Costruisci il tuo smartphone

Questo tutorial ti porta dall'inizio alla fine nella costruzione del tuo smartphone personale. Inizierai stampando in 3D una custodia, quindi saldando insieme i circuiti stampati, assemblando e infine installando un sistema operativo mobile sul telefono e utilizzando Python per renderlo tuo. Puoi saperne di più su questo progetto su hackaday.io/project/5083

Abilità richieste:

  • Saldatura di base
  • Familiarità con il Raspberry Pi

O:

Un sacco di tempo e pazienza

Passaggio 1: raccogliere materiali

Prima di iniziare, raccogliamo i componenti richiesti per la compilazione. Sono necessari i seguenti componenti elettronici e PCB:

  1. Raspberry Pi A + 256 MB
  2. Adafruit FONA versione uFL
  3. PiTFT da 3, 5 pollici assemblato
  4. Raspberry Pi Camera 5MP
  5. Powerboost 500 Basic
  6. Antenna GSM
  7. Altoparlante metallico 1W 8 ohm
  8. Adattatore Wifi USB
  9. Microfono a elettrete
  10. Batteria agli ioni di litio da 1200 mAh
  11. Viti 4-40 x 3 / 8in
  12. Viti M2, 5 x 5 mm
  13. Viti M2, 5 x 20 mm
  14. Viti M2 x 5 mm
  15. Interruttore a scorrimento
  16. Filo

In attesa della spedizione delle parti, è possibile stampare in 3D la custodia.

Passaggio 2: stampare in 3D la custodia

Lo smartphone è composto da due parti stampate in 3D che compongono la custodia: la parte superiore e quella inferiore. Scarica i file .stl su thingiverse //www.thingiverse.com/thing:752746. Se non hai accesso a una stampante 3D, puoi pagare un'azienda come Shapeways per farlo per te. Se si desidera personalizzare la custodia in base alle proprie esigenze, scaricare i file Solidworks dalla mia pagina Github.

Io stesso ho pagato un'azienda per fare la stampa 3D per me perché non ho i fondi per comprarne una da solo. Se desideri altri progetti stampati in 3D da parte tua, per favore vota per il tifone nel concorso di stampa 3D. Grazie!

allegati

Passaggio 3: cablare il circuito di alimentazione

Ora cominciamo a cablare tutto insieme. Nel diagramma di Fritzing, c'è un Raspberry Pi. Invece di collegarti a Raspberry Pi, collega i tuoi fili all'intestazione maschio a 26 pin sul PiTFT. Ora che lo abbiamo rimosso, iniziamo a stabilire connessioni.

  1. Collega "bat" su Adafruit FONA a "bat" su Power Boost.
  2. Saldare un filo da GND su FONA a GND su Power Boost.
  3. Saldare un filo da GND sull'amplificatore di potenza a un terminale su un interruttore a scorrimento.
  4. Collega anche il pin GND sull'amplificatore di potenza a un pin di terra sul PiTFT (stesso Pinout dei primi 26 pin su un Raspberry Pi, nota la freccia e "1" che indica il pin 1, che è 3v3)
  5. Collega la linea 5V su Power Boost a un pin 5v sul tuo PiTFT.
  6. Saldare un filo dal terminale centrale dell'interruttore a scorrimento al pin "EN" (Abilita) su Power Boost.
  7. Saldare un filo dal pin "KEY" sul FONA al pin 40 (GPIO 21) sul Raspberry Pi. (Modificato su commit acd5c08)
  8. Posiziona il PiTFT sul tuo Raspberry Pi A +
  9. Ricontrolla le tue connessioni

MENTRE TESTARE, ASSICURARSI DI NON COLLEGARE UN MICRO USB 5V. IL PI È GIÀ ALIMENTATO DALLA BATTERIA A IIO DI LITIO

Se si fa scorrere l'interruttore a scorrimento, i LED di Power Boost dovrebbero illuminarsi e Raspberry Pi dovrebbe accendersi. Anche la retroilluminazione PiTFT dovrebbe accendersi. Se hai un'immagine PiTFT sulla scheda SD del tuo Pi, anche lo schermo dovrebbe avviarsi. Altrimenti, rimarrà solo bianco solido, che per ora va bene. Molto probabilmente, nessun LED si illuminerà sul FONA. Per accendere FONA, tenere premuto il tasto Key sul dispositivo per due secondi o tirare GPIO 18 sul Raspberry Pi alto per due secondi. Se puoi alimentare Pi, TFT e FONA dalla batteria e spegnere tutto da un interruttore, sei pronto per il passaggio successivo.

Passaggio 4: terminare il cablaggio

Ora che la connessione di alimentazione è terminata, possiamo continuare a collegare l'UART a Raspberry Pi, agli altoparlanti e al microfono. Iniziamo.

  1. Saldare l'altoparlante da 8 ohm su "spk +" e "spk -" su FONA. La polarità non ha importanza.
  2. Saldare il filo rosso sul microfono a elettrete al pin Mic + sul FONA.
  3. Saldare il filo nero sul microfono a elettrete al pin del microfono sulla FONA.
  4. Collegare il pin "RI" (indicatore dell'anello) sull'Adafruit FONA al pin 7 (GPIO 4) sul PiTFT.
  5. Collegare TX su FONA al pin 10 (RX) su PiTFT.
  6. Saldare RX sul FONA al pin 8 (TX) sul PiTFT.
  7. Salda Vio sulla FONA per battere, anche sulla FONA. Se lo desideri, puoi anche utilizzare una linea 3v3 sul Raspberry Pi.
  8. Aggancia l'antenna uFL al connettore uFL su FONA.
  9. Ricontrolla le tue connessioni.

Se accendi tutto adesso, dovrebbe comportarsi come nell'ultimo passaggio. Nel prossimo passaggio, configureremo FONA aggiungendo una scheda SIM che la renderà in grado di comunicare su una rete cellulare.

Passaggio 5: Aggiungi scheda SIM

Ora che il cablaggio è completo, possiamo aggiungere una scheda SIM per consentire a FONA di comunicare su una rete cellulare. FONA utilizza reti di dati 2G, come T-Mobile. FONA non funziona con reti 3G o 4G. AT&T ha in programma di chiudere la propria rete 2G nel 2016, quindi utilizzeremo un kit di attivazione della scheda SIM T-Mobile. FONA utilizza una scheda SIM standard, quindi una scheda SIM Micro o Nano non si adatta. Una volta che hai una carta, attivala seguendo i passaggi su t-mobile.com/activate. Al termine, inserisci la scheda nel tuo FONA e accendi tutto. Se il LED rosso su FONA lampeggia ogni 3 secondi, il tuo FONA è collegato a una rete cellulare! Nel prossimo passaggio, configureremo il software per far comunicare il tuo Raspberry Pi con FONA.

Ulteriori informazioni sulle reti di T-Mobile sono disponibili qui

Se non ti trovi in ​​un'area con copertura T-Mobile, qualsiasi rete con servizio GSM 2G funzionerà altrettanto bene.

Passaggio 6: imposta la scheda SD

Ora che hai tutto l'hardware collegato, possiamo configurare Raspberry Pi per comunicare con esso. Inizia facendo lampeggiare l'ultima versione del sistema operativo PiTFT su una scheda micro SD per il tuo Raspberry Pi. Ti consigliamo di utilizzare l'ultima immagine PiTFT, che può essere scaricata qui. Installare l'immagine sulla scheda SD seguendo queste istruzioni. Una volta preparata la scheda SD, inseriscila nel Pi e accendila. Dovresti ottenere l'utilità raspi-config sul tuo PiTFT. Potrebbe essere piccolo ma lo farà per ora. Ci sono alcune cose che devi configurare raspi-config:

  1. Espandere il filesystem è un must.
  2. Abilita fotocamera
  3. Disabilita la porta seriale. In questo modo Raspberry Pi può comunicare con FONA
  4. Abilita SSH. Questo è essenziale perché A + ha solo una porta USB.

Termina l'installazione e riavvia il tuo Pi.

Digitando startx il Raspberry Pi entrerà in LXDE sul PiTFT. Per inserire LXDE tramite il tipo di porta HDMI

 FRAMEBUFFER = / dev / fb0 startx 

Passaggio 7: configura WiFi e cancella desktop

Il telefono non avrà una tastiera, quindi per accedere a una riga di comando dovrai configurare il WiFi e usare ssh. Sul desktop, inserisci le informazioni di rete utilizzando Wifi Config. Spegni il Raspberry Pi e inserisci un dongle Wifi. Se non riesci ancora a connetterti tramite ssh, prova a utilizzare un hub USB per iniziare. Maggiori informazioni sulla configurazione del WiFi sono disponibili qui. Una volta connesso tramite SSH, puoi cancellare le icone del desktop e rimuovere la barra delle applicazioni per rendere il tuo telefono più professionale. I passaggi seguenti non sono necessari e potrebbero non funzionare nelle versioni successive di Raspbian.

1. Passare alla directory desktop con il comando

 cd Desktop 

2. Rimuovi tutte le icone delle app con il comando:

 sudo rm * 

3. Torna indietro con

 cd / home / pi 

4. Aprire il file lxsession con il comando:

 sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE / avvio automatico 

5. Commenta la riga "@lxpanel --profile LXDE"

6. Salvare e uscire dal file.

Passaggio 8: completare l'installazione del software

Prova FONA

Per provare FONA, installa minicom con il comando:

 sudo apt-get install minicom 

Quindi eseguire:

 sudo minicom -D / dev / ttyAMA0 -b 9600 

Dovresti ottenere un terminale seriale. Se digiti

 A 

dovresti riavere "OK". In caso contrario, controlla le tue connessioni. In tal caso, FONA è pronta per l'uso.

Ruota schermo

Potresti aver notato che il testo sul PiTFT è laterale e non orientato verso un telefono. Consente di cambiarlo con il comando:

 sudo nano /etc/modprobe.d/adafruit.conf 

Nel file, modifica il parametro "ruota" su 180.

Infine, per fare in modo che il Pi si avvii automaticamente su LXDE sul PiTFT, seguire questo passaggio nella guida adafruit:

//learn.adafruit.com/adafruit-pitft-28-inch-resistive-touchscreen-display-raspberry-pi/extras#boot-to-x-windows-on-pitft

Calibra touchscreen

Avviare X e vedere se il touchscreen funziona correttamente. Se il mouse non si trova nella posizione corretta quando si tocca, sarà necessario calibrare il touchscreen. Esegui questo comando per farlo:

 sudo adafruit-pitft-touch-cal 

Lo script calibrerà il touchscreen per funzionare con il nuovo orientamento.

Installa il software della fotocamera

Ora consente di installare il software utilizzato per scattare foto con la fotocamera Raspberry Pi. Primo tipo:

 sudo apt-get install python-pip 

Installa picamera con:

 sudo pip installa picamera 

Passaggio 9: installare TYOS

TYOS è il sistema operativo mobile (tecnicamente, una versione modificata di Raspbian è il sistema operativo e TYOS è solo una sovrapposizione GUI) utilizzata per dare al telefono la possibilità di inviare e ricevere messaggi SMS ed effettuare chiamate. Per scaricare TYOS, eseguire il comando:

 wget //github.com/spadgenske/tyos/archive/0.5.6.zip 

Estrarre il file zip con il comando:

 decomprimere 0.5.6 

Infine rinominalo con:

 mv TYOS-0.5.6 tyos 

Per avviare TYOS, eseguire il comando:

 sudo python /home/pi/tyos/src/main.py 

In TYOS, effettua una chiamata e invia un messaggio di testo per assicurarsi che tutto funzioni. Una volta che tutto funziona perfettamente, possiamo configurare TYOS per l'avvio all'avvio, quindi non è richiesto SSH.

Digitare sudo nano /etc/rc.local per accedere al file di configurazione. In fondo, proprio prima della riga "exit 0", aggiungi una riga che dice quanto segue:

 sudo python /home/pi/tyos/src/main.py --power 

Il tag --power accende FONA. Senza di essa, TYOS presume che FONA sia attiva.

Cambia lo sfondo con il comando:

 sudo mv tyos / graphics / desktop-background.png / etc / alternatives / desktop-background 

Assicurati di non includere .png alla fine della riga.

Ora riavvia il tuo Pi. TYOS dovrebbe avviarsi all'avvio!

AGGIORNAMENTO 23/05/16: TYOS 0.5.6

Passaggio 10: mettere tutto insieme

Ora possiamo proteggere tutto nella custodia completando lo smartphone.

  1. Usando della colla a caldo, incolla l'altoparlante e il microfono nelle loro fessure.
  2. Utilizzando le viti M2, avvitare la fotocamera Raspberry Pi. Instradare il cavo a nastro in modo che sia lontano da qualsiasi altra elettronica.
  3. Usando le viti M2.5, avvitare il Raspberry Pi A + con scheda SD e USB Wifi nella custodia.
  4. Collegare il cavo a nastro della fotocamera Pi al Pi con il blu rivolto verso la fotocamera.
  5. Usando anche le viti M2.5, avvitare la SIM FONA nella custodia.
  6. Organizza il cablaggio assicurandoti che non interferisca con nessun'altra elettronica.
  7. Avvolgere Power Boost con del nastro isolante per evitare cortocircuiti.
  8. Inserisci il Power Boost e la batteria tra Raspberry Pi e PiTFT.
  9. Colla a caldo l'interruttore a scorrimento nella fessura dell'interruttore nella parte superiore della custodia.
  10. Usando 4-40 viti, avvitare insieme le metà superiore e inferiore della custodia.
  11. Metti alla prova tutto.

Congratulazioni! Hai appena costruito il tuo smartphone! Se non ti piace che il telefono si chiami "tytelli", cambia il logo in /home/pi/tyos/graphics/logo.png come preferisci.

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