Bauen Sie Ihr eigenes Smartphone

Dieses Tutorial führt Sie von Anfang bis Ende beim Aufbau Ihres eigenen Smartphones. Sie beginnen mit dem 3D-Drucken eines Gehäuses, dem Zusammenlöten von Leiterplatten, dem Zusammenbau und der Installation eines mobilen Betriebssystems auf Ihrem Telefon und der Verwendung von Python, um es zu Ihrem zu machen. Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie unter hackaday.io/project/5083

Fähigkeiten benötigt:

• Grundlegendes Löten
• Vertrautheit mit dem Raspberry Pi

ODER:

Viel Zeit und Geduld

Schritt 1: Sammeln Sie Materialien

Bevor wir beginnen, sammeln wir die für den Build erforderlichen Komponenten. Sie benötigen folgende elektronische Komponenten und Leiterplatten:

1. Himbeer-Pi A + 256 MB
2. Adafruit FONA uFL Version
3. 3, 5 Zoll PiTFT zusammengebaut
4. Himbeer Pi Kamera 5MP
5. Powerboost 500 Basic
6. GSM-Antenne
7. 1W 8 Ohm Metalllautsprecher
8. USB Wifi Adapter
9. Elektretmikrofon
10. 1200mAh Lithium-Ionen-Akku
11. 4-40 x 3/8 Zoll Schrauben
12. M2, 5 x 5 mm Schrauben
13. M2, 5 x 20 mm Schrauben
14. M2 x 5mm Schrauben
15. Schiebeschalter
16. Draht

Während Sie auf den Versand Ihrer Teile warten, können Sie das Gehäuse in 3D drucken.

Schritt 2: 3D-Druck des Gehäuses

Das Smartphone besteht aus zwei 3D-gedruckten Teilen, aus denen das Gehäuse besteht: dem oberen und dem unteren. Laden Sie die STL-Dateien auf thingiverse //www.thingiverse.com/thing:752746 herunter. Wenn Sie keinen Zugriff auf einen 3D-Drucker haben, können Sie ein Unternehmen wie Shapeways dafür bezahlen. Wenn Sie den Fall an Ihre Bedürfnisse anpassen möchten, laden Sie die Solidworks-Dateien von meiner Github-Seite herunter.

Ich selbst habe eine Firma bezahlt, die den 3D-Druck für mich erledigt, weil ich nicht die Mittel habe, um selbst einen zu kaufen. Wenn Sie weitere 3D-Druckprojekte von mir wünschen, stimmen Sie bitte für den Tyfone im 3D-Druckwettbewerb ab. Vielen Dank!

Anhänge

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  typhone-bottom.STL Download Ansicht in 3D

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  typhone-top.STL Download Ansicht in 3D

Schritt 3: Verdrahten Sie den Stromkreis

Beginnen wir nun damit, alles miteinander zu verkabeln. Im Fritzing-Diagramm befindet sich ein Raspberry Pi. Anstatt eine Verbindung zum Raspberry Pi herzustellen, schließen Sie Ihre Drähte an den 26-poligen Stecker des PiTFT an. Nachdem wir das aus dem Weg geräumt haben, können wir Verbindungen herstellen.

1. Verbinden Sie "Fledermaus" am Adafruit FONA mit "Fledermaus" am Power Boost.
2. Löten Sie einen Draht von GND an der FONA zu GND am Power Boost.
3. Löten Sie einen Draht von GND an der Leistungsverstärkung an einen Anschluss an einem Schiebeschalter.
4. Verbinden Sie auch den GND-Pin am Power Boost mit einem Erdungsstift am PiTFT (Gleiche Pinbelegung wie bei den ersten 26 Pins eines Raspberry Pi, beachten Sie den Pfeil und "1", die Pin 1 anzeigen, der 3v3 ist).
5. Verbinden Sie die 5-V-Leitung am Power Boost mit einem 5-V-Pin Ihres PiTFT.
6. Löten Sie einen Draht von der mittleren Klemme Ihres Schiebeschalters zum "EN" -Pin (Enable) am Power Boost.
7. Löten Sie einen Draht vom "KEY" -Pin am FONA zum Pin 40 (GPIO 21) am Raspberry Pi. (Geändert bei Commit acd5c08)
8. Platziere den PiTFT über deinem Raspberry Pi A +
9. Überprüfen Sie Ihre Verbindungen

Stellen Sie beim Testen sicher, dass Sie keinen 5-V-MICRO-USB anschließen. DER PI WIRD BEREITS VON DER LITHIUM-ION-BATTERIE ANGETRIEBEN

Wenn Sie den Schiebeschalter drücken, sollten die LEDs am Power Boost leuchten und der Raspberry Pi sollte sich einschalten. Die PiTFT-Hintergrundbeleuchtung sollte ebenfalls eingeschaltet sein. Wenn Sie ein PiTFT-Image auf der SD-Karte Ihres Pi haben, sollte auch der Bildschirm hochfahren. Andernfalls bleibt es nur durchgehend weiß, was für den Moment in Ordnung ist. Am FONA leuchten höchstwahrscheinlich keine LEDs. Um die FONA einzuschalten, halten Sie die Schlüsseltaste am Gerät zwei Sekunden lang gedrückt oder ziehen Sie GPIO 18 am Raspberry Pi zwei Sekunden lang hoch. Wenn Sie den Pi, TFT und FONA über die Batterie mit Strom versorgen und alles über einen Schalter ausschalten können, sind Sie für den nächsten Schritt bereit.

Schritt 4: Beenden Sie die Verkabelung

Nachdem der Stromanschluss abgeschlossen ist, können wir den UART weiter mit dem Raspberry Pi, den Lautsprechern und dem Mikrofon verbinden. Lass uns anfangen.

1. Löten Sie den 8-Ohm-Lautsprecher an "spk +" und "spk -" an der FONA. Die Polarität spielt keine Rolle.
2. Löten Sie den roten Draht am Elektretmikrofon an den Mic + -Pin an der FONA.
3. Löten Sie den schwarzen Draht am Elektretmikrofon an den Mikrofonstift an der FONA.
4. Verbinden Sie den Pin "RI" (Ringanzeige) am Adafruit FONA mit Pin 7 (GPIO 4) am PiTFT.
5. Verbinden Sie TX an der FONA mit Pin 10 (RX) am PiTFT.
6. Löten Sie RX an der FONA an Pin 8 (TX) am PiTFT.
7. Löten Sie Vio auf der FONA, um zu schlagen, auch auf der FONA. Wenn Sie möchten, können Sie auch eine 3v3-Leitung auf dem Raspberry Pi verwenden.
8. Schnappen Sie die uFL-Antenne auf den uFL-Anschluss an der FONA.
9. Überprüfen Sie Ihre Verbindungen.

Wenn Sie jetzt alles einschalten, sollte es sich genauso verhalten wie im letzten Schritt. Im nächsten Schritt richten wir die FONA ein, indem wir eine SIM-Karte hinzufügen, die die Kommunikation über ein Mobilfunknetz ermöglicht.

Schritt 5: SIM-Karte hinzufügen

Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, können wir eine SIM-Karte hinzufügen, damit die FONA über ein Mobilfunknetz kommunizieren kann. Die FONA verwendet 2G-Datennetze wie T-Mobile. Die FONA funktioniert nicht mit 3G- oder 4G-Netzen. AT & T plant, das 2G-Netzwerk 2016 herunterzufahren. Daher werden wir ein T-Mobile SIM-Kartenaktivierungskit verwenden. Die FONA verwendet eine Standard-SIM-Karte, sodass eine Micro- oder Nano-SIM-Karte nicht passt. Sobald Sie eine Karte haben, aktivieren Sie sie, indem Sie die Schritte unter t-mobile.com/activate ausführen. Wenn Sie fertig sind, legen Sie die Karte in Ihre FONA ein und schalten Sie alles ein. Wenn die rote LED an der FONA alle 3 Sekunden blinkt, ist Ihre FONA mit einem Mobilfunknetz verbunden! Im nächsten Schritt richten wir die Software so ein, dass Ihr Raspberry Pi mit der FONA kommuniziert.

Weitere Informationen zu den Netzwerken von T-Mobile finden Sie hier

Wenn Sie sich nicht in einem Gebiet mit T-Mobile-Abdeckung befinden, funktioniert jedes Netzwerk mit 2G-GSM-Dienst genauso gut.

Schritt 6: SD-Karte einrichten

Nachdem Sie die gesamte Hardware verkabelt haben, können wir den Raspberry Pi für die Kommunikation mit ihm einrichten. Beginnen Sie, indem Sie die neueste Version des PiTFT-Betriebssystems auf eine Micro-SD-Karte für Ihren Raspberry Pi flashen. Sie möchten das neueste PiTFT-Image verwenden, das hier heruntergeladen werden kann. Installieren Sie das Image auf der SD-Karte, indem Sie diese Anweisungen befolgen. Sobald Ihre SD-Karte vorbereitet ist, legen Sie sie in Ihren Pi ein und schalten Sie sie ein. Sie sollten das Dienstprogramm raspi-config auf Ihrem PiTFT erhalten. Es mag klein sein, aber es wird vorerst reichen. Es gibt ein paar Dinge, die Sie einrichten müssen raspi-config:

1. Das Dateisystem erweitern ist ein Muss.
2. Kamera aktivieren
3. Deaktivieren Sie die serielle Schnittstelle. Auf diese Weise kann der Raspberry Pi mit der FONA kommunizieren
4. Aktivieren Sie SSH. Dies ist wichtig, da der A + nur einen USB-Anschluss hat.

Beenden Sie das Setup und starten Sie Ihren Pi neu.

Durch Eingabe von startx gibt der Raspberry Pi LXDE auf dem PiTFT ein. Geben Sie LXDE über den HDMI-Port ein

 FRAMEBUFFER = / dev / fb0 startx 

Schritt 7: WLAN einrichten und Desktop löschen

Ihr Telefon verfügt nicht über eine Tastatur. Um auf eine Befehlszeile zugreifen zu können, müssen Sie WLAN einrichten und ssh verwenden. Geben Sie auf dem Desktop Ihre Netzwerkinformationen mit Wifi Config ein. Fahren Sie den Raspberry Pi herunter und setzen Sie einen Wifi-Dongle ein. Wenn Sie immer noch keine Verbindung über ssh herstellen können, verwenden Sie einen USB-Hub, um loszulegen. Weitere Informationen zum Einrichten von WiFi finden Sie hier. Sobald Sie über SSH verbunden sind, können Sie die Desktop-Symbole löschen und die Taskleiste entfernen, damit Ihr Telefon professioneller aussieht. Die folgenden Schritte sind nicht erforderlich und funktionieren möglicherweise in späteren Versionen von Raspbian nicht.

1. Wechseln Sie mit dem Befehl in das Desktop-Verzeichnis

 CD-Desktop 

2. Entfernen Sie alle App-Symbole mit dem folgenden Befehl:

 sudo rm * 

3. Gehen Sie zurück mit

 cd / home / pi 

4. Öffnen Sie die lxsession-Datei mit dem folgenden Befehl:

 sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE / autostart 

5. Kommentieren Sie die Zeile "@lxpanel --profile LXDE" aus.

6. Speichern und beenden Sie die Datei.

Schritt 8: Beenden Sie die Softwareinstallation

Testen Sie FONA

Um Ihre FONA zu testen, installieren Sie minicom mit dem folgenden Befehl:

 sudo apt-get install minicom 

Dann renne:

 sudo minicom -D / dev / ttyAMA0 -b 9600 

Sie sollten ein serielles Terminal erhalten. Wenn Sie tippen

 BEIM 

Sie sollten "OK" zurückbekommen. Wenn Sie dies nicht tun, überprüfen Sie Ihre Verbindungen. In diesem Fall ist die FONA betriebsbereit.

Dreh den Bildschirm

Möglicherweise haben Sie bemerkt, dass der Text auf dem PiTFT seitlich und nicht in der Ausrichtung eines Telefons ausgerichtet ist. Ändern wir das mit dem Befehl:

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

Ändern Sie in der Datei den Parameter "Drehen" in 180.

Führen Sie den folgenden Schritt im Adafruit-Handbuch aus, damit der Pi automatisch mit LXDE auf dem PiTFT gestartet wird:

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

Touchscreen kalibrieren

Starten Sie X und prüfen Sie, ob der Touchscreen ordnungsgemäß funktioniert. Wenn sich die Maus beim Tippen nicht an der richtigen Stelle befindet, müssen Sie den Touchscreen kalibrieren. Führen Sie dazu den folgenden Befehl aus:

 sudo adafruit-pitft-touch-cal 

Das Skript kalibriert den Touchscreen, um mit der neuen Ausrichtung zu arbeiten.

Installieren Sie die Kamera-Software

Jetzt können Sie die Software installieren, die zum Aufnehmen von Bildern mit der Raspberry Pi-Kamera verwendet wird. Erster Typ:

 sudo apt-get installiere python-pip 

Installieren Sie picamera mit:

 sudo pip picamera installieren 

Schritt 9: Installieren Sie TYOS

TYOS ist das mobile Betriebssystem (technisch gesehen ist eine modifizierte Version von Raspbian das Betriebssystem und TYOS ist nur eine GUI-Überlagerung), mit dem Ihr Telefon SMS senden und empfangen sowie Anrufe tätigen kann. Um TYOS herunterzuladen, führen Sie den folgenden Befehl aus:

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

Extrahieren Sie die Zip-Datei mit dem folgenden Befehl:

 entpacken 0.5.6 

Benennen Sie es schließlich um mit:

 mv TYOS-0.5.6 tyos 

Führen Sie den folgenden Befehl aus, um TYOS zu starten:

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

Rufen Sie in TYOS an und senden Sie eine Textnachricht, um sicherzustellen, dass alles funktioniert. Sobald alles perfekt funktioniert, können wir TYOS so einrichten, dass es beim Booten startet, sodass kein SSH erforderlich ist.

Geben Sie sudo nano /etc/rc.local ein, um in die Konfigurationsdatei zu gelangen. Fügen Sie unten direkt vor der Zeile "exit 0" eine Zeile mit den folgenden Worten hinzu:

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

Das --power-Tag schaltet die FONA ein. Ohne sie geht TYOS davon aus, dass die FONA eingeschaltet ist.

Ändern Sie den Hintergrund mit dem Befehl:

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

Stellen Sie sicher, dass Sie am Ende der Zeile kein .png einfügen.

Starten Sie nun Ihren Pi neu. TYOS sollte beim Booten starten!

UPDATE 23.05.16: TYOS 0.5.6

Schritt 10: Alles zusammenfügen

Jetzt können wir alles in der Hülle sichern und das Smartphone vervollständigen.

1. Kleben Sie den Lautsprecher und das Mikrofon mit etwas Heißkleber in die Steckplätze.
2. Schrauben Sie die Raspberry Pi-Kamera mit den M2-Schrauben ein. Verlegen Sie das Flachbandkabel so, dass es keiner anderen Elektronik im Weg steht.
3. Schrauben Sie den Raspberry Pi A + mit M2.5-Schrauben mit SD-Karte und USB-WLAN in das Gehäuse.
4. Schließen Sie das Flachbandkabel der Pi-Kamera so an den Pi an, dass das Blau zur Kamera zeigt.
5. Schrauben Sie die FONA SIM-Karte ebenfalls mit M2.5-Schrauben in das Gehäuse.
6. Ordnen Sie die Verkabelung so an, dass sie die andere Elektronik nicht beeinträchtigt.
7. Wickeln Sie den Power Boost in Klebeband, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
8. Legen Sie den Power Boost und die Batterie zwischen den Raspberry Pi und PiTFT.
9. Kleben Sie den Schiebeschalter in den Schalterschlitz am oberen Teil des Gehäuses.
10. Schrauben Sie mit 4-40 Schrauben die obere und untere Gehäusehälfte zusammen.
11. Testen Sie alles.

Herzliche Glückwünsche! Sie haben gerade Ihr eigenes Smartphone gebaut! Wenn Sie nicht möchten, dass das Telefon "tytelli" heißt, ändern Sie einfach das Logo in /home/pi/tyos/graphics/logo.png nach Ihren Wünschen.