基于树莓派 4B 和 3D 打印打造平板电脑

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作者：InnovateAsterisk

转自/译者：趣无尽

基于树莓派 4B 和 3D 打印部件制造的平板电脑， 项目所需的所有组件都非常容易获取。需要注意的是要预备足够强大的电源，它能够插入电线充电，也能够在没有充电的情况下正常运行。该款平板电脑也能够在没有键盘的情况下运行正常。即使没有插入键盘和鼠标，用户界面中的所有内容都可以正常工作。

目前使用的系统是 Raspbian OS。稍后我将找到更合适的“触摸优先”的方案。

特征：
系统基本芯片： 树莓派 4B+（4Gig RAM）。
显示屏： 7英寸液晶显示屏（带触摸）。
电源： PiJuice UPS（带有 5000 mAmp 电池）。
摄像头： 1080p 相机（前置）。
声音和扬声器： 声卡，能为两个扬声器和两个麦克风供电，一个音频耳机插孔
加速度计： 陀螺仪/加速度计，通过 python 控制，可以调整屏幕方向。
冷却： 风扇连接到风扇速度控制器，并通过 python 控制。
USB： 分支 USB。
按键： 电源按钮和音量上/下摇杆。
LED 指示灯： 充电显示以及重定向在外壳上的电源和活动 LED 灯。
背板： 竹木背板，带有激光雕刻图案。

项目详情：

https://github.com/InnovateAsterisk/Raspberry-Pi-Tablet

材料清单

• 树莓派 4B+/3B+ × 1

• 7英寸树莓派 LCD 显示屏（带触摸） × 1

• PiJuice UPS × 1

• PiSupply 5000mAmp 电池 × 1

• 树莓派 1080p 相机 × 1

• Waveshare 音频 HAT（声卡） × 1

• 扬声器（8欧，1W） × 2

• MPU-6050 加速度计 × 1

• 陀螺仪 × 1

• HW-517 PWM 风扇速度控制器 × 1

• 30mmx30mmx7mm 风扇 × 1

• 128G SD卡 × 1

• 按钮 × 3

• USB 2.0 × 1

• 彩色电线 × 若干

• 18AWG 电缆 × 若干

• 3MM 木料 × 若干

准备工作

在开始动手前，我们需要对购买的组件进行一些修改的准备工作。要将比较大的零件（例如螺丝盒和 USB 盒等）从 PCB 板上取下来，稍后我会将电线焊接到板子上。

1、树莓派：取下 USB 模块和网络模块（不要拆焊，使用切割器取下金属外壳并切掉塑料）。根据接线图，移除除顶部的六个引脚之外的所有 GPIO 引脚。

2、LCD 显示屏：从 PCB 板上移除 USB 模块，然后移除背面的两个 12mm 引脚。

3、PiJice：移除透明的塑料电池仓。移除 GPIO 引脚的黑色塑料绝缘体，然后切割 GPIO，仅留顶部的六个引脚（右侧三个，左侧三个）。

4、HW-517：移除螺丝块（拆焊）。

5、wm8960：移除 GPIO 的黑色塑料绝缘体，扬声器电线块和螺钉，然后根据接线图切割 GPIO。

6、风扇：移除散热器。

3D 打印

也可在 Thingiverse 上获得。
https://www.thingiverse.com/thing:4051520

1、使用胶水将每一层粘合在一起。各层应整齐地放置在彼此的顶部。第一层和第二层都有锁扣，帮助齐该层。

2、取下 PiJuice 上的塑料螺母，然后将其粘到第二层中提供的空间中。接下来可以打磨了。

3、使用 100 粒度的砂纸来打磨所有层线。

4、使用400-800 粒度的砂纸打磨外壳表面，使它们变得光滑。

5、使用类似布拉索（Brasso）的金属磨料，使塑料具有完美的光洁度。

6、最后将外壳进行黑色的喷漆。

接线

根据电路图连接所有组件，每个组件都使用其相应的编码的颜色电线进行接线。完成后，将板子放入外壳中，并将导线连接在一起。

制作平板背面

1、将激光器连接到打印机，将风扇速度控制器的 PWM 用作激光器的功率控制器。

2、当风扇充满时，则激光器充满。如果风扇显示 10％ 时，则激光器只在木板表面轻轻的灼烧。能够将我需要的图案雕刻在木板的表面。

3、我使用的 gcode 将激光的高度设置为 50mm，因此请正确的设置激光的焦点为 50mm。

4、木板的尺寸为 112mm x 230mm，并且你需要打磨木板以便适合第3层。

你也可以根据自己的需要进行设计，然后将设计的方案转到
http://nebarnix.com/img2gco/

安装软件

1、安装 Raspbian 操作系统。
https://www.raspberrypi.org/

2、将下载的文件解压缩到桌面，然后使用 Etcher，
https://www.balena.io/etcher/
将 .img 文件闪存到 SD 卡。

3、将 SD 卡从电脑中取出，然后插入树莓派的 SD 卡插槽中。按住机箱侧面的电源按钮两秒钟，启动平板电脑。

4、第一次启动时，它将自动调整分区大小以填充 SD 卡。稍后，它将重新启动，你可以在 Raspbian OS 中看到欢迎的界面。

5、点击下一步，再次单击下一步，你可以暂时跳过密码设置，然后关闭黑色边框的选项。

6、路由器中选择无线网络，然后输入密码。插入 USB 键盘，因为屏幕上没有键盘。

7、在下一个屏幕上跳过更新（稍后进行）。

设置平板

安装完毕后，我们将进行一些设置，以便可以远程访问平板电脑。

1、单击树莓派图标（左上方），转到首选项，再转到树莓派配置，单击接口选项卡，启用 SSH 和摄像头，I2C 和 SPI，单击确定后重新启动。

2、其他工作可以在电脑的远程终端中完成。
在 Windows 上使用 Putty，在 Mac 上使用 Terminal，用以下方式登录树莓派平板电脑：

ssh [email protected]

默认密码为 raspberry
然后执行以下命令：

sudo su
apt-get update
git clone https://github.com/waveshare/WM8960-Audio-HAT
cd WM8960-Audio-HAT
./install.sh
reboot

重新启动后，重新登录，树莓派保持

sudo nano /boot/config.txt

在 nano 内，进行以下更改：
找到 #hdmi_drive=2 这行，移除前面的的 # (注释号) ，修改后面的值为 1。
找到 dtparam=audio=on 这行，在这行开头添加 #，注释掉这行。
在文件最后面添加一行，内容为 hdmi_ignore_edid_audio=1 。

Ctrl+s (保存)
Ctrl+x (退出编辑器)

sudo reboot

再次重新启动，重新登录并执行以下操作：

sudo su
apt-get install libasound-dev
python -m pip install --upgrade pip setuptools wheel
pip install pyalsaaudio
exit

现在你可以以树莓派的用户身份返回，从 GitHub 获取项目

git clone https://github.com/InnovateAsterisk/Raspberry-Pi-Tablet.git

现在，你还需要构建三个服务：屏幕旋转，音量增加和降低以及风扇打开和关闭。

sudo nano /lib/systemd/system/PiTabAudio.service

内容如下：

[Unit]
Description=Pi Tablet Audio Service
After=multi-user.target
[email protected]

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/python /home/pi/Raspberry-Pi-Tablet/Services/audio.py
StandardInput=tty-force

[Install]
WantedBy=multi-user.target

运行命令：