樹莓派本身就是一臺微型的電腦，大家對于如何使用樹莓派來實現一臺多功能的電腦一直在做不同的嘗試。今天我們給大家帶來一個基于 ESP32-S2 ，附帶 56 個鍵盤，4 英寸顯示屏以及擴展接口的樹莓派掌上 PC。整個項目所需材料不多，易于構建，且外殼使用 3D 打印，整體造價不高。

項目特點

• ESP32-S2，易于焊接且損耗小。
• 4 英寸 IPS 顯示屏，4GB RAM，2 個 HDMI 輸出端口。
• 56 個鍵可定制鍵盤，2 個用于導航的側邊按鈕。
• 帶有 RTC 時鐘、蜂鳴器、振動、光敏傳感器和紅外發射模塊。
• 支持紅外遙控；支持自動息屏；支持顯示新舊加載項；支持鼠標左右鍵。
• 支持 MPU6050 陀螺儀模塊、BME280 壓力模塊和溫濕度模塊。
• 支持鍵盤按鈕關閉模塊、顯示器以及附加組件；支持使用操作系統和鍵盤鍵關閉電源。
• 帶有 USB type C 型號的 Nurolink / Dock 端口，支持 UART、I2C 和供電。
• 支持讀取電池電量并在電池電量不足時關閉設備電源。
• 支持 ESP32-S2 與樹莓派通過 Neopixel 庫雙向連接。
• 18650 鋰電池，帶充放電保護。
• 改進版的外殼使其更好地貼合 PCB。

組件清單

• Esp32-S2 × 1
• 樹莓派 × 1
• 3D 打印部件 × 若干
• USB C 到 USB C 轉換器 × 1
• 4 x 2 公頭排針 × 1
• 2 x 20 母頭排針 × 1
• 4 英寸 IPS 顯示屏 × 1
• FPC 連接器 × 1
• 鋰電池 × 1
• PCB 板 × 1
• GPS 模塊 × 1
• DS3231 × 1
• 蜂鳴器 × 1
• TP4056 × 1
• RTC 時鐘 × 1
• 按鍵 × 56
• USB C 接口 × 2
• 螺絲螺母 × 若干
• 電阻 × 若干
• 電容 × 若干
• LED 燈 × 1
• 接線 × 若干
• 貼片按鍵 × 2
• 吸錫帶 × 1
• 電烙鐵 × 1
• 焊錫絲 × 1
• 剪線鉗 × 1
• 助焊劑 × 1
• 修邊刀 × 1
• T65電烙鐵  x 1

PCB 功能介紹

我將提供完整的清單，它包含所有的功能，但你可以根據自己的需求來組裝。

組件功能介紹如下：

• S-1 開關電源模塊，用于控制設備開關（必備）。
• S-2 連續充電模塊 ，斷開充電器，防止設備重啟
• S-3 升壓模， 將電池出來的電壓升至 5 V
• S-4 ESP32-S2 + 復位模塊，控制器 （必備）。
• S-5 振動模塊 提供振動反饋（可選）。
• S-6 時鐘模塊 斷電后保持計時（可選）。
• S-7 MP6050 / BME280 陀螺儀 / 溫濕度（可選）。
• S-8 擴展電源 設備關閉時可保持顯示模塊 S – 7 的功能（可選）。
• S-9 紅外模塊 紅外遙控器 （可選）。

我列出兩個版本供大家參考，一個精簡版和一個完整版。你可以根據自己的需求對組件進行了刪減。

PCB與3D外殼打印

PCB 選定好功能后就可以開始搭建以及 3D 打印外殼。外殼總有五個部分。

關于外殼 3D 打印文件可以在本項目文件庫中下載：

https://gitlab.com/mutantC/mutantc-v4/-/tree/master/Case/STL

PCB 總有三個部分。

關于 PCB 3D 打印文件可以在本項目文件庫中下載：

https://gitlab.com/mutantC/mutantc-v4/-/tree/master

焊接部分

在 PCB 中一共有八個模塊，我將分模塊進行焊接，先焊接三個模塊的零件，這樣有助于分步查錯。

焊接順序如下：

• USB C 端口 > S – 2 > 電池連接器 >> 查看電池是否充電。
• S-4 （暫不焊接 FPC 連接器） > 4 x 2 公頭排針 >> 測試能否能夠上傳固件。
• S-1 > S – 3 >> 連接電池并按 S-3 模塊中的按鈕，查看指示燈是否亮起。
• 焊接 FPC 連接器（外接顯示器用）和 2 x 20 母頭排針 > S-8 >> 鍵盤 >> 連接樹莓派和電池，按住電源按鈕查看樹莓派是否啟動。
• S-6 > S-9 > S-7 >> 查看在 OS 的指導下，整個 PCB 板的是否工作正常。

組裝部分

螺絲的型號如圖所示。

3D 打印外殼所需的螺絲的型號為：

• 22mm x 2
• 9mm x 2
• 6mm x 4
• 8mm x 1
• 10mm x 1
• 16mm x 1

嘗試將 PCB 放入，毛邊的地方需要用砂紙打磨。

線路連接及其他功能的擴展（可選）

在 PCB 有一個擴展端口（2 x 10 pin 的母頭排針），接入后可擴展一下六個功能：

• 無線電廣播, LoRa 通信
• 自定義 Wifi
• GPS
• Micro SD
• 藍牙
• 壓力+濕度+溫度模塊
• 自定義專屬模塊

Nurolink / Dock 端口的擴展

該設備的 Nurolink / Dock 對接端口，可以用來供電、連接外部設備或外部電路。

如圖所示，可連接到 Nurolink / Dock 端口的 GPS 模塊。

同時也可通過 Nurolink / Dock 端口連接兩個接口，需要將 USB C 和 USB C 的電纜進行改動，需要交換 D+ 和 D- 線，因為 TX 要連接至 RX，沒有改動的線是 Tx 是連接到 TX。

Nurolink / Dock 端口的 6 個引腳如下：

• 2 個引腳分別為 UART / TTL 引腳：Tx 和 Rx
• 2 個引腳分別為電源引腳：3v 和接地
• 2 個引腳分別為 I2c 引腳：SDL 和 SCL

可升級的地方

DIY PC的過程不會一帆風順，仍有許多改進的地方，可以不斷的優化項目。

來源：MAKE趣無窮