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Rasperry pi - Rechner, mit einem kapazitivem Toutch Screen Display "EP-0084"

Hier möchte ich über die Entstehung eines Rechners mit einem Raspberry pi berichten. Aus rein wirtschaftlichen Gründen ist das ein Minusgeschäft. Das ist wohl bei Hobbyprojekten weist so. Aber ich möchte sehen, was mir, alles auf so keinen Raum möglich ist.
Der Rechner soll in den Frontmaßen in etwa dem eines 7'' Tablet entsprechen.
Zum Vergleich habe ich den zukünftigen Rechner einmal neben mein Tablet gelegt.


Verwendet wird ein Kapazitives Toutch Screen Display "EP-0084" von Pollin. Muss ich mein altes Toutch-Display noch mit einem Stift bedienen, kann dieses Kapazitiefe-Display wie vom Handy gewohnt, mit dem Finger bedient werden.
Für diesen Rechner habe ich ein Gehäuse mit den Maßen 18,5 x12 x 4 cm gekauft.

Für das Display habe ich einen passenden Ausschnitt gesägt. Aus dem Verschnitt habe ich passende PVC-Streifen geschnitten die das Display mit dem Bildbereich genau auf dem Ausschnitt positionieren.  
PVC-Profile aus dem Baumarkt wurden so umgearbeitet, dass eine Trägerguppe entstanden ist.
Die seitlichen Profile, erfüllen die Aufgabe das Display im Gehäuse zu Fixiren und sollen gleichzeitig die längeren Profile für die Leiterplattenmontage tragen.
Um das Display nicht zu beschädigen, habe ich die Unterseite der seitlichen Druckprofile mit Krepp beklebt.
Da die Flachbandkabel vom Display zur Steuerplatine so kurz sind, habe ich darauf verzichtet, die Anschlüsse durch das Gehäuse zu führen. Somit wird ein HDMI-Kabel im Innern des Gehäuses, das Display mit dem Raspberry pi verbinden.
So kurz die Flachbandkabel des Displays sind, um so länger sind die Steuerkabel.
Das weiße Flachbandkabel, welches die Steuerplatine mit dem Bedienteil verbindet, geht ja gerade noch so. Aber das USB-Kabel, welches die Toutch-Funktion ermöglicht, musst ich um einen Meter kürzen.
Ursprünglich wollte ich den Raspberry pi soweit in das Gehäuse setzen, das ich das USB-Toutch-Kabel innerhalb des Gehäuses in die USB-Buchse des Raspberry pi stecken könnte. Das hätte natürlich schöner ausgesehen. Ich hätte dann aber die übrigen drei USB Buchsen und die LAN-Buchse mit Kabel und neuen Buchsen im Gehäuse verbauen müssen. Der Aufwand war mir dann aber zu hoch. Und ich hätte fast die gesammte Fläche des Gehäusebodens verbraucht.

Die Leiterplatte mit den Mikrotastern für die Bedienung des Displays ist seitlich eingebaut. Da diese Tasten nur selten benötigt werden, habe ich dies tiefer gesetzt. Sodass sie mit einem Stift durch die kleinen Bohrungen betätigt werden können.
Um den Raspberry pi mit der Steuerplatine von dem Display verbinden zu können, waren zwei HDMI-Winkel notwendig. Als kürzestes HDMI-Kabel, war nur ein 20 cm langes Kabel erhältlich. Mit ein wenig drücken passt dass aber in das Gehäuse.
Beim Anstecken des Steckers für die Stromversorgung ist ein Problem aufgetreten. Der HDMI-Winkel drückt sehr stark auf den Stecker. So kann ich das nicht lassen, da sind Beschädigungen vorprogrammiert. Ich muss mal schauen, was mir da für eine Lösung einfällt.
Hingegen an der Steuerplatine von dem Display passt alles. Ein kleiner Kabelbinder wird hier noch für Ordnung sorgen und dann kann das so bleiben.
Nun war Zeit für einen ersten Probelauf mit den geplanten Kabeln. Und es läuft schon mal.

Durch die Anpassung der config.txt, wird auch noch der schwarze Rand um das Bild verschwinden.

Hier ein wenig Zukunftsspinnerei:

Ich habe zur Probe geschaut, ob der Platz für ein interne Festplatte reichen könnte. Dafür habe ich eine ausgediente 2,5 Festplatte in das Gehäuse gelegt. Und es könnte gehen. Dafür muss das HDMI-Kabel mit einem linken Winkel an dem Raspberry pi angeschlossen werden. Das geht dann aber nur mit einem HDMI-Flachbandkabel, welches bereits bestellt ist. Somit ist auch das Platzproblem für die Stromversorgung des Raspberry pi gelöst.
Eine SSD-Festplatte ist bereits unterwegs. Bei dieser werde ich nur mit Anschlusswinkeln an die Anschlüsse der Festplatte ran kommen. Wie ich dann noch einen SATA-USB Adapter unterbringe, weis ich noch nicht.

Die SSD HD ist angekommen und nun muss ich einen Fehler eingestehen. Ich hätte mir eine mSATA SSD HD kaufen sollen. Die Maße sagen alles.

SSD HD              10 x 7 x 0,7 cm
mSATA SSD HD  5 x 3 x 0,3 cm

Der Preis wäre etwa ein Drittel höher gewesen, aber der Platzgewinn wäre dafür beträchtlich. Und ich muss ja auch noch einen USB-Adapter unterbringen.
Selbst der "DELOCK Konverter Raspberry Pi USB 2.0 > mSATA" mit den Maßen 5,6 x 6,5 x 1,2 cm würde leicht unterzubringen sein.

Gut ein Fehler, sollte ich meine jetzige SSD HD nicht unterbringen können, werde ich auf eine mSATA SSD ausweichen.

Heute ist das bestellte HDMI-Flachbandkabel angekommen. Ich kann nur sagen, ich bin begeistert. Dieses Kabel löst alle meine Platzprobleme. Ein Vergleich der beiden gleichlangen HDMI-Kabel sagt wohl alles.
Angenehm habe ich es empfunden, dass man daran gedacht hat, ein Stück Schrumpfschlauch dazu zu legen.
Wie zu erkennen ist, sind nun auch die HDMI-Winkel nicht mehr notwendig und verschwinden genau wie das alte HDMI-Kabel in meine Bastelkiste.

Leider muss ich das Kabel als eine Schleife legen, da die HDMI-Stecker gedreht angelötet wurden. Dies war auf der Internetseite nicht erkennbar, da die Kabel alle etwas unglücklich fotografiert wurden. Der Platzgewinn ist allerdings so groß, dass das nicht stört.

Zu finden ist das Kabel unter der Bezeichnung,

SCHWARZES FPV HDMI Kabel Standard HDMI Full HDMI auf Standard.


Einbau der SATA SSD

Da ich den Fehler gemacht habe und bei den beengten Platzverhältnissen, stat einer kleineren mSATTA SSD, eine SATA SSD gekauft habe, musste sie nun auch in das Gehäuse.Das ging aber leider nur schräg, wodurch sie über einer Ecke des Raspberry pi liegt. Um sie mit entsprechendem Abstand einbauen zu können habe ich eine Unterplatte aus 3mm PVC gebaut. Diese hat auf dem ersten Blick eine etwas seltsame Form, aber sie erfüllt ihren Zweck.
Da durch den Einbau der SSD die Anschlüsse verdeckt sind brauchte ich zwei Anschlusswinkel.
Zum Anschluss an den Raspberry pi habe ich eine "SATA Erweiterungsplatine" gewählt. Als Anschluss habe ich einen "pcDuino, Cubieboard Daten und Stromkabel PC_DUINO-Sata" verwendet. Dieser hat ein sehr kurzes SATA Kabel und passt dadurch hervorragend.
Den Stromanschluss des "pcDuino, Cubieboard Daten und Stromkabel PC_DUINO-Sata" musste ich abschneiden und mit "Crimpkontakte für Pinheader" ersetzen. Diese habe ich mit Schrumpfschlauch isoliert.
Ein notwendiges USB-Kabel habe ich aus einem meiner überzähligen Kabel selbst hergestellt. Diese habe ich der passenden Länge abgeschnitten und an die Adern auch "Crimpkontakte für Pinheader" angecrimpt. Diese wurden in ein 1 Poliges und ein drei Poliges "Dupont Jumper Wire Kabelgehäuse" gesteckt.
Abstandshülsen ermöglichen den Einbau der SATA Erweiterungsplatine kopfüber. So ist nach unten ausreichend Platz.
Die Stromversorgung der SSD habe ich von dem Raspberry pi abgegriffen und ein Probelauf zeigt, dass alles bestens funktioniert.

Die Stromversorgung erfolgt inzwischen direck von der micro USB-Buchse. Wie weiter unten beschrieben.

Die Speicherkarte mit dem Betriebssystem befindet sich auf der Unterseite des Raspi und ist nun im Gehäuse nicht mehr zugänglich. Ich möchte nicht jedes mal das Gehäuse aufschrauben und alles ausbauen, um an die Speicherkarte zu kommen. Darum habe ich mir eine Speicherkartenverlängerung besorgt. Beim bestellen habe ich etwas gezweifelt ob dass passt, da die Verlängerung 48 cm lang ist. Aber absolut kein Problem, ich konnte das Flachbandkabel gut unter der Festplatte falten und alles passt.

Die GPIOs sollten ebenfalls gut zugänglich sein. Von einem alten Rechner lag noch ein 40 poliges Flachbandkabel rum und wurde zweckentfremdet. Auf einem Streifen Lochrasterplatine wurden dann eine 40 polige und eine 10 polige Postenstiftleise gelötet.
Auf der 40 poligen Stiefleiste habe ich Direkten zugriff auf die GPIOs.
Die GPIOs I2C-BUS  (3 SDA / 5 SCL) und den UART  (8 TxD / 10 RxD) habe ich über einen Umschalter über einen Logic Level Converter an die 10 polige Stiftleiste geführt.
So kann ich den I2C oder den UART an die gewünschte Spannung der Folgeschaltung anpassen.
 
Um die nun jederzeit zugänglichen GPIOs der Raspberry pi an der Oberseite des Gehäuses bei nichtbenutzung zu schützen, habe ich einen 40 poligen Postenstecker aufgesteckt.
Hier wäre es schön eine passende Kappe zu haben. Vielleicht kann ich da ja einmal eine solche Kappe von einem 3D Druck-Chop anfertigen zu lassen.

 

Nun ging es an die Stromversorgung.

Ich habe zwei Micro-USB Buchsen vorgesehen. Versuche haben gezeigt, dass das Original 2,5 A Raspberry pi Steckernetzteil ausreicht um den Raspi, das Display und die Festplatte mit Strom zu versorgen. Gleichzeitig lief das Internet über WLAN und die Tastatur wurde mit Bluetooth gekoppelt. Eine zweite Micro-USB Buchse habe ich vorgesehen, falls bei bestimmten Anwendungen die Stromversorgung Probleme macht. Dann kann ich mit einem Umschalter auf der Rückseite Display und Festplatte auf ein zweites Steckernetzteil umschalten. Das Kabel für das Display habe ich abgeschnitten und auf den Schalter gelötet, wie im Plan ersichtlich.


Inzwischen ist es in dem Gehäuse recht voll geworden. Der Fehler mit der zu großen SATA SSD zeigt sich nun auch wieder. Durch die GPIO-Stiftleiste ist es so eng, das die Festplatte nicht mehr rein passte. Zum Glück hat es geholfen, die angefertigte Grundplatte der Festplatte wegzulassen und die Festplatte nur im Gehäuse einzuklemmen. Durch die sie umgebenen Baugruppen sitzt die Festplatte dennoch sehr fest. Eine viel kleinere mSATA SSD, hätte mir alles sehr erleichtert:

Zum Abschluss benötigte ich noch einen kleinen Ständer, der den Raspberry pi in eine zum Arbeiten angenehme schräge Stellung bringt. Dieser ist steckbar gefertigt, sodass er bequem mitgenommen werden kann.

Für kleinere Experimente habe ich ein weiteres steckbares Brett abgefertigt.
Da die kleine Bluetooth-Tastatur doch etwas unhandlich war, habe ich dem Raspi noch eine Funk-Tastatur spendiert.
Pünktlich zu meinem Urlaub ist ein kleiner mobiler Arbeitsplatz fertig geworden. Ich werde im Urlaub endlich mit meiner schon lange geplanten Wetterstation beginnen.

Im nächsten Winter, zur Modellbahnsaison, wird der Raspi dann bei meiner Modellbahnsteuerung eingesetzt.


Hier ist mein kleiner Bericht an seinem Ende angekommen. Es ist noch nicht alles so, wie ich mir das gewünscht habe. Ich hätte gern noch einen HDMI-Switch eingebaut, um den Raspi am Schreibtisch mit einem großen Monitor betreiben zu können. Leider reicht dafür der Platz nicht. Sollte ich doch noch eine mSATA-Festplatte einbauen, werde ich den Gedanken mit dem Switch noch einmal neu aufnehmen. Sollte das klappen werde ich darüber berichten.

Bis dahin wird der Raspberry pi am Schreibtisch weiterhin über die Remotedesktop Verbindung fernbedient, was ja absolut kein Problem und sehr bequem ist.

Kommentare können gern über mein Kontaktformular abgegeben werden.

 
   
 
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