Com funcionen els kits de portàtils Raspberry Pi?
Els kits de portàtils Raspberry Pi funcionen combinant un ordinador de placa única-Raspberry Pi amb components essencials per a portàtils-una pantalla, un teclat, una bateria i una carcassa-connectats a través dels pins GPIO, HDMI i ports USB del Pi. El Pi serveix com a processador central, mentre que una placa concentradora gestiona la distribució d'energia i la comunicació dels components.
Aquests kits transformen la Raspberry Pi de la mida de la targeta de crèdit-en un ordinador portàtil. La majoria dels kits inclouen un disseny modular on introduïu la placa Pi en un rail o sistema de muntatge designat dins del xassís de l'ordinador portàtil. Un PCB de concentrador especialitzat gestiona la complexitat tècnica, convertint els senyals entre els components del Pi i el portàtil alhora que gestiona la càrrega de la bateria i la regulació de la tensió.
Components bàsics i les seves connexions
Cada kit de portàtils Raspberry Pi es basa en tres grups de components principals que funcionen junts.
El nucli de processament consisteix en la vostra placa Raspberry Pi-normalment un Pi 4, Pi 5 o un mòdul de càlcul. Aquesta placa no ve amb la majoria de kits i s'ha de comprar per separat. El Pi gestiona totes les tasques informàtiques, executant un sistema operatiu basat en Linux-emmagatzemat en una targeta microSD. Es comunica amb altres components mitjançant els seus-ports integrats i la capçalera GPIO de 40 pins.
El sistema de visualització es connecta mitjançant HDMI o el connector DSI (Interfície de sèrie de pantalla) del Pi. Els kits-prefabricats com CrowPi2 inclouen pantalles de 7 a 14 polzades amb resolucions entre 800x480 i 1920x1080 píxels. Una placa de controlador de pantalla es troba entre la pantalla i Pi, convertint els senyals digitals en la imatge que veieu. Alguns kits utilitzen cables de cinta per a connexions DSI, que són sensibles i es poden trencar amb el muntatge repetit. Les connexions HDMI ofereixen més durabilitat, però requereixen una gestió d'energia addicional.
La gestió de l'energia presenta el repte tècnic més gran. El Pi requereix una potència estable de 5 V, però les bateries dels portàtils solen produir 3,7 V per cel·la. Els kits solucionen això amb un circuit convertidor de reforç que augmenta la tensió de la bateria mentre regula el corrent. El Pi-Top Hub, per exemple, conté més de 150 components dedicats a la gestió de l'energia, la conducció de la pantalla i el control de perifèrics. Aquest concentrador es connecta als pins GPIO del Pi i gestiona la càrrega de la bateria, la regulació de la tensió i els apagats elegants.
Procés de muntatge i disseny modular
El muntatge físic segueix un enfocament combinat-inspirat en blocs de Lego, tot i que la realitat és més matisada.
La majoria de kits comercials com CrowPi-L utilitzen un sistema de muntatge magnètic o un mecanisme de rail. Feu lliscar el Raspberry Pi al rail fins que encaixi al seu lloc, alineant els ports de la placa amb els retalls del xassís. La ranura per a targetes microSD del Pi continua sent accessible per intercanviar sistemes operatius. No cal soldadura per a aquests kits-tot es connecta mitjançant cables de cinta, cables de pont o connexions USB.
La part inferior de la base conté el compartiment de la bateria i el rail modular. Les bateries dels kits comercials oscil·len entre 5.000 mAh i 10.000 mAh, proporcionant 6-12 hores d'autonomia en funció del model Pi i la brillantor de la pantalla. La bateria es connecta a la placa de gestió d'energia, que després alimenta 5V regulats al Pi mitjançant USB-C o els pins GPIO. Un interruptor d'alimentació al xassís controla el circuit.
El conjunt de la pantalla s'uneix mitjançant frontisses a la base. Les frontisses metàl·liques s'insereixen als suports tant al bisell de la pantalla com a la part inferior de la base, creant el disseny de la closca. Un sol cable de cinta o connexió HDMI passa per la frontissa per connectar la pantalla. La caixa superior s'enganxa sobre el conjunt de la pantalla, assegurant tots els components mentre deixa ventilació per al processador del Pi.
El teclat i el trackpad es connecten mitjançant USB al Pi directament o mitjançant un concentrador USB integrat a la placa de gestió d'energia. El CrowPi2 inclou un teclat extraïble que revela una placa de taller d'electrònica a sota de 22 sensors i mòduls connectats als pins GPIO per a projectes d'aprenentatge.
El temps de muntatge varia dràsticament. Els-kits preconstruïts com CrowView Note arriben majoritàriament muntats-només cal connectar el Pi a una placa adaptadora i acoblar-lo a la carcassa, trigant uns 10 minuts. Els kits de muntatge complets com el Pi-Top original requereixen entre 30 i 60 minuts de treball acurat seguint instruccions detallades. Les construccions de bricolatge des de zero poden trigar dies o setmanes depenent del vostre mètode de fabricació.
Sistemes d'alimentació i durada de la bateria
El sistema de gestió d'energia determina si el vostre ordinador portàtil Pi funciona de manera fiable o frustra constantment.
La selecció de la bateria és important. La majoria dels kits utilitzen bateries de polímer de liti (LiPo) per la seva alta densitat d'energia i la seva corba de descàrrega plana. Una bateria LiPo de 5.000 mAh amb un pes d'uns 100 grams pot alimentar un Pi 4 amb pantalla durant 4-6 hores amb un ús normal. Alguns constructors reutilitzen els bancs d'energia, que inclouen circuits de càrrega integrats i sortides USB, simplificant el disseny de la gestió de l'energia.
El circuit de càrrega accepta una entrada de 12 V mitjançant una presa de barril o un port USB-C. Els kits moderns utilitzen carregadors compatibles amb USB-C Power Delivery (PD), encara que no tots els ports USB-C dels ordinadors portàtils Pi admeten PD-el CrowPi-L adverteix específicament que no utilitzeu el carregador inclòs amb altres dispositius USB-C a causa de la sortida fixa de 12 V.
La distribució d'energia requereix una regulació acurada de la tensió. El Pi necessita una potència neta de 5 V amb una ondulació mínima. Una potència inadequada fa que la temuda icona del "llamp" redueixi el rendiment o provoqui aturades aleatòries. Els kits de qualitat inclouen circuits PowerBoost o convertidors DC-DC equivalents que mantenen una sortida estable de 5 V fins i tot quan la tensió de la bateria baixa de 4,2 V a 3,0 V durant la descàrrega.
El control de la bateria afegeix una altra capa de complexitat. El Pi no té un-indicador de bateria integrat, de manera que els kits inclouen un Arduino o un microcontrolador separat per controlar la tensió, o bé utilitzen HAT especialitzats com el PiJuice que comuniquen l'estat de la bateria mitjançant I2C. El CrowPi2 mostra el percentatge de bateria a la-pantalla mitjançant un programari que llegeix la tensió de la placa de gestió d'energia.
Gestió del senyal i comunicació de components
Entre bastidors, diversos protocols de comunicació mantenen els components sincronitzats.
La capçalera GPIO de 40 pins serveix com a bus de comunicació principal. Les plaques de gestió d'energia es connecten als pins 2 (5 V) i 6 (terra) per al subministrament d'energia, mentre utilitzen protocols I2C o SPI en altres pins per a l'intercanvi de dades. El PiJuice HAT, utilitzat en diverses construccions de bricolatge, s'apila directament a la capçalera GPIO i comunica l'estat de la bateria, les pressions del botó d'engegada i l'estat de càrrega mitjançant I2C.
USB gestiona la majoria de comunicacions perifèriques. Els teclats, els trackpads i qualsevol dispositiu addicional, com ara càmeres web, es connecten mitjançant els ports USB del Pi o un concentrador USB integrat a la placa de gestió d'energia. El Pi els reconeix com a perifèrics estàndard HID (dispositiu d'interfície humana), que no requereixen controladors especials al sistema operatiu Raspberry Pi.
Les connexions de la pantalla difereixen segons el tipus de kit. Les connexions DSI ofereixen una amplada de banda més gran i un cablejat més senzill-un sol cable de cinta de 15 o 50 pins transporta tant el senyal de vídeo com les dades tàctils per a pantalles compatibles. No obstant això, aquestes cintes són fràgils. Les connexions HDMI requereixen cables separats per a vídeo i USB per a la funcionalitat tàctil a les pantalles tàctils, a més de cablejat addicional per a l'alimentació de la llum de fons, però són més robusts per al muntatge/desmuntatge freqüent.
L'encaminament d'àudio normalment utilitza la presa de 3,5 mm del Pi o la sortida d'àudio HDMI. Algunes construccions de bricolatge inclouen una placa amplificadora d'àudio separada connectada als pins PWM del Pi per obtenir una millor qualitat de so. Aleshores, l'amplificador condueix petits altaveus muntats al xassís. El projecte d'ordinador portàtil Raspberry Pi i Arduino documentat a Instructables inclou una placa Arduino dedicada exclusivament per al control de la bateria, connectada mitjançant USB i programada per mostrar la tensió en una pantalla OLED.
Configuració de programari i sistemes operatius
El conjunt de maquinari és només la meitat de l'equació-la configuració del programari fa que tot funcioni sense problemes.
Raspberry Pi OS (anteriorment Raspbian) és l'opció predeterminada, pre-carregada a les targetes microSD incloses amb la majoria de kits. Aquesta distribució de Linux basada en Debian-inclou controladors per al maquinari del Pi i inclou programari educatiu, entorns de programació i LibreOffice per a la productivitat. El kit Pi-Top s'envia amb Pi{-topOS, una versió personalitzada que inclou CEEDuniverse-un joc que ensenya codificació i electrònica.
La configuració de la pantalla requereix editar /boot/config.txt a la targeta microSD. Per a pantalles no-estàndards, activeu controladors específics i forceu la sortida HDMI fins i tot quan no es detecti cap monitor. La línia crítica hdmi_force_hotplug=1 garanteix que el Pi emet vídeo a la pantalla integrada. Per a les pantalles DSI, carregueu superposicions específiques que coincideixen amb el xip del controlador de la vostra pantalla.
El control de la brillantor de la pantalla varia segons el kit. Algunes pantalles admeten l'ajust de la brillantor del programari mitjançant fitxers /sys/class/backlight/, mentre que altres requereixen un control PWM de maquinari mitjançant pins GPIO. El calibratge de la pantalla tàctil es fa mitjançant ordres xinput o utilitats de calibratge incloses al sistema operatiu.
El programari de gestió de la bateria controla el nivell de càrrega i activa apagades elegants abans de la descàrrega completa. El programari PiJuice, disponible com a dimoni, proporciona una GUI que mostra el percentatge de la bateria, la tensió i el corrent de càrrega. Pot executar scripts personalitzats a nivells de bateria específics-com atenuar la pantalla al 20% o iniciar l'apagada al 5%.
Característiques educatives i plataformes d'aprenentatge
Molts kits de portàtils Pi es posicionen com a eines educatives, no només com a ordinadors portàtils.
El CrowPi2 inclou 76 lliçons estructurades que cobreixen la programació de Python, la programació visual de Scratch, l'edició de Minecraft Pi i els conceptes bàsics d'AI/aprenentatge automàtic. El teclat extraïble exposa 22 mòduls electrònics: matrius LED, timbres, sensors de moviment, lectors RFID i interruptors de relé. Els estudiants escriuen codi que interactua amb el maquinari físic mitjançant pins GPIO, superant la bretxa entre el programari i l'electrònica.
L'aprenentatge-basat en projectes defineix aquests kits. En lloc d'exercicis de programació abstracta, els estudiants construeixen dispositius funcionals. Un sistema de control de temperatura combina el mòdul de sensor DHT11 amb un script Python que registra dades i activa un ventilador per sobre d'un llindar. Un sistema de bloqueig de porta RFID ensenya conceptes d'autenticació mentre controla un servomotor. Aquests projectes tàctils concreten els conceptes de programació.
La interfície modular GPIO distingeix els ordinadors portàtils Pi dels ordinadors tradicionals. Un ordinador portàtil estàndard segella tot dins d'una funda patentada. Els kits de portàtils Pi exposen els pins GPIO externament, fomentant l'expansió del maquinari. Podeu connectar sensors externs, controladors de motor o fins i tot plaques Arduino per a projectes híbrids. El Pi-Top utilitza un sistema de rails de PCB on llisquis en taulers personalitzats que accedeixen als pins GPIO i als rails d'alimentació.
Alguns kits inclouen components addicionals per a un aprenentatge prolongat. El kit CrowPi2 Deluxe inclou mòduls Crowtail-una sèrie de sensors i actuadors plug-i-semblants als mòduls Grove. Aquests utilitzen connectors estandarditzats de 4 pins, eliminant el cablejat de la placa de prova per als estudiants més joves mentre s'ensenyen conceptes d'interfície de sensors.
Construcció de bricolatge i kits pre-construïts
L'elecció entre construir des de zero o comprar un kit complet implica compensacions en cost, personalització i complexitat.
Els avantatges-del kit preconstruït se centren en la comoditat i la fiabilitat. El CrowPi-L costa 280 $-340, inclosa una placa Pi 4, proporcionant una solució provada i garantida que s'assembla en 15 minuts. Tots els components provenen de la compatibilitat. El sistema de gestió de l'energia gestiona casos extrems com la protecció de sobrecàrrega i l'apagada tèrmica. Les instruccions estan escrites de manera professional amb diagrames d'alta qualitat. Els fòrums d'assistència i el servei d'atenció al client ajuden a resoldre problemes.
Les construccions de bricolatge ofereixen una personalització radical i un estalvi de costos, però requereixen una habilitat tècnica important. Una construcció bàsica amb una pantalla HDMI de 7-polzades (50 $), teclat sense fil (15 $), un banc d'energia (20 $) i una funda-impressió en 3D (10 $ en filament) suma menys de 100 $ abans del Pi. Trieu la mida exacta de la pantalla, l'estil del teclat i la capacitat de la bateria segons les vostres necessitats. L'experiència d'aprenentatge és més profunda: entens cada connexió perquè ho has fet.
Tanmateix, els projectes de bricolatge s'enfronten a reptes ocults. Trobar components compatibles consumeix hores d'investigació. Els panells LCD dels portàtils requereixen plaques de controlador específiques que varien segons el model de panell-el controlador incorrecte fa que la pantalla no es pugui utilitzar. La gestió de les bateries requereix coneixements d'enginyeria elèctrica per evitar els riscos d'incendi a causa de la càrrega inadequada de LiPo. El disseny mecànic presenta les seves pròpies dificultats: les frontisses han de ser prou resistents per a l'obertura repetida alhora que permeten l'encaminament del cable, i la distribució del pes afecta l'estabilitat quan la pantalla està oberta.
La impressió 3D afegeix una altra variable. Els dissenys de caixa disponibles a Thingiverse semblen atractius, però poden tenir problemes d'autorització amb els vostres components específics. Els temps d'impressió oscil·len entre 8-12 hores per a un cas complet. Les impressions fallides malgasten filament i temps. Post-processament-polit de vores aspres, termo-configuració d'insercions roscades: requereix eines addicionals.
L'aprovisionament de components per a les construccions de bricolatge sovint es fa a través d'AliExpress o eBay per minimitzar els costos, donant lloc a temps d'enviament llargs i sorpreses ocasionals de compatibilitat. Els components del kit de recuperació de Raspberry Pi de back7.co es van popularitzar a r/cyberdeck costaven menys de 100 dòlars quan s'aprovisionava de la Xina, però el lliurament de 3 a 6 setmanes fa que la iteració sigui lenta.
Reptes de configuració comuns
Diversos problemes tècnics apareixen repetidament a les compilacions de portàtils Pi, cadascun amb solucions específiques.
La pantalla HDMI no es mostra malgrat les connexions correctes, normalment es deu a problemes d'alimentació o configuracions de config.txt incorrectes. El Pi pot arrencar (indicat pel LED verd intermitent) però no envia cap senyal de vídeo. Les solucions inclouen forçar la sortida HDMI amb hdmi_force_hotplug=1, establir valors hdmi_group i hdmi_mode específics per a la resolució nativa de la pantalla i assegurar-se que la placa central comuniqui correctament l'EDID (dades d'identificació de la pantalla ampliada) al Pi.
La potència insuficient es manifesta com apagades aleatòries, la icona del llamp o la fallada del Pi. El Pi 4 requereix 3A a 5V sota càrrega, mentre que el Pi 5 necessita 5A. Molts bancs d'alimentació genèrics no poden subministrar-ho mitjançant USB, especialment quan també alimenten una pantalla. Utilitzeu una placa de gestió d'energia dedicada amb una classificació de corrent adequada o un banc d'energia específicament classificat per a la càrrega de portàtils. Mesureu la tensió real als pins GPIO del Pi-hauria de romandre per sobre de 4,8 V sota càrrega.
Els informes de percentatge de bateria requereixen maquinari més enllà de les capacitats del Pi. El Pi no té ADC (convertidor d'analògic-a-digital) als seus pins GPIO per llegir directament la tensió de la bateria. Les solucions inclouen l'ús d'un Arduino o Pico per mesurar la tensió a través d'un divisor de tensió i retransmetre aquestes dades a través d'USB, o utilitzar un HAT com ara paquets PiJuice o UPS dissenyats per al Pi que inclouen circuits integrats de monitorització de la bateria.
Els errors del cable de cinta es produeixen amb freqüència amb les connexions DSI. Els cables plans i prims s'esfilen amb endolls/desendollaments repetits o flexió excessiva. Quan ho manipuleu, no estireu mai del cable-premeu les pestanyes de plàstic per alliberar els connectors. Passeu cables amb llaços de servei generosos per evitar estrès als punts de connexió. Penseu en les connexions HDMI per a les compilacions que requereixen un desmuntatge freqüent.
Els problemes de reconeixement del trackpad solen incloure el temps d'inicialització USB. Alguns trackpads no s'inicien amb prou rapidesa durant l'arrencada. Afegiu usb_max_current_enable=1 a config.txt per augmentar l'alimentació USB o connecteu el trackpad mitjançant un concentrador USB alimentat. Les solucions alternatives inclouen afegir una regla udev per restablir els dispositius USB després de l'arrencada.
Expectatives de rendiment
Entendre què pot fer i què no pot fer un ordinador portàtil Pi evita la decepció i orienta els casos d'ús.
El Raspberry Pi 4 amb 4 GB de RAM gestiona les tasques informàtiques bàsiques de manera competent. La navegació web a Chromium funciona per a la majoria de llocs, tot i que les aplicacions de JavaScript pesades poden endarrerir. Escriure al LibreOffice Writer és sensible i els fulls de càlcul amb uns quants centenars de files funcionen adequadament. Els vídeos de YouTube es reprodueixen sense problemes a 1080p amb l'acceleració de maquinari activada, tot i que la reproducció 4K tartamudeja.
Els entorns de programació i desenvolupament funcionen bé. Els scripts de Python s'executen ràpidament per a projectes educatius o aficionats típics. VSCode es carrega en qüestió de segons al Pi 4. La compilació de programes C petits triga segons, mentre que els projectes més grans poden requerir minuts. El Pi sobresurt en projectes basats en GPIO-la lectura de sensors i el control dels actuadors es fa-en temps real sense problemes.
Les expectatives de joc haurien de ser realistes. Els jocs retro a través de RetroPie funcionen de manera excel·lent per a sistemes a través de PlayStation 1. L'edició de Minecraft Pi funciona sense problemes. Els jocs 3D moderns no són viables. Els jocs basats en navegador-i els títols independents senzills portats per a ARM poden funcionar.
El Pi 5 aporta millores significatives de rendiment. La seva CPU Cortex-A76 de quatre nuclis a 2,4 GHz duplica més del doble les puntuacions de referència en comparació amb la Pi 4. L'edició de vídeo amb eines senzilles es fa factible. Diverses pestanyes del navegador no causen alentiments del sistema. El temps d'arrencada baixa a menys de 20 segons amb targetes microSD ràpides o emmagatzematge NVMe mitjançant la interfície PCIe 2.0.
La velocitat d'emmagatzematge afecta significativament l'experiència de l'usuari. Una targeta microSD ràpida (UHS-3 o millor) fa que el sistema respongui. Els SSD NVMe, disponibles als HAT Pi 5 a M.2, transformen la càrrega de les aplicacions d'experiència gairebé a l'instant i les operacions de fitxers grans es completen ràpidament. La diferència de velocitat és més notable que les actualitzacions de la CPU.
La durada de la bateria amb un ús realista és de mitjana entre 4 i 8 hores, depenent del model Pi, la capacitat de la bateria i la brillantor de la pantalla. Un Pi 4 amb pantalla d'11,6 polzades amb una brillantor del 50% consumeix aproximadament entre 10 i 15 W, és a dir, una bateria de 5000 mAh a 7,4 V (37 Wh) proporciona unes 3-4 hores. El Pi Zero 2 W amb pantalla petita pot aconseguir 8-10 hores amb la mateixa bateria. El consum d'energia més elevat del Pi 5 redueix el temps d'execució en un 30-40% en comparació amb el Pi 4 amb bateries equivalents.
Comparació: ordinadors portàtils Pi i ordinadors portàtils tradicionals
Els ordinadors portàtils Pi ocupen un nínxol diferent que no competeix directament ni substitueix els ordinadors portàtils tradicionals.
Els càlculs de costos afavoreixen els ordinadors portàtils de pressupost tradicionals per un valor informàtic pur. Un Chromebook de 200 $ o un ordinador portàtil de Windows renovat ofereix un rendiment superior, una durada de la bateria més llarga i una qualitat de construcció professional. Podeu instal·lar distribucions lleugeres de Linux en ordinadors portàtils antics per obtenir una experiència com Pi- amb un maquinari millor. El cas econòmic dels portàtils Pi es basa en el valor educatiu o en casos d'ús específics que requereixen accés a GPIO.
El valor educatiu és on els portàtils Pi justifiquen la seva existència. L'aprenentatge de l'electrònica i la programació junts mitjançant els projectes GPIO permet{1}}entendre pràcticament impossible amb ordinadors portàtils segellats. L'intercanvi de sistemes operatius canviant les targetes microSD ensenya sobre carregadors d'arrencada i sistemes de fitxers. La resolució de problemes de connexions de maquinari augmenta les habilitats-de resolució de problemes. El disseny modular i transparent revela com funcionen els ordinadors en lloc d'amagar la complexitat darrere d'una carcassa polida.
El potencial de personalització supera els ordinadors portàtils tradicionals en ordres de magnitud. Voleu afegir un SSD extern mitjançant USB? Un receptor SDR per a projectes de ràdio? Un sensor LIDAR per a robòtica? El portàtil Pi s'adapta fàcilment a aquestes addicions. Els ordinadors portàtils tradicionals limiten l'expansió a dispositius USB i potser a una ranura M.2 interna. Els portàtils Pi exposen interfícies GPIO, SPI, I2C i sèrie per al control directe del maquinari.
La portabilitat difereix dels ordinadors portàtils tradicionals d'una manera subtil. Els portàtils Pi pesen menys-normalment entre 1 i 1,5 kg en comparació amb els 1,5 i 2,5 kg dels ordinadors portàtils tradicionals econòmics. Però també són més fràgils, amb components exposats i una construcció de xassís menys robusta. La durada de la bateria generalment queda endarrerida amb els ordinadors portàtils moderns amb CPU ARM o Intel eficients optimitzades per a ús mòbil.
El punt d'ús dels ordinadors portàtils Pi inclou l'aprenentatge de la programació i l'electrònica, el desenvolupament de projectes IoT que requereixen portabilitat, informàtica lleugera per viatjar quan el rendiment no és crític i entorns d'ensenyament on els estudiants creen i personalitzen els seus ordinadors. Per a la informàtica principal, el treball professional o els jocs, els ordinadors portàtils tradicionals continuen sent opcions superiors.
Opcions i consideracions del kit
El mercat actual ofereix diversos enfocaments diferents als portàtils Pi, cadascun optimitzat per a diferents prioritats.
El CrowPi2 (340 $-440 segons la configuració) està orientat a l'educació amb el seu taller d'electrònica integrat. La pantalla IPS d'11,6-polzades de 1920 x 1080 ofereix imatges nítides. El teclat s'aixeca per exposar els mòduls d'aprenentatge que hi ha a sota, sense necessitat d'una placa de prova. Inclou 76 lliçons i funciona amb Pi 4 o Pi 5. La compensació és un pes de 7,3 lliures i un volum que redueix la portabilitat real. Això s'adapta millor a les estacions d'aprenentatge a l'aula o a casa que la informàtica mòbil.
El CrowView Note (169 dòlars) té un enfocament diferent: no és un ordinador portàtil sinó un monitor portàtil en forma de portàtil. La pantalla de 14,1-polzades 1080p, el teclat i el panell tàctil es connecten a dispositius externs mitjançant HDMI i USB-C. Un Pi 5 o Pi 4 es connecta mitjançant una placa adaptadora (5 dòlars addicionals) que s'acobla al costat, mantenint els pins GPIO accessibles. Aquest disseny ofereix flexibilitat: utilitzeu-lo amb el vostre Pi per aprendre, connecteu el telèfon per al mode d'escriptori o connecteu una consola de jocs. La bateria de 5000 mAh alimenta tant la pantalla com el Pi durant 4-6 hores. La qualitat de construcció és adequada però no premium, amb una construcció de plàstic a tot arreu.
El LapPi 2.0 (119 $-155) ofereix un enfocament minimalista amb una construcció acrílica transparent que mostra tots els components. La pantalla tàctil capacitiva de 7 polzades fa que aquest sigui més netbook que portàtil. Compatible amb tots els models Pi de Zero a 5, inclou una càmera, altaveus i teclat. Cinc opcions de color us permeten triar l'estètica. La mida compacta (més petita que la majoria de tauletes) fa que sigui realment portàtil de butxaca, tot i que la pantalla petita limita el treball de productivitat.
Pel que fa al context històric, el Pi-Top original (descatalogat però de vegades disponible) va ser pioner en el concepte de kit d'ordinador portàtil Pi amb una pantalla de 13,3-de mida completa de-polzades i un sistema de ferrocarril modular. La placa superior lliscant proporcionava un fàcil accés als components. La durada de la bateria va superar les 10 hores. Tanmateix, ara és difícil trobar peces de recanvi i només admet models Pi antics.
Els constructors de bricolatge haurien de tenir en compte l'ecosistema dels components. Adafruit, Pi Supply i SB Components ofereixen peces individuals i guies detallades de projectes per a creacions personalitzades. 3Les comunitats d'impressió D a Thingiverse i Printables allotgen centenars de dissenys de portàtils Pi amb complexitat variable. L'estètica cyberdeck popularitzada a la comunitat r/cyberdeck de Reddit ha inspirat desenes de construccions úniques de portàtils Pi amb un estil d'ordinador militar, steampunk o retro.
Modificacions i millores avançades
Més enllà del muntatge bàsic, diverses modificacions milloren les capacitats del portàtil Pi.
Afegir un SSD NVMe millora dràsticament la resposta del sistema a les compilacions Pi 5. El M.2 HAT+ es connecta a la interfície PCIe 2.0, permetent SSD de 512 GB o més. Els temps d'arrencada baixen a 10 segons, les aplicacions s'inicien a l'instant i les operacions de fitxers grans es completen ràpidament. L'augment del consum d'energia és mínim-al voltant d'1-2 W, cosa que val la pena malgrat el petit impacte de la bateria.
Les modificacions de l'antena externa milloren l'abast i l'estabilitat Wi-, especialment importants per a la informàtica portàtil. Els Pi 4 i 5 inclouen forats de muntatge per a antenes externes. Els cables de cua U.FL a SMA connecten els connectors d'antena del Pi a les preses SMA de muntatge-de panell al xassís, on connecteu antenes de guany més alt-. Això és especialment valuós en caixes metàl·liques que protegeixen l'antena interna.
Les solucions de refrigeració eviten l'acceleració tèrmica durant les càrregues sostingudes. Els dissipadors de calor passius funcionen per a un ús lleuger, però la refrigeració activa manté el rendiment total. Els petits ventiladors de 5 V es munten directament als pins GPIO per obtenir energia, controlats per scripts de Python que ajusten la velocitat del ventilador en funció de la temperatura de la CPU. El refrigerador actiu oficial del Pi 5 integra un sensor de temperatura i un control del ventilador al disseny de la carcassa.
Les actualitzacions de pantalla permeten canviar a una resolució més alta o pantalles més grans si esteu disposat a modificar el xassís. Qualsevol pantalla HDMI amb requisits de tensió compatible funciona, tot i que és possible que hàgiu d'imprimir en 3D nous bisells o frontisses. La funcionalitat tàctil requereix un controlador de pantalla tàctil USB o una pantalla amb USB tàctil integrat-.
Les plaques d'expansió GPIO afegeixen funcionalitat. Els HAT per a la ràdio LoRa, el GPS o la connectivitat mòbil transformen el portàtil Pi en un dispositiu informàtic de camp. El Raspberry Pi TV HAT rep emissions de televisió digital. Sense HAT amb sensors ambientals, giroscopis i matrius LED permeten projectes interactius sense components externs.
Aplicacions i casos d'ús del món real-
Els kits de portàtils Pi serveixen nínxols específics on les seves característiques úniques aporten valor més enllà de les alternatives tradicionals.
Els entorns educatius es beneficien més directament. Les escoles i els camps de codificació utilitzen CrowPi2 i kits similars per ensenyar programació amb retroalimentació física immediata. Els estudiants escriuen codi Python que il·lumina LED, llegeix sensors de temperatura o controla servomotors-tot això visible al tauler de l'espai de treball integrat a l'ordinador portàtil. La possibilitat d'intercanviar targetes microSD permet que diversos estudiants facin servir el mateix maquinari amb projectes personalitzats. Un professor va informar un 30% més de compromís quan els estudiants podien veure físicament el seu codi afectant el maquinari en comparació amb els exercicis de programari pur.
El treball de camp en ubicacions remotes aprofita el baix consum d'energia i la modularitat del portàtil Pi. Els investigadors ambientals utilitzen ordinadors portàtils Pi personalitzats amb GPS i HAT cel·lulars per registrar les dades dels sensors durant l'excursió. La llarga durada de la bateria i els resistents estoigs de bricolatge suporten condicions que danyarien els ordinadors portàtils cars. L'addició de connectivitat mòbil mitjançant HAT LTE permet pujar dades des d'ubicacions sense Wi-Fi. Els pins GPIO es connecten directament a instruments científics sense adaptadors USB.
Els professionals de la ciberseguretat utilitzen ordinadors portàtils Pi com a plataformes de proves de penetració portàtils. L'entorn Linux lleuger, GPIO per a eines de pirateria de maquinari i un factor de forma discret els fan útils per a avaluacions de seguretat. Eines com Kali Linux funcionen amb eficàcia als models Pi 4 i Pi 5. La possibilitat d'intercanviar ràpidament les targetes microSD amb diferents configuracions d'eines proporciona flexibilitat durant els compromisos.
Els aficionats a la creació de prototips d'IoT agraeixen la portabilitat de les proves al lloc-. En lloc de portar una configuració Pi d'escriptori amb un monitor i un teclat separats, un ordinador portàtil Pi us permet configurar sensors o sistemes d'automatització directament on s'instal·laran. L'accés GPIO continua disponible per connectar-se a circuits de prova mentre s'ha integrat un entorn de desenvolupament complet.
Els escenaris d'informàtica-fora de la xarxa s'adapten bé als portàtils Pi a causa dels requisits mínims d'energia. Combinats amb plaques solars i bancs d'energia, proporcionen capacitat informàtica en cabines, vaixells o vehicles. Un fabricant va documentar l'ús d'un ordinador portàtil Pi 4 alimentat completament per un panell solar de 50 W per escriure i informàtica bàsica mentre viatjava en una furgoneta. El sistema es va carregar completament amb 3-4 hores de llum solar i va proporcionar 6-8 hores d'ús al vespre.
Alguns usuaris creen ordinadors portàtils Pi específicament per escriure-sense distraccions. El rendiment limitat impedeix la navegació web i les xarxes socials sense sentit, mentre que LibreOffice ofereix una capacitat de processament de textos completa. El culte al "minimalisme digital" ha adoptat els ordinadors portàtils Pi com a dispositius intencionadament poc potents que fomenten el treball centrat. Un autor va completar una novel·la utilitzant només un ordinador portàtil Pi Zero 2 W amb pantalla de 7 polzades, afirmant que les limitacions milloraven la creativitat.
Els entusiastes dels jocs retro creen dispositius de jocs portàtils personalitzats que s'assemblen superficialment a ordinadors portàtils, però executen RetroPie. Aquestes compilacions solen incloure botons de controlador de joc muntats al xassís al costat o en lloc dels dissenys de teclat tradicionals. El factor de forma proporciona una pantalla més gran que els dispositius portàtils mentre es mantenen portàtils. La durada de la bateria de 6-10 hores és compatible amb sessions de joc prolongades.
La informàtica pressupostària a les regions en desenvolupament representa un altre cas d'ús, tot i que això requereix una anàlisi acurada dels costos. Als mercats on 200 dòlars compren el salari d'un any, un ordinador portàtil DIY Pi de 100 dòlars que utilitza pantalles i teclats disponibles localment pot proporcionar accés informàtic. Les organitzacions que se centren en l'alfabetització digital han provat programes amb ordinadors portàtils Pi construïts a partir de peces de kit, ensenyant simultàniament les habilitats de muntatge de maquinari i informàtica.
Quan decidiu un kit o un enfocament de bricolatge, tingueu en compte el vostre cas d'ús real, el nivell de comoditat tècnica i les limitacions pressupostàries. El procés de muntatge físic en si proporciona un valor d'aprenentatge significatiu, fins i tot si el dispositiu resultant serveix com a ordinador secundari i no com a màquina principal. L'ecosistema continua evolucionant-els kits més nous admeten el rendiment millorat del Pi 5, mentre que la comunitat genera nous dissenys i modificacions mensualment. Tant si estàs ensenyant a estudiants, creant prototips de dispositius IoT o simplement explorant com funcionen els ordinadors a un nivell fonamental, els kits de portàtils Pi ofereixen una plataforma única que uneix la bretxa entre la informàtica tradicional i l'electrònica-pràctica.
Per a aquells que busquen construccions de bricolatge, uneix-te a comunitats com r/cyberdeck, els fòrums de Raspberry Pi i diversos servidors de Discord on els constructors comparteixen dissenys, solucionen problemes i mostren projectes finalitzats. El coneixement col·lectiu accelera la vostra construcció i evita errors comuns. Comenceu amb la creació d'un kit senzill abans d'intentar dissenys totalment personalitzats-l'experiència adquirida en comprendre com solucionen els problemes els kits comercials informarà les vostres decisions de disseny personalitzat.