen me futës të grupit të nxehtësisë M3 dhe vida M3, me Gorilla Glue në tegel për të rritur forcën.

Vetëm tastiera dhe bateritë janë vendosur në gjysmën e poshtme të kutisë. Të gjithë përbërësit e tjerë janë në krye/kapak.

Rasti është projektuar në mënyrë që tastiera të jetë në kënd kur hapet kapaku, për të rritur komoditetin e shtypjes. Magnetë të vegjël përdoren për ta mbajtur kapakun të mbyllur. Ato nuk janë aq të forta sa do të doja dhe unë ndoshta do të krijoj një lloj shul në të ardhmen.

Hapi 3: Printimi 3D i Rastit

Unë nuk e kisha ndërmend fillimisht të shkoja me këtë skemë ngjyrash të karameleve të pambukut, por vazhdoja të mbaroja fijet dhe kështu përfundova me këtë. Ju mund t'i printoni pjesët në çfarëdo ngjyre dhe materiali që ju pëlqen. Kam përdorur PLA, por do të rekomandoja përdorimin e PETG nëse ishte e mundur. PETG është më i fortë dhe nuk është aq i prirur për deformim në nxehtësi.

Ju do të duhet të përdorni mbështetës për të gjitha pjesët. Unë gjithashtu rekomandoj shumë përdorimin e cilësimeve "Fuzzy" të Cura me një vlerë të ulët (Trashësia: 0.1, Dendësia: 10). Kjo do t'i japë sipërfaqeve të pjesëve një përfundim të bukur me teksturë që është i shkëlqyeshëm për të fshehur linjat e shtresave.

Pas printimit të pjesëve tuaja, do të dëshironi të përdorni një hekur bashkues për të nxehur futjet e grupit tuaj të nxehtësisë. Pastaj thjesht mund t'i shtyni ato në vrimat më të mëdha. Ata do të shkrijnë plastikën ndërsa futen brenda, dhe pastaj do të mbahen në vend fort pasi plastika të ftohet.

Dy pjesët e poshtme do të duhet të ngjiten së bashku së pari. Lageni gjysmën e shtresës me ujë dhe më pas shtoni një shtresë të hollë Zam Gorilla në gjysmën tjetër të qepjes. Pastaj vidhosni fort dy vidhat M3. Përdorni kapëset për të mbajtur të dy pjesët së bashku dhe fshijeni ngjitësin e tepërt. Lërini kapëset në vend për 24 orë për të siguruar që zamja të jetë shëruar plotësisht. Pastaj futni kushinetat në vrima.

Ju do ta përsërisni këtë proces me pjesët e sipërme, por duhet t'i futni në kushineta para se t'i ngjisni/vidhosni pjesët së bashku. Ju nuk do të jeni në gjendje t'i çmontoni të dy pjesët pasi të jenë bashkuar.

Hapi 4: Modifikimi i LCD dhe tastierës

Ky LCD është krijuar për të qenë një ekran me prekje (funksionalitet që nuk po e përdorim) dhe ka një kokë pin femër në pjesën e pasme për t'u lidhur me kunjat GPIO të Raspberry Pi. Ky titull rrit në mënyrë dramatike trashësinë e panelit LCD, kështu që duhet të largohet. Unë nuk mund të kem qasje në shkrirjen e sigurt të tij, kështu që thjesht e ndërpreva menjëherë me një Dremel. Natyrisht, kjo anulon garancinë tuaj LCD …

Tastiera ka një çështje të ngjashme, falë një ndërprerës për çipin Bluetooth. Ne nuk po përdorim Bluetooth dhe rrit ndjeshëm konsumin e energjisë. Pas heqjes së tastierës nga kutia e saj (vidhat janë të fshehura nën çelësa), mund të përdorni ajër të nxehtë ose një hekur bashkues për ta shkëputur thjesht atë çelës.

Hapi 5: Vendosja e DietPi dhe WordGrinder

Në vend që të përdor Raspberry Pi OS, zgjodha të përdor DietPi. Moreshtë më e lehtë dhe fillon më shpejt. Ai gjithashtu ofron disa opsione të personalizimit që mund të ndihmojnë në zvogëlimin e konsumit të energjisë (si fikja me lehtësi e përshtatësit pa tel). Nëse preferoni, mund të përdorni Raspberry Pi OS-edhe versionin e plotë të desktopit nëse dëshironi.

Udhëzimet e hollësishme të instalimit për DietPi janë në dispozicion këtu:

Pastaj mund të instaloni WordGrinder:

sudo apt-get install wordgrinder

Nëse dëshironi që ajo të nisë automatikisht WordGrinder, thjesht shtoni komandën "wordgrinder" në skedarin tuaj.bashrc.

Përshtatësi WiFi mund të çaktivizohet përmes mjetit të konfigurimit DietPi. Çdo gjë tjetër funksionon saktësisht njësoj si me një Raspberry Pi. Unë do të sugjeroja udhëzime në Google për çaktivizimin e Bluetooth dhe rritjen e madhësisë së shkronjave terminale (nëse është shumë e vogël për ju).

Hapi 6: Saldimi i Paketës së Baterisë

Para se të vazhdoni me këtë seksion, më duhet t'ju jap një mohim:

Bateritë Li-Jon janë potencialisht të rrezikshme! Ata mund të marrin zjarr ose të shpërthejnë! Unë nuk jam as më i vogli përgjegjës nëse vrisni veten ose digjni shtëpinë tuaj. Mos e merrni fjalën time se si ta bëni këtë me siguri-bëni kërkimin tuaj

Mirë, me atë jashtë rrugës, kjo është mënyra se si unë e bashkoj baterinë. Rekomandohet që të vendosni lidhjet e baterisë në vend, por unë nuk kisha një saldator vendor dhe kështu i bashkova ato.

Para se të bëni ndonjë gjë tjetër, duhet të siguroheni që të gjitha bateritë tuaja të kenë një tension identik. Nëse nuk e bëjnë, ata në thelb do të përpiqen të ngarkojnë njëri -tjetrin për të balancuar tensionin me rezultate të këqija.

Filloni duke grisur terminalet në secilin fund të baterive tuaja. Kam përdorur një Dremel me një copë letër zmerile për ta bërë këtë. Pastaj vendosini ato në rast që të merrni distancën e duhur. Sigurohuni që ata të gjithë të kenë të njëjtin drejtim! Ne po i lidhim ato paralelisht, kështu që të gjithë terminalet pozitivë do të lidhen dhe të gjithë terminalet negativë do të lidhen. Përdorni pak zam të nxehtë midis baterive për të mbajtur distancën (por mos i ngjitni në kasë).

Vishni çdo terminal në një shtresë të hollë fluksi dhe më pas vendosni shirita nikeli në krye për të lidhur terminalet. Kam përdorur 1.5 shirita për anë. Përdorni majën më të madhe që hekuri juaj i saldimit mund të pranojë dhe ngrini nxehtësinë aq lart sa të shkojë. Pastaj ngrohni çdo terminal dhe shiritin e nikelit njëkohësisht duke aplikuar një sasi liberale të saldimit. Qëllimi është të shmangni mbinxehjen e baterive duke bërë kontakt me hekurin për saldim për sa më pak kohë të jetë e mundur. Vetëm sigurohuni që lidhësi juaj të rrjedhë siç duhet mbi terminalin dhe shiritin e nikelit, dhe pastaj hiqni nxehtësinë.

Sapo të bashkohen dy grupet tuaja me katër bateri me shiritat e tyre të nikelit, mund të përdorni tela (18AWG ose më e lartë) për t'i lidhur të dyja së bashku-përsëri: pozitive në pozitive dhe negative në negative. Pastaj ngjitni dy tela më të gjatë në terminalet në një skaj të baterisë tuaj dhe futini ato përmes hapjes. Ato janë ato që do të furnizojnë me energji bordin e karikimit LiPo.

Hapi 7: Montimi i pajisjeve elektronike

Ky konfigurim duhet të jetë mjaft i drejtpërdrejtë. Vendoseni tastierën në vend dhe përdorni vidhat origjinale për ta bashkangjitur në mbështetëset. Në anën e kundërt (në ndarjen e baterisë), futni kabllon USB-C dhe futeni atë përmes hapjes që shkon te kapaku.

Në pjesën e sipërme, LCD duhet të vendoset mirë në vend (sigurohuni që çelësi i dritës së prapme të jetë i ndezur!). Zgjatësi USB-C është i dehur në vend duke përdorur vidhat e dhëna. Bordi i karikimit LiPo mbahet në vend me zam të nxehtë. Vendoseni atë për t'u siguruar që butoni mund të shtypet dhe që ekrani të jetë i dukshëm përmes dritares në kapakun LCD. Raspberry Pi përshtatet në skedat dhe pak zam i nxehtë do ta sigurojë atë.

Një kabllo USB mund të drejtohet nga dalja e djathtë e bordit LiPo në Raspberry Pi. Ne nuk kemi vend për prizën USB në daljen e majtë, e cila përdoret për LCD. Pritini skajin USB-A të një kablli dhe hiqni mbrojtjen. Ju duhen vetëm telat e kuq (pozitiv) dhe të zi (negativ). Teli pozitiv do të kalojë nëpër dy terminalet e parë të ndërprerësit. Pastaj telat tuaj negativ dhe pozitiv do të duhet të ngjiten në daljen USB të majtë në tabelën LiPo. Kunja e majtë e skajshme është pozitive dhe kunja e djathtë është e tokëzuar (negative).

Pastaj thjesht përdorni zam të nxehtë për të mbajtur të gjitha telat tuaj në vend në mënyrë që ato të jenë sa më "të sheshta" të jetë e mundur dhe të mos shtyjnë jashtë në kapakun LCD.

Hapi 8: Asambleja përfundimtare

Tani gjithçka që duhet të bëni është të vidhosni kapakët LCD në pjesën e sipërme-ka skeda në pjesën e sipërme që kapaku të vendoset poshtë për të mbajtur LCD-në në vend-dhe bateria mbulon në pjesën e poshtme.

Shtypja e dyfishtë e butonit të bordit LiPo do të ndezë fuqinë. Mbajtja e tij do të fikë fuqinë. Ndërprerësi ju lejon të kontrolloni fuqinë në LCD në mënyrë të pavarur dhe është e shkëlqyeshme për të kursyer energji kur nuk jeni duke shtypur. Sigurohuni që të lexoni manualin e tastierës për të mësuar se si të kontrolloni efektet e ndryshme LED. Unë rekomandoj të përdorni ndriçimin minimal dhe një nga efektet më delikate për të kursyer baterinë.

Pas ruajtjes së një dokumenti për herë të parë, WordGrinder do të ruajë automatikisht pas kësaj. WordGrinder ka një ndërfaqe të thjeshtë, por shumë shkurtore. Lexoni dokumentet e tij për të mësuar më shumë se si funksionon. Skedarët mund të transferohen në një kompjuter të jashtëm përmes një lidhje SSH-thjesht ndizni përsëri përshtatësin WiFi kur keni nevojë të transferoni dokumente.

Kjo eshte! Nëse ju pëlqeu ky projekt, ju lutemi konsideroni të votoni për të në konkursin "Me bateri". Kam bërë shumë punë në hartimin e FeatherQuill dhe kam një ide për të hartuar një pajisje të ngjashme me 2-3 herë bateri. Më ndiqni këtu për të qenë të azhurnuar me projektet e mia!

Çmimi i dytë në konkursin me bateri