Construye tu propio teléfono inteligente

Este tutorial lo lleva de principio a fin en la construcción de su propio teléfono inteligente. Comenzará imprimiendo en 3D una carcasa, luego soldando juntas las placas de circuito impreso, ensamblando y finalmente instalando un sistema operativo móvil en su teléfono y utilizando Python para hacerlo suyo. Puede obtener más información sobre este proyecto en hackaday.io/project/5083

Habilidades requeridas:

• Soldadura Básica
• Familiaridad con la Raspberry Pi

O:

Mucho tiempo y paciencia.

Paso 1: reunir materiales

Antes de comenzar, recopilemos los componentes necesarios para la compilación. Necesitará los siguientes componentes electrónicos y PCB:

1. Raspberry Pi A + 256MB
2. Adafruit FONA uFL Version
3. PiTFT de 3.5 pulgadas ensamblado
4. Raspberry Pi Camera 5MP
5. Powerboost 500 Basic
6. Antena GSM
7. Altavoz de metal de 1 W y 8 ohmios
8. Adaptador USB Wifi
9. Micrófono Electret
10. Batería de iones de litio de 1200 mah
11. Tornillos de 4-40 x 3/8 pulg.
12. Tornillos M2.5 x 5 mm
13. Tornillos M2.5 x 20 mm
14. Tornillos M2 x 5 mm
15. Interruptor deslizante
16. Cable

Mientras espera que se envíen sus piezas, puede imprimir en 3D el gabinete.

Paso 2: imprima en 3D el gabinete

El teléfono inteligente consta de dos partes impresas en 3D que conforman la carcasa: la parte superior y la inferior. Descargue los archivos .stl en thingiverse //www.thingiverse.com/thing:752746. Si no tiene acceso a una impresora 3D, puede pagarle a una empresa como Shapeways para que lo haga por usted. Si desea personalizar el estuche para satisfacer sus necesidades, descargue los archivos de Solidworks desde mi página de Github.

Yo mismo le pagué a una compañía para que me hiciera la impresión 3D porque no tengo los fondos para comprarla yo mismo. Si desea más proyectos impresos en 3D de mí, vote por el tifón en el concurso de impresión 3D. ¡Gracias!

Archivos adjuntos

• 
  
  typhone-bottom.STL Descargar Ver en 3D

• 
  
  typhone-top.STL Descargar Ver en 3D

Paso 3: cablee el circuito de alimentación

Ahora comencemos a cablear todo junto. En el diagrama de Fritzing, hay una Raspberry Pi. En lugar de conectarse a la Raspberry Pi, conecte sus cables al encabezado macho de 26 pines en la PiTFT. Ahora que tenemos eso fuera del camino, comencemos a hacer conexiones.

1. Conecte "murciélago" en el Adafruit FONA a "murciélago" en el Power Boost.
2. Suelde un cable de GND en el FONA a GND en el Power Boost.
3. Suelde un cable de GND en el refuerzo de potencia a un terminal en un interruptor deslizante.
4. También conecte el pin GND en el refuerzo de potencia a un pin de tierra en el PiTFT (Mismo pinout que los primeros 26 pines en un Raspberry Pi, observe la flecha y el "1" que indica el pin 1, que es 3v3)
5. Conecte la línea de 5V en el Power Boost a un pin de 5v en su PiTFT.
6. Suelde un cable desde el terminal central de su interruptor deslizante al pin "EN" (Activar) en el Power Boost.
7. Suelde un cable desde el pin "KEY" en el FONA al Pin 40 (GPIO 21) en el Raspberry Pi. (Modificado en commit acd5c08)
8. Coloque el PiTFT sobre su Raspberry Pi A +
9. Revisa tus conexiones

MIENTRAS PRUEBA, ASEGÚRESE DE NO CONECTAR UN MICRO USB DE 5V. EL PI YA ESTÁ ALIMENTADO POR LA BATERÍA DE IONES DE LITIO

Si desliza el interruptor deslizante, los LED del Power Boost deberían iluminarse y la Raspberry Pi debería encenderse. La luz de fondo PiTFT también debe encenderse. Si tiene una imagen PiTFT en la tarjeta SD de su Pi, la pantalla también debería iniciarse. De lo contrario, solo se mantendrá en blanco sólido, lo cual está bien por ahora. Lo más probable es que no se iluminen LED en el FONA. Para encender el FONA, mantenga presionado el botón Key del dispositivo durante dos segundos o jale GPIO 18 en la Raspberry Pi por dos segundos. Si puede alimentar el Pi, TFT y FONA desde la batería y apagarlo todo desde un interruptor, está listo para el siguiente paso.

Paso 4: finalizar el cableado

Ahora que se ha realizado la conexión de alimentación, podemos continuar conectando el UART a la Raspberry Pi, los altavoces y el micrófono. Empecemos.

1. Suelde el altavoz de 8 ohmios a "spk +" y "spk -" en el FONA. La polaridad no importa.
2. Suelde el cable rojo en el micrófono electret al pin Mic + en el FONA.
3. Suelde el cable negro del micrófono electret al pin de micrófono del FONA.
4. Conecte el pin "RI" (indicador de anillo) en el Adafruit FONA al pin 7 (GPIO 4) en el PiTFT.
5. Conecte TX en el FONA al pin 10 (RX) en el PiTFT.
6. Suelde RX en el FONA al pin 8 (TX) en el PiTFT.
7. Suelde Vio en el FONA para batear, también en el FONA. Si lo desea, también puede usar una línea 3v3 en la Raspberry Pi.
8. Encaje la antena uFL en el conector uFL del FONA.
9. Verifique sus conexiones.

Si enciende todo ahora, debería comportarse igual que en el último paso. En el siguiente paso, configuraremos el FONA agregando una tarjeta SIM para que sea capaz de comunicarse a través de una red celular.

Paso 5: Agregar tarjeta SIM

Ahora que el cableado está completo, podemos agregar una tarjeta SIM para que FONA pueda comunicarse a través de una red celular. El FONA utiliza redes de datos 2G, como T-Mobile. El FONA no funciona con redes 3G o 4G. AT&T planea cerrar su red 2G en 2016, por lo que utilizaremos un kit de activación de tarjeta SIM T-Mobile. El FONA usa una tarjeta SIM estándar, por lo que las tarjetas Micro o Nano SIM no encajan. Una vez que tenga una tarjeta, actívela siguiendo los pasos en t-mobile.com/activate. Cuando haya terminado, inserte la tarjeta en su FONA y encienda todo. Si el LED rojo en el FONA parpadea cada 3 segundos, ¡su FONA está conectado a una red celular! En el siguiente paso, configuraremos el software para que su Raspberry Pi se comunique con el FONA.

Puede encontrar más información sobre las redes de T-Mobile aquí.

Si no está en un área con cobertura de T-Mobile, cualquier red con servicio GSM 2G funcionará igual de bien.

Paso 6: Configurar la tarjeta SD

Ahora que tiene todo el hardware conectado, podemos configurar Raspberry Pi para que se comunique con él. Comience por actualizar la última versión del sistema operativo PiTFT en una tarjeta micro SD para su Raspberry Pi. Deberá utilizar la última imagen de PiTFT, que puede descargar aquí. Instale la imagen en la tarjeta SD siguiendo estas instrucciones. Una vez que su tarjeta SD esté preparada, insértela en su Pi y enciéndala. Debería obtener la utilidad raspi-config en su PiTFT. Puede ser pequeño pero lo hará por ahora. Hay algunas cosas que debe configurar raspi-config:

1. Expandir el sistema de archivos es imprescindible.
2. Habilitar cámara
3. Deshabilitar puerto serie. Esto es para que la Raspberry Pi pueda comunicarse con la FONA
4. Habilitar SSH. Esto es esencial porque el A + solo tiene un puerto USB.

Finalice la configuración y reinicie su Pi.

Al escribir startx, Raspberry Pi ingresará a LXDE en PiTFT. Para ingresar a LXDE sobre el tipo de puerto HDMI

 FRAMEBUFFER = / dev / fb0 startx 

Paso 7: Configura WiFi y Clear Desktop

Su teléfono no tendrá un teclado, por lo que para acceder a una línea de comando deberá configurar WiFi y usar ssh. En el escritorio, ingrese la información de su red usando Wifi Config. Apague la Raspberry Pi e inserte un dongle Wifi. Si aún no puede conectarse a través de ssh, intente usar un concentrador USB para comenzar. Puede encontrar más información sobre cómo configurar WiFi aquí. Una vez que esté conectado a través de SSH, puede borrar los iconos del escritorio y eliminar la barra de tareas para que su teléfono se vea más profesional. Los pasos a continuación no son necesarios y pueden no funcionar en versiones posteriores de Raspbian.

1. Cambie al directorio de escritorio con el comando

 escritorio de cd 

2. Elimine todos los iconos de aplicaciones con el comando:

 sudo rm * 

3. Vuelve con

 cd / home / pi 

4. Abra el archivo lxsession con el comando:

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

5. Comente la línea "@lxpanel --profile LXDE"

6. Guarde y salga del archivo.

Paso 8: finalizar la instalación del software

Prueba FONA

Para probar su FONA, instale minicom con el comando:

 sudo apt-get install minicom 

Entonces corre:

 sudo minicom -D / dev / ttyAMA0 -b 9600 

Deberías obtener un terminal en serie. Si escribes

 A 

deberías recuperar "OK". Si no lo hace, verifique sus conexiones. Si lo hace, el FONA está listo para funcionar.

Rotar pantalla

Es posible que haya notado que el texto en el PiTFT está de lado y no en la orientación para un teléfono. Vamos a cambiar eso con el comando:

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

En el archivo, cambie el parámetro "rotar" a 180.

Finalmente, para que el Pi se inicie automáticamente en LXDE en el PiTFT, siga este paso en la guía adafruit:

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

Calibrar pantalla táctil

Inicie X y vea si la pantalla táctil funciona correctamente. Si el mouse no se encuentra en el lugar correcto cuando toca, deberá calibrar la pantalla táctil. Ejecute este comando para hacerlo:

 sudo adafruit-pitft-touch-cal 

El script calibrará la pantalla táctil para que funcione con la nueva orientación.

Instalar el software de la cámara

Ahora vamos a instalar el software utilizado para tomar fotos con la cámara Raspberry Pi. Primer tipo:

 sudo apt-get install python-pip 

Instalar picamera con:

 sudo pip install picamera 

Paso 9: Instalar TYOS

TYOS es el sistema operativo móvil (técnicamente, una versión modificada de Raspbian es el sistema operativo, y TYOS es solo una superposición de GUI) que se usa para darle a su teléfono la capacidad de enviar y recibir mensajes SMS y hacer llamadas. Para descargar TYOS, ejecute el comando:

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

Extraiga el archivo zip con el comando:

 descomprimir 0.5.6 

Finalmente renómbralo con:

 mv TYOS-0.5.6 tyos 

Para iniciar TYOS, ejecute el comando:

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

En TYOS, realice una llamada y envíe un mensaje de texto para asegurarse de que todo funcione. Una vez que todo funciona perfectamente, podemos configurar TYOS para que se inicie en el arranque, por lo que no se requiere ssh.

Escriba sudo nano /etc/rc.local para acceder al archivo de configuración. En la parte inferior, justo antes de la línea "salir 0", agregue una línea que diga lo siguiente:

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

La etiqueta --power enciende el FONA. Sin ella, TYOS asume que el FONA está encendido.

Cambia el fondo con el comando:

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

Asegúrese de no incluir .png al final de la línea.

Ahora reinicie su Pi. ¡TYOS debería iniciarse en el arranque!

ACTUALIZACIÓN 23/05/16: TYOS 0.5.6

Paso 10: poner todo junto

Ahora podemos asegurar todo en el estuche completando el teléfono inteligente.

1. Usando un poco de pegamento caliente, pegue el altavoz y el micrófono en sus ranuras.
2. Usando los tornillos M2, atornille la cámara Raspberry Pi. Pase el cable plano para que quede fuera del camino de cualquier otro dispositivo electrónico.
3. Usando tornillos M2.5, atornille la Raspberry Pi A + con tarjeta SD y USB Wifi en la carcasa.
4. Conecte el cable plano de la cámara Pi a la Pi con el azul hacia la cámara.
5. También con tornillos M2.5, atornille la tarjeta SIM FONA en la carcasa.
6. Organice el cableado asegurándose de que no interfiera con ninguno de los otros componentes electrónicos.
7. Envuelva el Power Boost con cinta aislante para evitar cortocircuitos.
8. Emparede el Power Boost y la batería entre Raspberry Pi y PiTFT.
9. Pegue en caliente el interruptor deslizante en la ranura del interruptor en la parte superior de la caja.
10. Usando 4-40 tornillos, atornille las mitades superior e inferior de la caja.
11. Prueba todo.

¡Felicidades! ¡Acaba de construir su propio teléfono inteligente! Si no desea que el teléfono se llame "tytelli", simplemente cambie el logotipo en /home/pi/tyos/graphics/logo.png a lo que desee.