Raspberry Pi-收納盒改裝為樹莓派行動電腦 (含7吋螢幕與行動電源)

** 可以瀏覽我的 Flickr 相簿:2014_硬體DIY_收納盒改裝樹莓派行動電腦

前一個 DIY 所組裝的-我的 Rasportal Pi 樹莓派可攜式微型電腦 (含7吋螢幕),個人並不滿意,因為壓克力板是現成 (淘寶購買),整體看下來體積仍頗大;再則背板裝上樹莓外殼後就不方便加裝 GPIO 排線或一些實驗的電子零件。 (其實那個壓克力模版是設計用來把樹莓派當成7吋桌面一體的機架套件,並不合適攜帶。)

我是希望把樹莓派與7吋LCD螢幕作成一體成型的行動電腦,所以還要考量到需內置行動電源來供電給樹莓派主板與LCD螢幕;又希望可以在家裡隨時可以在樹莓主板上插拔排線、零件等,方便作電子實驗。

基於這樣的需求,腦海中所浮現的外殼造型較像是數位相框或是美術社販賣畫筆的收納木盒。前者可以從淘寶找到適合7吋螢幕面板的相框,但深度不足,除了加裝上螢幕控制板後,應該是無法再容納樹莓主板以及行動電源;後者收納木盒深度應該夠,但要找到合適的尺寸以及後續還要費力的鑽孔肯定是問題。

本來想說先畫個 CAD設計圖,然後再委託壓克力店或木材行,製作理想中的外殼。但這其實不容易,主要的原因在於各組件的擺放位置與鑽孔位置要很精確。看來構思、規劃再加上製作還得要花上好一段時間才得以實現勒。

不過真湊巧,我一個 Arduino 電子零件收納盒越看越覺得與我想像中的外殼體積差不多,深度也夠,然後把主板、螢幕控制板、小米行動電源等放進去竟然還真剛好;那好吧,乾脆就試著把這個收納盒改裝成樹莓行動電腦看看吧。

只花了一天利用簡陋的材料與粗糙的手工,還真的把它給做出來了,先瞧瞧完工後的成品長啥樣子: (照例讓粉圓當配角,比較下樹莓收納盒電腦的體積。)
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

底下就來簡單分享下 DIY改裝的心得・・・。


這是 Arduino 的電子學習套件收納盒,我已經把所有電子零件給全拿出來了。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

把盒上的零件貼紙撕開,準備把 7吋的LCD螢幕置於收納盒表面。

從淘寶買回來的這片7吋LCD螢幕只有面板與電路控制板,並不是已含邊框的成品,所以為了保護與美觀的考量,最好能在面板四方貼上邊框。邊框的材料講究一點可以使用鋁條或木條,但要測量與裁切還要找到材料也是要花上好些時間。
7吋 IPS LCD 螢幕與控制板

四處翻我房間的包裝盒 (許多3C產品的包裝盒我會留著方便以後二手還可以賣好價錢),這個才上個月送修我的 HTC One Max 寄回來的包裝盒質感很好,硬度也夠,而且竟然把整片面版塞入還剛剛好,只有寬度稍微再剪裁然後黏貼一處的邊框即可。
HTC 送修回來的手機包裝盒

看來很像一回事,哈。我想可以再黏貼上黑或銀色的膠布會更美觀些。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

螢幕控制板是要固定置放於盒內的,所以需要在盒上方切開一長方形孔將排線拉出連接到螢幕背板。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

再來最麻煩的地方莫過於鑽孔了。前兩天在光華的電子商場買了一組迷你電鑽,早就有準備爾後的 DIY 過程會使用到電鑽的。

首先把這片 LCD 電路控制板的主要輸出 (HDMI + VGA + RCA + DC電源輸入孔)都要鑽好孔套出來;另一側是螢幕的功能按鍵也要挖孔對應好。挖的孔實在是 ···有夠醜啦,不過勉強還能套出加螺絲鎖上,目前以實用為上。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

收納盒下方也有鑽孔,先把螢幕電路控制板利用塑膠柱固定好,小米行動電源則下方黏貼雙面膠固定即可;而另一側也鑽孔固定住一片先裁切好的壓克力板,以方便可套上樹莓主板。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

說起這小米行動電源,實在真是便宜,才約台幣四百元,電容量可是高達 10400 mAh、輸出為 2A 的電流,而且外觀又很有質感,的確物超所值。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

這小米行動電源是用來輸出給 LCD 螢幕的。當時我買這片 LCD 面板時,還特別有挑過,不僅可達 1280x768 的高解析度 (一般7吋螢幕最多僅到 1024x768),電源的驅動電壓也只要 5V~12V 的 DC輸入,這也是蠻少見的。 (一般規格需 12V 電壓輸入)
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

再看看這片裁切的壓克力板,是我從棄置破裂的一片壓克力板,而且還特別買了一支 OLFA 切割刀 (型號為 PC-L)才得以切開的;這片板子算是當作樹莓主板與收納盒的隔離緩衝,除了能固定且可絕緣,而且壓克力板上方又鎖上了兩根塑膠銅柱,如此就能方便的插拔樹莓主板。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

所以收納盒內的三個主要的組件-螢幕電路控制板、小米行動電源、樹莓主機板,都完全可以放盒內而且也能固定住不致晃動,方便攜帶。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

把收納盒下方翻到正面,可以看到塑膠銅柱與排線連結,也能看到兩片裸裝的電路板。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

樹莓主機板的供電電源?

樹莓主板的電源輸入是吃標準 USB 的 5V/1A 規格,買回小米行動電源後才發現到其實只有一個電源輸出孔,如果是透過分接同時供給 LCD 面板與樹莓主板很可能會電流供給不足,所以需透過別種方法。

其實查了我這片 LCD 電路控制板背後,有個焊點有標示了5V的電壓,而上方的杜邦孔已被排線連接到螢幕面板,所以就沒有額外的電源輸出孔;但很可能可以再拉兩條線直接把正極焊接到這個焊點、負極焊接到接地的焊點,然後再連接到樹莓主板的電源輸入 (透過 micro USB 埠或 GPIO 孔位)。

不過為了省事,乾脆再放入我原來已有的一顆較小又薄的 5200 mAh 行動電源,就當為樹莓主板的電源供應源。收納時可以平放在小米電源上 (我用魔術貼可以方便固定與拉開),而開啟收納盒後還能直立置放頂住盒上方讓螢幕斜擺著,如此也能方便觀看畫面。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

因為收納盒內空間還是不足以再把 HDMI 線置於內部,所以只能從外側連接 HDMI 線材。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

然後再接上 USB to DC電源線 (小米 to LCD 電路板) 與 USB 電源 (另一行動電源 to 樹莓主板)。所有的線材全接好,當然也要把 USB 裝置 (無線鍵鼠、無線網卡)與 SD 卡插入到樹莓主板上,然後先開啟螢幕再開啟樹莓主機 (均是從行動電源的按鈕開關開啟),一切正常!!
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

典型的 Linux 開機畫面。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

可以再靠近一點,查看開機時執行的結果。即使是 7吋的尺寸,字體還是能看到一清二楚。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

登入後鍵入 startx,還能順暢地執行 XWinodw,也確實能上網。
收納盒改裝為樹莓派行動電腦

整個 DIY 過程花了近一天的時間。雖然外型不甚美觀,但卻達成了我主要的需求-可以不用外接插電而且是一體成型方便攜帶;也能方便直接插拔樹莓主機板,方便電子實驗。初步這樣的成果可說相當滿意,重點是不用花太多 DIY 的時間,而且成本近乎為零。

嗯嗯,爾後三不五時就會帶上我這台收納盒樹莓行動電腦到咖啡廳上網,看看會不會引起別人的「驚艷」,投以好奇與羨慕的眼光。 >_< 收納盒改裝為樹莓派行動電腦

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