raspberry pi notebook készlet

Hogyan működnek a Raspberry Pi notebook készletek?

A Raspberry Pi notebook készletek úgy működnek, hogy egy Raspberry Pi egyetlen-fedélzeti számítógépet kombinálnak a legfontosabb laptop-összetevőkkel-egy kijelzővel, billentyűzettel, akkumulátorral és házzal-, amelyek a Pi GPIO-tüskéin, HDMI- és USB-portjain keresztül csatlakoznak. A Pi központi processzorként szolgál, míg egy hub kártya kezeli az energiaelosztást és az alkatrészek kommunikációját.

Ezek a készletek a hitelkártya-méretű Raspberry Pi-t hordozható számítógéppé alakítják. A legtöbb készlet moduláris felépítést tartalmaz, ahol a Pi kártyát egy kijelölt sínbe vagy rögzítőrendszerbe helyezi a laptop házán belül. Egy speciális hub PCB kezeli a technikai bonyolultságot, átalakítja a jeleket a Pi és a laptop komponensek között, miközben kezeli az akkumulátor töltését és a feszültségszabályozást.

Alapelemek és kapcsolataik

Minden Raspberry Pi laptopkészlet három elsődleges összetevőcsoportra támaszkodik, amelyek együtt működnek.

A feldolgozó mag a Raspberry Pi kártyából áll,{0}}általában egy Pi 4, Pi 5 vagy Compute Module. Ez a tábla a legtöbb készlethez nem tartozik, ezért külön kell megvásárolni. A Pi kezeli az összes számítási feladatot, egy microSD-kártyán tárolt Linux{5}}alapú operációs rendszert futtatva. Beépített -portjain és 40 tűs GPIO-fejlécen keresztül kommunikál más összetevőkkel.

A kijelzőrendszer HDMI vagy a Pi DSI (Display Serial Interface) csatlakozóján keresztül csatlakozik. Az előre elkészített készletek, mint a CrowPi2, 7-14 hüvelykes kijelzőket tartalmaznak, amelyek felbontása 800x480 és 1920x1080 pixel között van. A képernyő és a Pi között egy kijelző-illesztőprogram kártya található, amely a digitális jeleket a látott képpé alakítja. Egyes készletek szalagkábeleket használnak a DSI csatlakozásokhoz, amelyek érzékenyek és többszöri összeszereléskor eltörhetnek. A HDMI-csatlakozások tartósabbak, de további energiagazdálkodást igényelnek.

Az energiagazdálkodás jelenti a legnagyobb technikai kihívást. A Pi stabil 5 V-os tápellátást igényel, de a laptop akkumulátorok általában 3,7 V-ot adnak ki cellánként. A készletek ezt egy boost konverter áramkörrel oldják meg, amely növeli az akkumulátor feszültségét, miközben szabályozza az áramot. A Pi-Top Hub például több mint 150 összetevőt tartalmaz, amelyek az energiagazdálkodásra, a képernyő meghajtására és a perifériavezérlésre szolgálnak. Ez a hub csatlakozik a Pi GPIO érintkezőihez, és kezeli az akkumulátor töltését, a feszültségszabályozást és a kecses leállításokat.

Összeszerelési folyamat és moduláris tervezés

A fizikai összeszerelés a Lego-kockák által ihletett{0}}együttes megközelítést követi, bár a valóság ennél árnyaltabb.

A legtöbb kereskedelmi készlet, mint például a CrowPi{0}}L, mágneses rögzítőrendszert vagy sínmechanizmust használ. Csúsztassa a Raspberry Pi-t a sínre, amíg a helyére nem kattan, és az alaplap portjait a házon lévő kivágásokhoz igazítja. A Pi microSD kártyanyílása továbbra is elérhető marad az operációs rendszer cseréjéhez. Ezekhez a készletekhez nincs szükség forrasztásra,{4}}minden szalagkábelen, áthidaló vezetéken vagy USB-csatlakozáson keresztül csatlakozik.

Az alap alján található az elemtartó és a moduláris sín. A kereskedelmi készletekben található akkumulátorok kapacitása 5000 mAh és 10 000 mAh között van, ami 6-12 órás üzemidőt biztosít a Pi-modelltől és a kijelző fényerejétől függően. Az akkumulátor az energiagazdálkodási kártyához csatlakozik, amely ezután szabályozott 5 V-ot táplál a Pi-hez USB-C vagy GPIO érintkezőkön keresztül. A vázon található tápkapcsoló vezérli az áramkört.

A képernyő-szerelvény zsanérokon keresztül csatlakozik az alaphoz. Fém zsanérok illeszkednek a konzolokba mind a képernyő előlapján, mind az alap alján, létrehozva a kagylós kialakítást. A kijelző csatlakoztatásához egyetlen szalagkábel vagy HDMI-csatlakozás fut át ​​a zsanéron. A felső tok rápattan a képernyőszerkezetre, rögzíti az összes alkatrészt, miközben szellőzést hagy a Pi processzora számára.

A billentyűzet és a trackpad USB-n keresztül csatlakozik közvetlenül a Pi-hez, vagy az energiagazdálkodási kártyába integrált USB-elosztón keresztül. A CrowPi2 kivehető billentyűzettel rendelkezik, amelyen egy elektronikai műhelytábla látható a 22 érzékelő és a GPIO érintkezőkhöz csatlakoztatott modulok alatt a tanulási projektekhez.

Az összeszerelési idő drámaian változik. Az előre elkészített A teljes összeszerelő készletek, mint például az eredeti Pi{5}}Top, 30-60 percnyi gondos munkát igényelnek a részletes utasításokat követve. A barkácsolás a semmiből napokig vagy hetekig tarthat, a gyártási módszertől függően.

Energiaellátó rendszerek és az akkumulátor élettartama

Az energiagazdálkodási rendszer határozza meg, hogy Pi laptopja megbízhatóan működik-e, vagy folyamatosan zavarja.

Az akkumulátor kiválasztása nagyon fontos. A legtöbb készlet lítium-polimer (LiPo) akkumulátort használ nagy energiasűrűségük és lapos kisülési görbéjük miatt. A körülbelül 100 gramm tömegű, 5000 mAh-s LiPo akkumulátor átlagos használat mellett 4-6 órán keresztül képes egy Pi 4-et képernyővel ellátni. Egyes építők újrahasznosítják a power bankokat, amelyek beépített töltőáramköröket és USB-kimeneteket tartalmaznak, leegyszerűsítve az energiagazdálkodási tervezést.

A töltőáramkör 12 V-os bemenetet fogad hordócsatlakozón vagy USB-C-porton keresztül. A modern készletek USB-C Power Delivery (PD) kompatibilis töltőket használnak, bár a Pi laptopokon nem minden USB-C port támogatja a PD-a PD-t, a CrowPi-L kifejezetten figyelmeztet, hogy a mellékelt töltőt ne használja más USB-C-eszközökkel a rögzített 12V-os kimenet miatt.

Az áramelosztás gondos feszültségszabályozást igényel. A Pi-nek tiszta 5 V-os tápra van szüksége minimális hullámosság mellett. A nem megfelelő teljesítmény a rettegett "villámcsapás" ikont okozza, ami lelassítja a teljesítményt vagy véletlenszerű leállásokat okoz. A minőségi készletek PowerBoost áramköröket vagy ezzel egyenértékű DC-DC konvertereket tartalmaznak, amelyek stabil 5 V-os kimenetet tartanak fenn, még akkor is, ha az akkumulátor feszültsége 4,2 V-ról 3,0 V-ra csökken lemerülés közben.

Az akkumulátorfigyelés további összetettséget jelent. A Pi-nek nincs beépített -akkumulátormérője, így a készletek vagy külön Arduinót vagy mikrokontrollert tartalmaznak a feszültség figyelésére, vagy olyan speciális HAT-okat használnak, mint a PiJuice, amelyek I2C-n keresztül kommunikálnak az akkumulátor állapotáról. A CrowPi2 megjeleníti az akkumulátor százalékos arányát a képernyőn{5}}a szoftver segítségével, amely leolvassa a feszültséget az energiagazdálkodási kártyáról.

Jelkezelés és komponens kommunikáció

A színfalak mögött több kommunikációs protokoll tartja szinkronban az összetevőket.

A 40 tűs GPIO fejléc elsődleges kommunikációs buszként szolgál. Az energiagazdálkodási kártyák a 2-es (5V) és a 6-os (földi) érintkezőkhöz csatlakoznak az áramellátáshoz, míg más érintkezőkön I2C vagy SPI protokollokat használnak az adatcseréhez. A PiJuice HAT, amelyet számos barkácsépítésben használnak, közvetlenül a GPIO fejlécére rakódik, és I2C-n keresztül közli az akkumulátor állapotát, a bekapcsológomb megnyomásait és a töltési állapotot.

Az USB kezeli a legtöbb perifériás kommunikációt. A billentyűzetek, az érintőpadok és az egyéb eszközök, például a webkamerák a Pi USB-portjain vagy az energiagazdálkodási kártyán található integrált USB-elosztón keresztül csatlakoznak. A Pi ezeket szabványos HID (Human Interface Device) perifériákként ismeri fel, amelyek nem igényelnek speciális illesztőprogramokat a Raspberry Pi OS-en.

A kijelző csatlakozásai készlettípusonként eltérőek. A DSI-kapcsolatok nagyobb sávszélességet és egyszerűbb vezetékezést kínálnak,{1}}egyetlen 15 vagy 50 tűs szalagkábel videojelet és érintési adatokat is továbbít a kompatibilis képernyőkhöz. Ezek a szalagok azonban törékenyek. A HDMI-csatlakozásokhoz külön kábel szükséges a videóhoz és USB-kábel az érintőképernyők érintési funkcióihoz, valamint további kábelezés a háttérvilágításhoz, de robusztusabbak a gyakori össze- és szétszereléshez.

A hangtovábbítás általában a Pi 3,5 mm-es jack csatlakozóját vagy HDMI hangkimenetét használja. Egyes DIY összeállítások külön hangerősítő kártyát tartalmaznak, amely a Pi PWM érintkezőihez csatlakozik a jobb hangminőség érdekében. Az erősítő ezután a házba szerelt kis hangszórókat hajt meg. Az Instructables oldalon dokumentált Raspberry Pi és Arduino laptopprojekt tartalmaz egy dedikált Arduino kártyát, amely kizárólag az akkumulátor figyelésére szolgál, USB-n keresztül csatlakoztatva, és a feszültség OLED képernyőn való megjelenítésére van programozva.

Szoftverkonfiguráció és operációs rendszerek

A hardver összeszerelése csak a fele egyenletnek,{0}}a szoftverkonfiguráció minden zökkenőmentes működést biztosít.

A Raspberry Pi OS (korábban Raspbian) az alapértelmezett választás, amely a legtöbb készlethez tartozó microSD-kártyára{0}}előre van töltve. Ez a Debian{2}}alapú Linux disztribúció a Pi hardveréhez illesztőprogramokat tartalmaz, valamint oktatási szoftvereket, programozási környezeteket és LibreOffice-ot a termelékenység érdekében. A Pi-Top készlethez tartozik a Pi-topOS, egy testreszabott verzió, amely a CEEDuniverse-játékot tartalmazza, amely kódolást és elektronikát tanít.

A kijelző beállításához a /boot/config.txt fájl szerkesztése szükséges a microSD-kártyán. A nem-szabványos kijelzők esetén engedélyezhet bizonyos illesztőprogramokat, és kényszerítheti a HDMI-kimenetet, még akkor is, ha a rendszer nem észlel monitort. A hdmi_force_hotplug{6}} kritikus vonal biztosítja, hogy a Pi a videót az integrált képernyőre továbbítsa. A DSI-kijelzők esetében speciális fedvényeket kell betöltenie, amelyek megfelelnek a képernyő vezérlőchipjének.

A képernyő fényereje készletenként eltérő. Egyes kijelzők támogatják a szoftveres fényerő beállítását a /sys/class/backlight/ fájlokon keresztül, míg mások hardveres PWM vezérlést igényelnek GPIO érintkezőkön keresztül. Az érintőképernyő kalibrálása az xinput parancsokon vagy az operációs rendszerben található kalibrációs segédprogramokon keresztül történik.

Az akkumulátorkezelő szoftver figyeli a töltöttségi szintet, és kecses leállásokat indít el a teljes lemerülés előtt. A démonként elérhető PiJuice szoftver grafikus felhasználói felületet biztosít, amely az akkumulátor százalékos arányát, a feszültséget és a töltési áramot mutatja. Egyéni szkripteket tud végrehajtani meghatározott töltöttségi szinten,-például a képernyő elsötétítését 20%-nál vagy a leállítás kezdeményezését 5%-nál.

Oktatási szolgáltatások és tanulási platformok

Sok Pi laptopkészlet oktatási eszközként pozicionálja magát, nem csak hordozható számítógépként.

A CrowPi2 76 strukturált leckét tartalmaz, amelyek lefedik a Python programozást, a Scratch vizuális programozást, a Minecraft Pi kiadást és az AI/gépi tanulás alapjait. A kivehető billentyűzeten 22 elektronikus modul látható: LED-mátrixok, hangjelzők, mozgásérzékelők, RFID-olvasók és relékapcsolók. A tanulók olyan kódot írnak, amely GPIO érintkezőkön keresztül kölcsönhatásba lép a fizikai hardverrel, áthidalva a szakadékot a szoftver és az elektronika között.

A projekt{0}}alapú tanulás határozza meg ezeket a készleteket. Absztrakt programozási gyakorlatok helyett funkcionális eszközöket építenek a tanulók. A hőmérséklet-figyelő rendszer a DHT11 érzékelőmodult egy Python-szkripttel kombinálja, amely adatokat naplóz, és egy küszöb feletti ventilátort indít el. Az RFID ajtózárrendszer hitelesítési koncepciókat tanít meg a szervomotor vezérlése közben. Ezek a tapintható projektek konkrétabbá teszik a programozási koncepciókat.

A moduláris GPIO interfész megkülönbözteti a Pi laptopokat a hagyományos számítógépektől. Egy szabványos laptop mindent elzár egy szabadalmaztatott tokban. A Pi laptop készletek kívülről teszik elérhetővé a GPIO érintkezőket, ezzel ösztönözve a hardver bővítését. Külső érzékelőket, motorvezérlőket vagy akár Arduino kártyákat csatlakoztathat hibrid projektekhez. A Pi-Top PCB sínrendszert használ, ahol egyéni kártyákat csúsztat be, amelyek hozzáférnek a GPIO érintkezőkhöz és tápsínekhez.

Egyes készletek további összetevőket tartalmaznak a kiterjesztett tanulás érdekében. A CrowPi2 Deluxe készlet Crowtail modulokat tartalmaz-a Grove-modulokhoz hasonló plug-and-érzékelők és működtetők. Ezek szabványos, 4 tűs csatlakozókat használnak, így kiküszöbölhető a kenyérsütőtábla vezetékezése a fiatalabb diákok számára, miközben az érzékelő interfész fogalmait tanítják.

Barkácsépítés vs.-előre elkészített készletek

A nulláról való építés vagy a teljes készlet megvásárlása közötti választás a költségek, a testreszabás és az összetettség közötti kompromisszumot vonja maga után.

Az előre elkészített{0}}készlet előnyei a kényelemen és a megbízhatóságon állnak. A CrowPi-L 280-340 dollárba kerül, beleértve a Pi 4-es kártyát is, amely tesztelt, garantált megoldást kínál, amely 15 perc alatt összeszerelhető. Minden alkatrész kompatibilitást biztosít. Az energiagazdálkodási rendszer kezeli az olyan szélsőséges eseteket, mint a túltöltés elleni védelem és a hőleállítás. Az utasítások professzionálisan, jó minőségű diagramokkal vannak megírva. A támogatási fórumok és az ügyfélszolgálat segítenek a problémák megoldásában.

A barkácsépítések radikális testreszabást és költségmegtakarítást kínálnak, de jelentős műszaki készségeket igényelnek. A 7-hüvelykes HDMI-képernyővel (50 USD), vezeték nélküli billentyűzettel (15 USD), power bankkal (20 USD) és 3D{11}}nyomtatott tokkal (10 USD izzószálban) használt alapösszeállítás 100 USD alatt van a Pi előtt. Az igényeinek megfelelően kiválaszthatja a pontos képernyőméretet, a billentyűzet stílusát és az akkumulátor kapacitását. A tanulási élmény mélyebb – minden kapcsolatot megért, mert te alkottad azt.

A barkácsprojektek azonban rejtett kihívásokkal néznek szembe. A kompatibilis komponensek megtalálása órákig tartó kutatást igényel. A laptopok LCD-paneljei speciális vezérlőkártyákat igényelnek, amelyek panelmodellenként eltérőek,{2}}a rossz illesztőprogram használhatatlanná teszi a képernyőt. Az akkumulátorkezelés elektrotechnikai ismereteket igényel a nem megfelelő LiPo töltésből származó tűzveszély elkerülése érdekében. A mechanikai kialakításnak megvannak a maga nehézségei: a csuklópántoknak elég szilárdnak kell lenniük az ismételt nyitáshoz, ugyanakkor lehetővé kell tenni a kábelvezetést, és a súlyeloszlás befolyásolja a stabilitást, amikor a képernyő nyitva van.

A 3D nyomtatás egy újabb változót ad hozzá. A Thingiverse-en elérhető tokok tetszetősnek tűnnek, de előfordulhat, hogy az egyes összetevőknél hézagproblémák adódhatnak. A nyomtatási idők 8-12 óra között mozognak egy teljes ügy esetén. Sikertelen nyomtatási szálat és időt veszít. A durva élek utó-megmunkálása-csiszolása, a menetes lapkák hőkezelése-- további szerszámokat igényel.

A barkácsépítéshez használt összetevők beszerzése gyakran az AliExpressen vagy az eBay-en keresztül történik a költségek minimalizálása érdekében, ami hosszú szállítási időt és alkalmankénti kompatibilitási meglepetéseket eredményez. Az r/cyberdeck platformon népszerűsített back7.co Raspberry Pi Recovery Kit összetevői 100 dollár alatt vannak, ha Kínából szerzik be, de a 3-6 hetes szállítás lelassítja az iterációt.

Gyakori konfigurációs kihívások

Számos műszaki probléma jelentkezik ismételten a Pi laptop-összeállításokban, mindegyikhez sajátos megoldások tartoznak.

A HDMI-képernyő a megfelelő csatlakozás ellenére nem jelenik meg, általában tápellátási problémákra vagy helytelen config.txt-beállításokra utal. A Pi elindulhat (ezt villogó zöld LED jelzi), de nem küld videojelet. A megoldások közé tartozik a HDMI-kimenet kényszerítése a hdmi_force_hotplug=1 funkcióval, a hdmi_group és a hdmi_mode specifikus értékek beállítása a képernyő natív felbontásához, valamint annak biztosítása, hogy a hub-kártya megfelelően kommunikálja az EDID-t (Extended Display Identification Data) a Pi-vel.

Az elégtelen teljesítmény véletlenszerű leállásként, villám ikonként vagy a Pi nem indul el. A Pi 4 terhelés alatt 3 A-t igényel 5 V-on, míg a Pi 5-höz 5 A. Sok általános tápegység nem tudja ezt USB-n keresztül ellátni, különösen, ha egy kijelzőt is táplál. Használjon megfelelő áramerősséggel rendelkező, dedikált energiagazdálkodási kártyát, vagy kifejezetten laptop töltésére tervezett tápegységet. Mérje meg a tényleges feszültséget a Pi GPIO érintkezőin,-terhelés alatt 4,8 V felett kell maradnia.

Az akkumulátor százalékos jelentéséhez a Pi képességeit meghaladó hardver szükséges. A Pi GPIO érintkezőin nincs ADC (analóg---digitális konverter), amely közvetlenül leolvassa az akkumulátorfeszültséget. A megoldások közé tartozik az Arduino vagy a Pico használata a feszültség mérésére egy feszültségosztón keresztül, és az adatok továbbítása USB-n keresztül, vagy a Pi-hez tervezett HAT, például PiJuice vagy UPS-csomagok használata, amelyek akkumulátorfigyelő IC-ket tartalmaznak.

A szalagkábel meghibásodása gyakran fordul elő DSI-csatlakozások esetén. A vékony lapos kábelek megkopnak az ismételt bedugások/kihúzások vagy túlzott hajlítás miatt. Kezelés közben soha ne húzza magát a kábelt{2}}nyomja meg a műanyag füleket a csatlakozók kioldásához. A kábeleket bőséges szervizhurokkal vezesse el, hogy elkerülje a csatlakozási pontok feszültségét. Fontolja meg a HDMI-csatlakozásokat a gyakori szétszerelést igénylő építményeknél.

A Trackpad felismerési problémái általában az USB inicializálási időzítéssel kapcsolatosak. Egyes trackpadek nem inicializálódnak elég gyorsan a rendszerindítás során. Adja hozzá az usb_max_current_enable=1 fájlt a config.txt fájlhoz az USB-teljesítmény növelése érdekében, vagy csatlakoztassa a görgetőpadot egy meghajtott USB-elosztón keresztül. Az alternatív megoldások közé tartozik egy udev-szabály hozzáadása az USB-eszközök visszaállításához a rendszerindítás után.

Teljesítményelvárások

Annak megértése, hogy egy Pi laptop mire képes és mit nem, megelőzi a csalódást, és útmutatást ad a használati esetekhez.

A 4 GB RAM-mal rendelkező Raspberry Pi 4 hozzáértően kezeli az alapvető számítási feladatokat. A Chromiumban végzett webböngészés a legtöbb webhelyen működik, bár a nehéz JavaScript-alkalmazások késhetnek. A LibreOffice Writerben való gépelés érzékeny, és a néhány száz soros táblázatok megfelelően működnek. A YouTube-videók zökkenőmentesen játszhatók le 1080p felbontásban, a hardveres gyorsítás mellett, bár a 4K lejátszás akadozik.

A programozási és fejlesztői környezet jól működik. A Python-szkriptek gyorsan végrehajtódnak tipikus oktatási vagy hobbiprojektekhez. A VSCode másodpercek alatt betöltődik a Pi 4-en. A kis C-programok fordítása másodpercekig tart, míg a nagyobb projektek percekig tarthatnak. A Pi jeleskedik a GPIO-alapú projektekben-, az érzékelők olvasása és az aktuátorok vezérlése valós időben- probléma nélkül megtörténik.

A játékkal kapcsolatos elvárásoknak reálisnak kell lenniük. A RetroPie-n keresztüli retro játék kiválóan működik a PlayStation 1-ig terjedő rendszereknél. A Minecraft Pi kiadás zökkenőmentesen fut. A modern 3D-s játékok nem életképesek. Böngésző{5}}alapú játékok és ARM-hez portolt egyszerű független játékok működhetnek.

A Pi 5 jelentős teljesítményjavulást hoz. Négy-magos Cortex-A76 processzora 2,4 GHz-en több mint kétszerese a Pi 4-hez képest. A videószerkesztés egyszerű eszközökkel megvalósíthatóvá válik. Több böngészőlap nem okoz rendszerlassulást. A rendszerindítási idő 20 másodperc alá csökken a gyors microSD-kártyák vagy a PCIe 2.0 interfészen keresztüli NVMe tárhely használatával.

A tárolási sebesség jelentősen befolyásolja a felhasználói élményt. A gyors microSD-kártya (UHS-3 vagy jobb) érzékenységet biztosít a rendszernek. A Pi 5-től M.2 HAT-ig elérhető NVMe SSD-k szinte azonnal átalakítják az élményt – az alkalmazások betöltődnek, és a nagy fájlműveletek gyorsan befejeződnek. A sebességkülönbség észrevehetőbb, mint a CPU-frissítéseknél.

Az akkumulátor élettartama reális használat mellett átlagosan 4-8 óra a Pi-modelltől, az akkumulátor kapacitásától és a képernyő fényerejétől függően. Egy Pi 4 11,6 hüvelykes kijelzővel 50%-os fényerő mellett nagyjából 10-15 W-ot fogyaszt, ami azt jelenti, hogy egy 5000 mAh-s akkumulátor 7,4 V-on (37 Wh) körülbelül 3-4 órát biztosít. A Pi Zero 2 W kis kijelzővel 8-10 órát képes elérni ugyanazzal az akkumulátorral. A Pi 5 magasabb energiafogyasztása 30-40%-kal csökkenti a működési időt, mint a Pi 4 hasonló akkumulátorokkal.

Összehasonlítás: Pi laptopok vs. hagyományos laptopok

A Pi laptopok különálló rést foglalnak el, amely nem versenyez közvetlenül a hagyományos laptopokkal, és nem is helyettesíti azokat.

A költségszámítások a hagyományos olcsó laptopokat részesítik előnyben a tiszta számítási érték miatt. Egy 200 dolláros Chromebook vagy felújított Windows laptop kiváló teljesítményt, hosszabb akkumulátor-élettartamot és professzionális összeépítési minőséget biztosít. Könnyű Linux-disztribúciókat telepíthet régi laptopokra, hogy Pi{3}}élményt kapjon jobb hardverrel. A Pi laptopok gazdaságossága az oktatási értéken vagy a GPIO-hozzáférést igénylő speciális használati eseteken alapul.

Az oktatási érték az, ahol a Pi laptopok igazolják létezésüket. Az elektronika és a programozás együttes elsajátítása a GPIO-projekteken keresztül lehetővé teszi, hogy a lezárt laptopokkal lehetetlen megérteni{1}}. Az operációs rendszerek cseréje microSD-kártyák cseréjével a rendszerbetöltőkről és a fájlrendszerekről tanít. A hardverkapcsolatok hibaelhárítása fejleszti a problémamegoldó készségeket. Az átlátszó, moduláris felépítés a számítógépek működését mutatja be, nem pedig a bonyolultságot egy csiszolt héj mögé rejtve.

A testreszabási lehetőségek nagyságrendekkel felülmúlják a hagyományos laptopokat. Külső SSD-t szeretne hozzáadni USB-n keresztül? SDR vevő rádióprojektekhez? LIDAR érzékelő robotikához? A Pi laptop könnyen befogadja ezeket a kiegészítéseket. A hagyományos laptopok USB-eszközökre és talán egy belső M.2-es bővítőhelyre korlátozzák a bővítést. A Pi laptopok GPIO, SPI, I2C és soros interfészeket tesznek elérhetővé a közvetlen hardveres vezérléshez.

A hordozhatóság finoman eltér a hagyományos laptopoktól. A Pi laptopok tömege -általában 1-1,5 kg, szemben a pénztárcabarát hagyományos laptopoké 1,5-2,5 kg-mal. De sérülékenyebbek is, fedetlen alkatrészekkel és kevésbé robusztus vázszerkezettel. Az akkumulátor élettartama általában elmarad a modern, hatékony ARM vagy mobil használatra optimalizált Intel CPU-kkal rendelkező laptopokétól.

A Pi laptopok felhasználási területe magában foglalja a programozás és az elektronika tanulását, a hordozhatóságot igénylő IoT-projektfejlesztést, a könnyű számítástechnikát az utazáshoz, amikor a teljesítmény nem kritikus, valamint az oktatási környezeteket, ahol a diákok megépítik és személyre szabják számítógépeiket. Az elsődleges számítástechnika, a professzionális munka vagy a játékok számára a hagyományos laptopok továbbra is kiváló választások maradnak.

Kit opciók és szempontok

A jelenlegi piac többféle megközelítést kínál a Pi laptopokhoz, amelyek mindegyike más-más prioritásokhoz van optimalizálva.

A CrowPi2 (konfigurációtól függően 340-440 USD) az oktatást célozza meg integrált elektronikai műhelyével. A 11,6{12}}hüvelykes, 1920x1080-as IPS-kijelző éles képet nyújt. A billentyűzet felemelkedik, hogy láthatóvá váljanak az alatta lévő tanulási modulok – nincs szükség táblára. 76 leckét tartalmaz, és Pi 4-el vagy Pi 5-tel működik. A kompromisszum a 7,3 font súly és a tömeg, ami csökkenti a valódi hordozhatóságot. Ez jobban megfelel az osztálytermi vagy otthoni tanulási állomásoknak, mint a mobil számítástechnika.

A CrowView Note (169 dollár) más megközelítést alkalmaz: ez nem egy laptop, hanem egy hordozható monitor laptop formájában. A 14,1-hüvelykes, 1080p felbontású képernyő, a billentyűzet és az érintőpad külső eszközökhöz csatlakozik HDMI-n és USB{10}}C-n keresztül. A Pi 5 vagy Pi 4 egy adapterkártyán keresztül csatlakozik (5 dollár extra), amely az oldalhoz csatlakozik, így a GPIO érintkezők elérhetők maradnak. Ez a kialakítás rugalmasságot kínál – használja a Pi-vel tanuláshoz, csatlakoztassa telefonját asztali módhoz, vagy csatlakoztassa a játékkonzolt. Az 5000 mAh-s akkumulátor a kijelzőt és a Pi-t is 4-6 órán keresztül táplálja. Az építési minőség megfelelő, de nem prémium, műanyag szerkezettel.

A LapPi 2.0 (119 ${8}}155) minimalista megközelítést kínál átlátszó akril konstrukciójával, amelyen minden alkatrész látható. A 7 hüvelykes kapacitív érintőképernyő miatt ez a netbook inkább a laptop, mint a laptop. Kompatibilis az összes Pi modellel Zero-tól 5-ig, kamerát, hangszórókat és billentyűzetet tartalmaz. Öt színválaszték lehetővé teszi az esztétika kiválasztását. A kompakt méret (kisebb, mint a legtöbb táblagép) valóban zsebben hordozhatóvá teszi, bár a kis képernyő korlátozza a termelékenységet.

A történelmi összefüggések szempontjából az eredeti Pi-Top (megszűnt, de időnként használt használt) úttörő szerepet játszott a Pi laptopkészlet koncepciójában, teljes méretű, 13,3- hüvelykes kijelzővel és moduláris sínrendszerrel. A lecsúsztatható felső lemez könnyű hozzáférést biztosított az alkatrészekhez. Az akkumulátor élettartama meghaladta a 10 órát. A cserealkatrészek keresése azonban most nehéz, és csak a régebbi Pi modelleket támogatja.

A barkácsépítőknek figyelembe kell venniük az összetevő ökoszisztémát. Az Adafruit, a Pi Supply és az SB Components egyedi alkatrészeket és részletes projektútmutatókat kínál az egyedi összeállításokhoz. 3A Thingiverse és a Printables D-nyomtatási közösségei több száz Pi laptop-tervet tartalmaznak, változó összetettséggel. A Reddit r/cyberdeck közösségében népszerűsített cyberdeck esztétika több tucat egyedi Pi laptop-konstrukciót inspirált katonai, steampunk vagy retro számítógépes stílusban.

Speciális módosítások és fejlesztések

Az alapvető összeszerelésen túl számos módosítás javítja a Pi laptop képességeit.

Az NVMe SSD hozzáadása drámaian javítja a rendszer válaszkészségét a Pi 5 buildeken. Az M.2 HAT+ a PCIe 2.0 interfészhez csatlakozik, így 512 GB-os vagy nagyobb SSD-ket tesz lehetővé. A rendszerindítási idő 10 másodpercre csökken, az alkalmazások azonnal elindulnak, és a nagy fájlokkal végzett műveletek gyorsan befejeződnek. Az energiafogyasztás-növekedés minimális,-körülbelül 1-2W, ezért ez a csekély akkumulátorterhelés ellenére is megéri.

A külső antenna módosításai javítják a Wi-Fi hatótávolságát és stabilitását, ami különösen fontos a hordozható számítógépeknél. A Pi 4 és 5 rögzítőnyílásokat tartalmaz a külső antennák számára. Az U.FL–SMA pigtail kábelek csatlakoztatják a Pi antennacsatlakozóit a házon lévő panel-SMA aljzatokhoz, ahol nagyobb-erősítésű antennákat csatlakoztathat. Ez különösen értékes a belső antennát árnyékoló fémházaknál.

A hűtőoldatok megakadályozzák a hőfojtást tartós terhelés esetén. A passzív hűtőbordák könnyű használat esetén működnek, de az aktív hűtés fenntartja a teljes teljesítményt. A kisméretű 5 V-os ventilátorok közvetlenül a GPIO-tűkre szerelhetők fel a tápellátás érdekében, amelyeket Python-szkriptek vezérelnek, amelyek a CPU hőmérséklete alapján állítják be a ventilátor sebességét. A Pi 5 hivatalos Active Cooler-je hőmérséklet-érzékelőt és ventilátorvezérlést integrál a ház kialakításába.

A kijelzőfrissítések lehetővé teszik a nagyobb felbontású vagy nagyobb képernyők cseréjét, ha módosítani szeretné a házat. Minden kompatibilis feszültségigényű HDMI-kijelző működik, bár előfordulhat, hogy új előlapokat vagy zsanérokat kell 3D-ben nyomtatnia. Az érintőképernyős funkciókhoz USB-s érintőképernyős vezérlőre vagy beépített USB érintőképernyős kijelzőre van szükség-.

A GPIO bővítőkártyák további funkciókat kínálnak. A LoRa rádióhoz, GPS-hez vagy mobilkapcsolathoz használható HAT-ok a Pi laptopot terepi számítástechnikai eszközzé alakítják. A Raspberry Pi TV HAT digitális televíziós adásokat fogad. A Sense HAT környezeti érzékelőkkel, giroszkópokkal és LED-mátrixokkal lehetővé teszi az interaktív projekteket külső komponensek nélkül.

Valódi-alkalmazások és használati esetek

A Pi laptop készletek olyan speciális réseket szolgálnak ki, ahol egyedi jellemzőik a hagyományos alternatívákon felüli értéket képviselnek.

Az oktatási környezet a legközvetlenebbül előnyös. Az iskolák és a kódoló táborok CrowPi2-t és hasonló készleteket használnak a programozás oktatására azonnali fizikai visszajelzéssel. A tanulók olyan Python-kódot írnak, amely LED-eket világít, hőmérséklet-érzékelőket olvas, vagy szervomotorokat vezérel-. Mindez látható a laptopba integrált munkaterület-táblán. A microSD-kártya cseréjének lehetősége lehetővé teszi, hogy több diák ugyanazt a hardvert használja személyre szabott projektekhez. Egy tanár 30%-kal nagyobb elkötelezettségről számolt be, amikor a tanulók fizikailag látták, hogy kódjuk hatással van a hardverre, mint a tisztán szoftveres gyakorlatoknál.

A távoli helyszíneken végzett terepmunka kihasználja a Pi laptop alacsony energiafogyasztását és modularitását. A környezetkutatók egyedi Pi laptopokat használnak GPS-szel és mobil HAT-okkal az érzékelőadatok naplózására túrázás közben. A hosszú akkumulátor-élettartam és a masszív barkácstokok ellenállnak az olyan körülményeknek, amelyek károsítanák a drága laptopokat. Az LTE HAT-okon keresztüli mobilkapcsolat hozzáadása lehetővé teszi az adatok feltöltését Wi-Fi nélküli helyekről. A GPIO érintkezők közvetlenül csatlakoznak tudományos műszerekhez USB-adapterek nélkül.

A kiberbiztonsági szakemberek a Pi laptopokat használják hordozható penetrációs tesztelési platformként. A könnyű Linux-környezet, a GPIO a hardveres feltörő eszközökhöz és a nem feltűnő forma teszi ezeket hasznossá a biztonsági értékelésekhez. Az olyan eszközök, mint a Kali Linux, hatékonyan futnak a Pi 4 és Pi 5 modelleken. A különböző szerszámkonfigurációkkal rendelkező microSD-kártyák gyors cseréje rugalmasságot biztosít a műveletek során.

Az IoT-prototípusokat építő amatőrök értékelik a hordozhatóságot a helyszíni teszteléshez{0}}. A különálló monitorral és billentyűzettel rendelkező asztali Pi-beállítás helyett a Pi laptop segítségével közvetlenül konfigurálhatja az érzékelőket vagy az automatizálási rendszereket, ahol azokat telepíteni kell. A GPIO hozzáférés továbbra is elérhető marad a tesztáramkörökhöz való csatlakozáshoz, miközben a teljes fejlesztői környezet integrálva van.

Az off{0}}rácsos számítási forgatókönyvek a minimális energiaigény miatt jól illeszkednek a Pi laptopokhoz. Napelemekkel és energiabankokkal kombinálva számítási képességet biztosítanak kabinokban, csónakokban vagy járművekben. Az egyik gyártó egy Pi 4 laptopot dokumentált, amely teljes egészében 50 W-os napelemes panellel működik, az íráshoz és az alapvető számítástechnikai feladatokhoz kisteherautóban utazva. A rendszer 3-4 óra napfény alatt teljesen feltöltődött és 6-8 óra esti használatot biztosított.

Egyes felhasználók kifejezetten a figyelemelvonás{0}}szabad írására készítenek Pi laptopokat. A korlátozott teljesítmény megakadályozza az esztelen webböngészést és a közösségi médiát, míg a LibreOffice teljes szövegfeldolgozási képességet biztosít. A „digitális minimalizmus” kultusza felkarolta a Pi laptopokat, mint szándékosan alulteljesített eszközöket, amelyek a koncentrált munkára ösztönöznek. Az egyik szerző csak egy Pi Zero 2 W-os, 7 hüvelykes képernyővel ellátott laptoppal készített el egy regényt, azt állítva, hogy a korlátok fokozták a kreativitást.

A retrojátékok szerelmesei olyan egyedi hordozható játékeszközöket hoznak létre, amelyek felületesen hasonlítanak a laptopokra, de a RetroPie-t futtatják. Ezek az összeállítások gyakran tartalmaznak játékvezérlő gombokat a vázra szerelve a hagyományos billentyűzetkiosztás mellett vagy helyett. Az alaktényező nagyobb képernyőt biztosít, mint a kézi eszközök, miközben hordozható marad. A 6-10 órás akkumulátor-élettartam támogatja a hosszabb játékmeneteket.

A költségvetés számítása a fejlődő régiókban egy másik felhasználási eset, bár ez alapos költségelemzést igényel. Azokon a piacokon, ahol 200 dollárért vásárolnak egy éves bért, egy 100 dolláros barkács Pi laptop, amely helyi képernyőket és billentyűzeteket használ, számítástechnikai hozzáférést biztosíthat. A digitális írástudásra összpontosító szervezetek olyan programokat próbáltak ki, amelyek a készlet részeiből épült Pi laptopokat használják, amelyek egyszerre tanítják a számítástechnikai és a hardver-összeállítási ismereteket.

Amikor készlet vagy barkácsolási megközelítés mellett dönt, vegye figyelembe a tényleges használati esetet, a technikai kényelem szintjét és a költségvetési korlátokat. Maga a fizikai összeszerelési folyamat jelentős tanulási értéket biztosít, még akkor is, ha az eredményül kapott eszköz másodlagos számítógépként szolgál, nem pedig elsődleges gépeként. Az ökoszisztéma folyamatosan fejlődik,{2}}az újabb készletek támogatják a Pi 5 jobb teljesítményét, miközben a közösség havonta készít új terveket és módosításokat. Akár diákokat tanít, akár IoT-eszközök prototípusát készíti, vagy csak a számítógépek alapvető működését kutatja, a Pi laptopkészletek egyedülálló platformot kínálnak, amely áthidalja a szakadékot a hagyományos számítástechnika és az elektronikai gyakorlatok között.

Azok számára, akik barkácsolást készítenek, csatlakozzanak olyan közösségekhez, mint az r/cyberdeck, a Raspberry Pi fórumok és különféle Discord-szerverek, ahol az építők megosztják a terveket, elhárítják a problémákat, és bemutatják az elkészült projekteket. A kollektív tudás felgyorsítja az építkezést, és megakadályozza a gyakori hibákat. Kezdje egy egyszerű készlet felépítésével, mielőtt teljesen egyedi tervezéssel próbálkozna,-a megszerzett tapasztalatok annak megértésében, hogy a kereskedelmi készletek hogyan oldják meg a problémákat, alapjai lesznek az egyéni tervezési döntéseknek.