Как построить свой собственный портативный Raspberry Pi

Сочетание достойной производительности и низкого потребления энергии делает одноплатные компьютеры Raspberry Pi идеальными для всех видов портативных проектов с питанием от батареи. Если у вас есть идея для подобного проекта, это руководство проведет вас через все, что вам нужно знать — от выбора правильной модели Pi до выбора дисплеев, батарей и устройств ввода.

Выбор правильного Raspberry Pi для вашего портативного проекта

При создании портативной установки Pi потребление энергии имеет решающее значение, поскольку оно напрямую влияет на срок службы батареи. Вот что вы можете ожидать в отношении потребления энергии для текущей линейки Raspberry Pi:

Raspberry Pi 5 в настоящее время является самой мощной доступной моделью. К сожалению, он потребляет значительно больше энергии, чем другие модели, поэтому для его работы требуется специальный источник питания.

Если вы планируете сделать свой Raspberry Pi портативным, мы рекомендуем выбрать Raspberry Pi 4, поскольку он предлагает хороший баланс между производительностью и энергоэффективностью. С его четырехъядерным процессором и мощным графическим процессором он справляется со всем, от веб-серфинга до программирования, с разумной отзывчивостью, и его можно питать от обычного Power Bank.

Но если вы создаете регистратор данных или простой полевой компьютер, Pi Zero 2 W, скорее всего, будет лучшим выбором. Он потребляет значительно меньше энергии, но все же предоставляет достаточную вычислительную мощность для основных задач и предлагает поддержку Wi-Fi, Bluetooth и GPIO.

Питание вашего портативного Pi

Все модели Raspberry Pi работают на 5V (стандартное напряжение USB), но они требуют разное количество тока (измеряется в амперах). Мы описали различные способы питания Raspberry Pi, и вот вещи, на которые следует обратить внимание. При выборе Power Bank или решения с батареей необходимо учитывать как напряжение, так и ток, поскольку их произведение даст вам общую мощность в ваттах (Мощность = Напряжение × Ток). Например, Pi 5, нуждающийся в 5V при 5A, требует 25 ватт мощности.

Вот три надежных решения по питанию, каждое из которых подходит для разных нужд:

Модуль UPS Waveshare 3S

Модуль бесперебойного питания Waveshare 3S использует три литиевые батареи 18650 (их нужно покупать отдельно), чтобы обеспечить стабильное 5V при до 5A, что идеально подходит даже для “прожорливого” Pi 5.

Мне особенно нравится его интерфейс I2C, который позволяет вам в реальном времени отслеживать напряжение батареи, ток и мощность — супер полезно для проектов, где нужно контролировать потребление энергии. Также есть обширные защитные схемы, чтобы предотвратить повреждение от перезарядки, переразрядки или короткого замыкания.

PiSugar S Pro

Для пользователей Pi 4 или Pi Zero, которые хотят элегантное решение, PiSugar S Pro сложно превзойти. Этот аккумуляторный блок емкостью 5000 мАч специально разработан для одноплатной компьютерной серии Raspberry Pi и крепится прямо под вашей платой.

PiSugar S Pro обеспечивает 5V при 3A, что идеально подходит для Pi 4 и менее требовательных моделей. Он даже включает программируемую кнопку, которую можно использовать для выполнения пользовательских действий. Просто имейте в виду, что эта модель не предоставляет информацию о заряде батареи через программное обеспечение.

Стандартные Power Banks

Если вы используете Pi 4 или менее “прожорливую” модель, многие стандартные USB Power Banks отлично подойдут. Ищите те, которые могут выдавать 5V при 3A, такие как Power Bank LOVELEDI на 15000mAh. Это часто самое экономичное решение и имеет то преимущество, что может быть полезно для других устройств тоже.

Тем не менее, вот важное предупреждение о Power Banks с поддержкой Power Delivery (PD): хотя они могут выдавать 25Вт или более (технически хватит для Pi 5), они достигают этого благодаря повышению напряжения выше 5V, и Pi нужно, чтобы его питание подавалось точно на 5V, поэтому они не сработают.

Настройка вашего портативного Pi

Когда ваш источник питания готов, подключив его к вашему Raspberry Pi, вы должны увидеть автоматическую загрузку. Теперь наступает интересная часть: выяснение, как взаимодействовать с вашим портативным Pi. Есть несколько подходов, в зависимости от ваших конкретных потребностей.

Если вы стремитесь создать нечто похожее на ноутбук или портативную игровую консоль, вам нужно подключить дисплей и устройства ввода непосредственно к Pi. Для дисплеев официальное 7-дюймовое сенсорное отображение от Pi является надежным выбором, поскольку оно берет питание прямо от самого Pi, упрощая вашу настройку. Для чего-то большего хорошо подойдут USB-мониторы с встроенными батареями, такие как ASUS ZenScreen 15.6”, поскольку они не увеличивают общие требования к мощности.

Тем не менее, вам может даже не понадобиться выделенный дисплей, если вы планируете подключаться к вашему Pi удаленно через SSH. Для многих задач, особенно сбор данных или управление сервером, доступа только через консоль по SSH вполне достаточно. Если вам нужен полноценный графический рабочий стол, то вы можете настроить либо VNC, либо xrdp для удаленного доступа к рабочему столу.

Для доступа в интернет вы можете просто настроить ваш Raspberry Pi для автоматического подключения к мобильной точке доступа, созданной с помощью вашего смартфона, а затем использовать Tailscale для безопасного удаленного доступа с любого устройства. Таким образом, вы можете даже подключаться к Pi со своего смартфона, используя клиент мобильного SSH или VNC.

Вот и все, что нужно, чтобы построить свой собственный портативный Raspberry Pi. Конечно, даже мощный Pi не всегда является лучшим инструментом для работы. Если вам нужна большая вычислительная мощность, более отточенный опыт или более удобный форм-фактор, специализированный ноутбук с Linux может быть лучшим вариантом, и у нас есть руководство, посвященное выбору такого устройства.