Сборка ноутбука на Raspberry Pi 3 и Arduino: пошаговое руководство

Компоненты и материалы

Raspberry Pi 3 Model B	×	1
Arduino Micro	×	2
Onion Corporation OLED Expansion	×	1

О проекте

Введение: Ноутбук на Raspberry Pi и Arduino

С момента знакомства с Raspberry Pi я мечтал сделать из него полноценный ноутбук. С выходом Pi 3 я решил воплотить идею. Это не моя первая попытка — предыдущие терпели неудачу из-за проблем с шлейфами, петлями и т.д. Научившись на ошибках, я хочу показать, как их избежать.

Шаг 1: Что мы хотим от ноутбука

Требования:

• Встроенный тачпад
• Долгая автономная работа
• Минимум 2 USB-порта
• Полноразмерная клавиатура
• Встроенный контроллер заряда на Arduino с OLED-дисплеем
• Встроенный Arduino с разъёмами для подключения периферии
• Компактный форм-фактор

Pi 3 имеет встроенный Wi-Fi и Bluetooth — донглы не нужны. Список не исчерпывающий, но эти функции дают отличную базу. Особенно нравится идея с Arduino-монитором батареи (маленький OLED рядом с основным экраном, показывающий % и напряжение) и встроенным Arduino с выведенными пинами — всегда под рукой для экспериментов.

Шаг 2: Детали

• Raspberry Pi 3
• 2× Arduino Micro
• 7-дюймовый экран для Raspberry Pi
• 3× Литий-ионные элементы 18650 (2400 мАч)
• Плата powerbank (заряд/разряд)
• USB-хаб
• Мини USB-клавиатура
• USB-разъём (male)
• SPI OLED-дисплей
• Усиленный картон для корпуса

Также нужен тачпад из предыдущего проекта (урок здесь). Большинство компонентов взаимозаменяемы. Собираем каждый модуль отдельно, потом интегрируем.

Шаг 3: Настройка Pi и экрана

Экран подключается не через HDMI, а через 50-пинный шлейф к GPIO. По умолчанию Pi выводит видео на HDMI — нужно изменить config.txt на SD-карте.

1. Скачайте свежий образ Raspbian, запишите на SD (например, 7-Zip).
2. Откройте config.txt в редакторе (Notepad++).
3. Добавьте строки:

dtoverlay=dpi24
enable_dpi_lcd=1 display_default_lcd=1 dpi_group=2 dpi_mode=87 dpi_output_format=0x6f005 hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0

Сохраните, верните SD в Pi. Если яркость не та — подкрутите подстроечный резистор на плате экрана.

Также нужно физически модифицировать Pi: распаять один из двойных USB-портов (нагрев и покачивание), чтобы освободить место и подключить USB-хаб для устройств ввода.

Шаг 4: Батарея

3 элемента 18650 по 2400 мАч параллельно = 7200 мАч. Pi с периферией потребляет ~1 А → 4.5–5 часов работы. Можно добавить элементов для большего времени.

Важно: перед параллельным соединением зарядите каждый элемент до 4.2 В отдельно — разные напряжения при соединении опасны.

Соедините все «плюсы» вместе, все «минусы» вместе — толстыми проводами (большой ток). Подключите к входам платы powerbank.

Вместо powerbank можно использовать зарядный контроллер + boost-converter, но это больше места.

Шаг 5: Дисплей батареи на Arduino + OLED

Не строго необходимо (можно читать напряжение через GPIO Pi и показывать программно), но OLED придаёт крутой DIY-вид.

Паяем OLED к Arduino (не SPI версия — 7 проводов):

• RST → Pin 7
• DC → Pin 12
• CS → Pin 9
• DIN → Pin 11
• CLK → Pin 13
• VCC → 5V
• GND → GND

Делитель напряжения для измерения батареи: 2 резистора 10 Ом на A0 и GND (A0 — к плюсу батареи, GND — к минусу). Питание для Arduino: провода на VIN и GND от powerbank.

Загрузите код (batterylaptop.ino).

Шаг 6: Остальные модули

• Клавиатура: извлеките из чехла для планшета (4 провода → потом к USB-хабу).
• Тачпад: из прошлого проекта, micro-USB кабель к хабу.
• Внутренний Arduino: припаяйте 핀-разы на все пины (удобно на макетке для ровности), micro-USB кабель к хабу.

Шаг 7: Схема — соединение всего

Подключаем USB-хаб к оставшемуся USB-порту Pi (второму после распайки). Второй USB-разъём выводим на корпус длинными проводами для внешних устройств.

Тачпад, клавиатура, внутренний Arduino → USB-хаб.

5В от powerbank → 5В Pi (через micro-USB или пайку под платой).

Экран: 50-пинный шлейф к Pi и к экрану.

От Arduino-дисплея батареи: 3 длинных провода — A0 к плюсу батареи, VIN к 5В powerbank, GND к GND.

Добавляем выключатель в разрыв GND между powerbank и Pi (лучше делать программное выключение перед снятием питания).

Шаг 8: Корпус

Нет 3D-принтера — делаем из картона и термопластика (полиморф). Стены из картона, внутри полиморф для жёсткости. Клеим суперклеем (горячий клей оставляет следы), укрепляем горячим клеем внутри + слой полиморфа. Размеры моего корпуса в фото. Если есть 3D-принтер — лучше им.

Шаг 9: Петля экрана

Самая сложная часть. Нужен жёсткий шарнир — ищите в старых ноутбуках/мониторах (на свалках электроники за копейки). Вырезаем пазы в корпусе и крышке, заполняем полиморфом, вставляем шарнир пока мягкий — застывает каменно. Ошибку можно исправить феном (расплавить полиморф).

Шаг 10: Проблемы и улучшения

• Шлейф экрана не рассчитан на частые вставки/вынимания — мой сломался при тестах (заказал новый). Берегите!
• Два Arduino на USB-хабе: тачпад и внутренний. В Arduino IDE легко перепутать порт и прошить не тот — тачпад перестанет работать. Проверяйте порт перед загрузкой.

Проект не очень сложный — минимум кода, настройка Pi упрощенаfondation.

Шаг 11: Итог

Ноутбук полностью рабочий. Использую ежедневно для заметок — Raspbian имеет LibreOffice. Хорош для учёбы/работы. Wi-Fi/Bluetooth работают отлично — YouTube, веб. Много игр (Minecraft, NES-эмуляторы). Долгая батарея. Рекомендую повторить!

Вопросы — в комментариях или личку.

Код

Фрагмент кода для config.txt

dtoverlay=dpi24
enable_dpi_lcd=1 display_default_lcd=1 dpi_group=2 dpi_mode=87 dpi_output_format=0x6f005 hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0