そうだ，ラズパイでポータブルしよう！(仮実装編)：まねごと日記：SSブログ

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そうだ，ラズパイでポータブルしよう！(仮実装編)　[Raspberry Pi] [編集]

あ，それでこれ，つづく… の？

って事で，続きです（ポシャって無かった笑

今回は実装編。
いつも以上のやっつけ感，多分史上最高！
これはもう，ポータブルって領域を超え，Displayにラズパイを "盛り付けた" だけな感じです。

ざっくり，盛り付けのポイントは…

Display裏にある "謎のネジ穴" を使って臓物を固定する。
プッシュスイッチでShutdown/Rebootする為，電源制御基盤を用意する。
完全ワイヤレス化の為，モバイルバッテリーを載せる。

で，こんな感じ…

あらあら，まぁまぁ，なんて酷い有様…?（笑
これぞプロトタイピングのプロトタイプ！（意味不明

酷いのは裏面だけでは有りません。
表側もキッチリ… HDMI，USB-Cの出っ張りが残念感を演出…

『もう少し，どうにかならなかったの？』って総ツッコミ間違い無しな仕上がり（爆
正直，当方も，泣きたい…

『そうだ，ラズパイでポータブルしよう！』は…

な，感じでやってます。(ました。)

20201011追記
タミヤプラ板(1.5mm厚)で簡易カバーを作ってみました。

FANも固定したし，少しはマシになるかな…

"ラズパイで何かする"って時，実験や仕込みをする環境って，ごちゃごちゃしませんか？
"サーバもどき"の実験なら，電源と有線LANを繋いで部屋の隅っこに放置，SSHで操作するので，そう面倒な事になら無いけど，画面が必要なkodiやら…ゲームエミュやら…を，やりだすと途端にごちゃごちゃ… GPIOを使う実験となると，もうカオスです。

そんなわけで…

コンセプト(笑)

"家中モバイル" が出来る程度の可搬性を確保する。
モバイルバッテリーを載せて，完全ワイヤレス化する。
Display, ラズパイ等，出来るだけそのまま使う。
できるだけ薄くする。
GPIOは全ピン使えるようにする。
画面は横でも縦でも使えるようにする。

で，あの有様… どうしてこうなった orz

作成途中はこんな感じ…

Displayに臓物を貼り付ければいいじゃんっと，軽く考えていたのですが…
実は，このDisplay，取りつく島がない… バラそうにも，どこにもネジがない…
はめ込み？接着？

それでも，裏面に2つのネジ穴が空いていて，添付品にもネジが付いている。
ただ，このネジ穴，ネジに関しては，マニュアルに一切の記述無し。
一体何に使えっと？
10cm幅なので，vesaマウント？でも穴２つだし…

Displayをバラすの面倒そう(確実に壊す)なので，このネジ穴を使って，臓物を~~盛り付ける~~取り付けてしまおう。

臓物を取り付ける為，アルミ板(1.5mm厚)を用意。
ラズパイと電源制御基盤はねじ止め。
# 見事に穴位置が0.2mmズレて，面倒が増えたのは内緒。
バッテリーはネオジム磁石で貼り付け。

臓物を仮載せ。
モバブの裏面にステンレス板(0.27mm)を貼り付けてます。

ラズパイと電源制御の接続は，秋月の0.1mm厚SMD-DIP変換基盤をラズパイのGPIOの裏側から接触するように配置。これで，全てのGPIOがピンからアクセス可能。

ラズパイお〜ん！おぉぴったり！

そして，最初の写真な感じへ…

裏話…

アルミ板の形状は，狙ったわけではなく…

残り物から最大サイズを切り出した結果です（笑

ネオジム磁石はアルミ板より厚い為，0.5mm位出っ張っています。
固定には，エポキシ接着剤を使ってます。

ラズパイの裏面に熱伝導シートを貼り付け，アルミ板へ熱を逃すようにしています。
シートは，裏面全部にではなくCPU周辺と電源チップのところだけ。
CPUにヒートシンクをつけ無い(と言っても放熱シールは貼ります)ので，少しても放熱させられれば良いな〜と。
実際，アルミ板が若干，暖かくなるので，少しは効いているっぽい。

ラズパイと電源制御基盤の接続部…

実は… 3回作り直しました。
基盤が非常に薄い為，ちょっと曲げただけでパターンが切れる（泣
# フイルム基盤の方が，曲げに強いかも…
しかも，元々デタラメな接続方法なので，接触不良が多発。
こちらを直せば，あちらが切れるって… 終わりが見え無い感じでした（笑

電源制御基盤は，いつも通りやっつけ自作…

使用するGPIOは，Shutdown検知(gpio-poweroff)，スイッチの入力，FANコン用PWMで3本。
電源のOn/Offは，流せる電流に余裕があるSMDなFETを使って，ラズパイとDisplay別々の回路にしています。
# Display，ラズパイを個別にOn/Off出来る様にする事も出来たけど，今回は却下。

で，gpio-poweroffは，GPIO4(pin7)を使ったのですが，軽く落とし穴にハマる（笑

ラズパイあるあるなのですが…
電源投入からOS起動までの間，GPIOの状態は不定とは言え，GPIO4は初期値 High。
ですが，この不定期間が曲者。
オシロスコープで見ると確かにHighなのですが，回路を繋ぐと中途半端な電圧に…
どうやら不定期間中は電流を流せ無いっぽい orz
OS起動中config.txtが適用されれば，回路を繋いでいても，ちゃんとHighになる。
そこで，FET周りの抵抗を大きめ(Rg:47K, Rgs:100k)にする事で，不定期間中でも，うまく動作させられた。

そして電源スイッチ代わりのFETも，ラズパイ繋いだらうまく動作しない orz
これも上記同様，大きめの抵抗に変えたらうまくいった。

回路は，よくあるハイサイドスイッチだけど，難しいですね。。。

ただ，嬉しい誤算が有って，gpio-poweroffをGPIO4(pin7)で使った場合，Reboot時の瞬断(100mS)が起きない事。(Shutdownでは起きる)
この瞬断は，gpio-poweroffの仕様で，ラズパイレコーダーを作った際は，回路を組んだ後に発覚，RC時定数を持たせて緊急回避した因縁の事案。
今回は，どうしよう…と思っていたのですが，事なきを得た感じです。

タッチスクリーンへの接続はUSB-Cで…

最初の写真の通り，USBケーブルは2本で，ちゃんと動作しています。
DisplayのUSB-Cは，給電とタッチスクリーンを1本で使える仕様なので問題は無いです。

一方，ラズパイ4の電源コネクタ(USB-C)は，データ線も含まれているので，OTG HUBなどを使うと，普通にUSBとして使えます。(Zeroっぽい)
ですが，USB-C/A変換ケーブルを使うと，A側にOTGの制御線が出てこないので，そのままではUSBとしては使えません。そこで，ラズパイを強制的にHOSTモードに設定します。
その上で，電源制御基盤上でData線を直結，ラズパイとタッチスクリーンを接続する事で使える様にしています。

反省点？:

やっぱりケース(カバー)が欲しい… タッパーでも被せる？（爆
- 厚さの問題は置いておいて，色々 "むき出し" なのは良くない。
- 15インチになると流用できるブツが乏しく，0から自作する必要がある。
重量バランスが悪い…
- バッテリーが重い… 5,000mAh位を2つ載せてバランスをとったほうがよかったかも。
- 片手で持って使うって事を想定して，片側に重量物を寄せたけど，微妙な感じに…
厚い…
- ラズパイの厚さはしようがないけど，裏面が凸凹しすぎて落ち着かない。
電源スイッチが操作しにくい…
- 手持ちのスイッチをつけたのですが，思ったよりダメでした（笑
  ＊実は発注漏れ…したって事は内緒です（爆
FANが眩しい…
- 音が静かって事で購入したけど，予想通りLEDが眩しい…(音はまあまあ静か)
- しかもOFFに出来無い orz
  PWMで回転制御すると，回転数に合わせてLEDが明るさが変化する（笑
- CPUに風を当てるように吸気で使うと，LEDが "こっち向き"になり酷いことに。
ネオジム磁石が微妙…
- モバブの取り外しには，意外と力が必要。
- 強力に張り付くけど，横滑りして位置がズレる。
HDMIケーブルが…
- リボンケーブルがダメだったのが痛い…
- 現状，変換，変換，変換って感じで残念感マシマシ orz
取っ手(持ち手)が欲しい…
- 持ち運ぶ際，手をかける場所に迷う…
Displayの添付品保護カバーを使えるようにしたけど…
- カバーを開いた時，裏面に折り返すとスタンドになるのだけど，角度調整とか出来ない "残念さん"… スタンドは，別途，用意する必要がありそう。
- 持ち運び用ハンドルとセットで要検討ですね。
センサーの類は…
- ６軸センサーを用意したけど意外と大きくて，載せる場所がなかった orz
- PCには必須(笑)なRTCも載せてない…
- GPSを載せて，大型カーナビってのも面白いかなって思ったけど，それを使っている風景が想像を絶することに気がつき，ボツに（笑
十字キーが欲しい？
- Raspi OSは，タッチ操作にフル対応していないので，ちょっとした操作用に十字キー＋α位があると便利かなぁ〜。
- BT接続の小型ゲームパッドって手は無しで…