کیت لپ تاپ رزبری پای

چرا یک کیت لپ تاپ Raspberry Pi بسازیم؟

لپ تاپ 420 دلاری که در عرض 3 ساعت از بین می رود نباید وجود داشته باشد. با این حال، کیک استارتر ArgonOne Up در کمتر از 48 ساعت زمانی که در آگوست 2025 راه اندازی شد، به هدف تامین مالی خود رسید و امتیازات اولیه پرندگان ظرف چند روز ناپدید شد. حامیان دقیقاً می دانند که چه چیزی می خرند: لپ تاپی که قیمت آن بیش از یک دستگاه ویندوز 200 دلاری از Walmart است، کندتر از یک کروم بوک 2018 کار می کند، و حتی نمی تواند به درستی وقتی درب آن را می بندید، تعلیق شود.

به هر حال دارند آن را می سازند.

این پارادوکس در قلب پدیده لپ‌تاپ Raspberry Pi قرار دارد. موضوعات انجمن با عنوان "آیا ساخت لپ تاپ با Raspberry Pi 5 منطقی است؟" با استناد به کابوس‌های حرارتی و ناامیدی باتری، به کهنه‌سربازانی که به تازه‌واردها هشدار می‌دهند، به طور قابل‌اطمینانی واگذار کنید. یکی از کاربران در ژوئن 2024 به صراحت اجماع را خلاصه کرد: "شما نمی توانید یک لپ تاپ مبتنی بر Pi با همان فرم، عمر باتری، حرارت و عملکرد مشابه یک لپ تاپ نسبتا پایین طراحی شده از ابتدا x86 بسازید." این پست 23 رای مثبت دریافت کرد.

شش ماه بعد، همان انجمن پر از لاگ های ساخت شد.

سؤال این نیست که آیا این پروژه‌ها با هیچ حساب سنتی دارای منطق مالی هستند-. سوال واقعی این است که چه چیزی مردم را وادار می کند تا 300 تا 500 دلار برای ساخت دستگاهی خرج کنند که عملکرد عینی آن بدتر از جایگزین هایی است که هزینه آن نصف می شود. درک این موضوع مستلزم کنار گذاشتن این فرض است که سازندگان لپ‌تاپ برای مشخصات یا قیمت بهینه‌سازی می‌کنند. آنها در حال بهینه سازی برای چیز دیگری هستند.

اقتصاد پنهان کنترل

لپ تاپ های تجاری بر اساس یک فرض ساده فریبنده کار می کنند: پول می پردازید، محصول نهایی را دریافت می کنید، سپس به تدریج کنترل خود را از دست می دهید. باتری غیرقابل تعویض-می شود. رم لحیم می شود. کانکتور نمایشگر از پین اوت های اختصاصی استفاده می کند. وقتی مادربرد پنج سال بعد از کار بیفتد، کل دستگاه بدون توجه به اینکه صفحه، صفحه کلید یا شاسی چقدر بکر باقی می‌ماند، تبدیل به زباله می‌شود.

سازندگان لپ تاپ Raspberry Pi این معادله را برعکس می کنند. هزینه اولیه بالاتر است-یک کیت کامل CrowPi2 با Pi 4 شامل 399 دلار است، در حالی که گزینه‌های متمرکز بر آموزش- از حدود 300 دلار شروع می‌شود. اما هر جزء به عنوان یک ماژول گسسته و قابل تعویض وجود دارد. صفحه نمایش از HDMI استاندارد استفاده می کند. فضای ذخیره سازی روی یک درایو microSD یا M.2 قابل جابجایی قرار دارد. خود ماژول محاسباتی بسته به مشخصات 35-120 دلار قیمت دارد. وقتی چیزی خراب می شود، یک قطعه را تعویض می کنید، نه کل لپ تاپ را.

این موضوع بیشتر از آن چیزی است که علاقه مندان گاهی اوقات بیان می کنند. یک پست انجمن در سال 2024 به طور تصادفی آن را نشان داد: "همه حدود 10 لپ تاپ من که گهگاه استفاده می کردم دیگر کار نمی کنند." ده لپ تاپ از کار افتادند، احتمالاً به دلایل مختلف-مرده باتری، صفحه نمایش شکسته، مادربردهای ناموفق. هر کدام غیرقابل تعمیر شدند زیرا سازندگان لپ‌تاپ برخلاف تعمیر طراحی می‌کنند. کاربری که لپ تاپ Pi می سازد، اقتصاد را نادیده نمی گیرد. آنها ریاضیات بلندمدت-و لپ تاپ های تجاری را از دست داده بودند.

معماری مدولار ارزش دلاری واقعی را در بازه های زمانی پنج-تا-ده ساله ایجاد می کند. صفحه‌نمایش لپ‌تاپ Pi 2018 با Pi 5 2025 خوب کار می‌کند. صفحه‌کلید از چندین نسل ماژول محاسباتی دوام می‌آورد. باتری-معمولاً یک پاوربانک استاندارد لیتیوم- یونی-هزینه تعویض آن 20 دلار{11}}40 دلار است به جای نیاز به لحیم کاری سطح مادربرد{12}}یا قطعات خاص فروشنده که سه سال پیش از موجودی کالا ناپدید شدند. TCO (هزینه کل مالکیت) در حدود سال چهارم به نفع لپ‌تاپ‌های Pi تغییر می‌کند، با فرض اینکه قطعات متوسط ​​جایگزین شوند.

این توضیح می دهد که چرا موسسات آموزشی، به ویژه آنهایی که به مناطق در حال توسعه خدمت می کنند، علیرغم هزینه های اولیه بالاتر، به سمت راه حل های مبتنی بر Pi{0}} گرایش دارند. پروژه eClasses زیمبابوه سیستم‌های Pi را به‌طور خاص اجرا کرد زیرا «انعطاف‌پذیری از نظر استفاده و ساخت به ما این امکان را می‌دهد که عناصر ضروری مانند قطع-ایمن برق را در صورت قطع برق اضافه کنیم.» وقتی لپ‌تاپ‌های تجاری از کار می‌افتند، دستگاه‌ها به کار خود ادامه می‌دهند، نه به این دلیل که قوی‌تر هستند، بلکه به این دلیل که حالت‌های خرابی قابل تعمیر باقی می‌مانند.

معماری یادگیری: علاقه ترکیبی مهارت

لپ‌تاپ‌های سنتی اجزای داخلی خود را پشت ابزارهای اختصاصی و برچسب‌های ضمانت-ابطال پنهان می‌کنند. باز کردن مک بوک به پیچ گوشتی های تخصصی نیاز دارد. تلاش برای تعمیر سیستم های تشخیص دستکاری را فعال می کند. این طرح به طور فعال در برابر درک عمل می کند. کاربران وابستگی ایجاد می کنند، نه شایستگی.

لپ‌تاپ‌های Raspberry Pi رابطه مخالف را تحمیل می‌کنند. مونتاژ با اصول اولیه شروع می شود: اتصال کابل های نوار نمایشگر، لحیم کاری مدارهای مدیریت باتری، برنامه نویسی کنترلرهای ترک پد از طریق آردوینو. یکی از سازنده‌های Instructables در سال 2017 خاطرنشان کرد: «یکی دیگر از مواردی که هنگام آزمایش این لپ‌تاپ مرا آزار می‌داد این بود که مدام کد را روی آردوینو داخلی اشتباه آپلود می‌کردم!» ناامیدی ناشی از داشتن بوددوArduinos در ساخت{0}}یکی برای کنترل ترک‌پد، یکی برای استفاده عمومی. این سطح از آگاهی از اجزا در دستگاه های تجاری وجود ندارد.

این بازده یادگیری مرکب را ایجاد می کند. دانش پایه الکترونیکی که از اتصال یک مدار مدیریت باتری به دست می آید در پروژه های آینده اعمال می شود: اتوماسیون خانگی، روباتیک، دستگاه های اینترنت اشیا. مهارت‌های برنامه‌نویسی در حین اشکال‌زدایی انتقال میان‌افزار ترک‌پد به توسعه وب، سیستم‌های تعبیه‌شده یا پروژه‌های هوش مصنوعی توسعه می‌یابد. لپ تاپ به خودی خود اهمیت کمتری نسبت به شبکه ای که ایجاد می کند دارد.

داده های آموزشی از این مکانیسم پشتیبانی می کند. تحقیقات IEEE در مورد استفاده از Raspberry Pi در دبیرستان ها نشان داد که دانش آموزان به طور طبیعی از نصب سیستم عامل به پیکربندی شبکه و برنامه نویسی Python تا پروژه های سخت افزاری پیشرفت می کنند-نه به این دلیل که برنامه درسی پیشرفت را الزامی می کند، بلکه به این دلیل که دسترسی به سطح مؤلفه{2}}هر لایه را شفاف و قابل دستکاری می کند. دانش آموزان یاد نگرفتنددر موردکامپیوتر؛ آنها یاد گرفتنداز طریقرایانه ها با دسترسی مستقیم به سیستم هایی که اکثر دستگاه ها عمداً مبهم هستند.

CrowPi2 این را در یک محصول تجاری با بیش از 76 درس و 22 ماژول حسگر، به‌علاوه کنترل‌کننده‌های بازی و یک تخته کارگاه الکترونیکی یکپارچه قرار می‌دهد. کیت 399 دلاری لپ‌تاپ نمی‌فروشد-آزمایشگاه می‌فروشد. دانش‌آموزان می‌توانند با استفاده از مولفه‌های شل، مدارهای برد برد، برنامه‌نویسی در Scratch، Python یا Arduino IDE، و جابه‌جایی بین پیکربندی‌ها را بدون شکستن چیزی انجام دهند. فرم فاکتور لپ تاپ به سادگی این را قابل حمل می کند.

این قابل حمل بودن عملا اهمیت دارد. یک پروژه مدرسه هیوستون دانش‌آموزان را مستند کرد که با استفاده از Pi یک دوربین{1}}تایم لپس برای یک سایت ساخت‌وساز می‌سازند. این دستگاه باید هر ده دقیقه یکبار عکاسی کند، از آب و هوای بیرون جان سالم به در ببرد، با انرژی خورشیدی کار کند و برای صرفه جویی در باتری بین عکسبرداری خاموش شود. وقتی آزمایش نشان داد که گرمای تابستان اجزای نگهدارنده چسب را ذوب می کند، دانش آموزان روی چسب های بهتر تحقیق کردند و دوباره ساختند. هنگامی که طوفان هاروی اولین تاسیسات را ویران کرد، ضد آب را بهبود بخشیدند و دوباره نصب کردند.

هیچ یک از این مهارت ها در برگه های مشخصات ظاهر نمی شوند. اما آنها دقیقاً همان چیزی هستند که کارفرمایان واقعاً به آن نیاز دارند: عیب یابی خرابی های سخت افزاری، تکرار طرح ها، درک محدودیت های سیستم، بازیابی از خرابی های فاجعه بار. لپ‌تاپ‌های تجاری هیچ فرصتی برای توسعه این قابلیت‌ها فراهم نمی‌کنند، زیرا نمی‌توان آنها را باز کرد، نمی‌توان آن‌ها را تغییر داد و نمی‌توان آن را به طور جزئی- خراب کرد.

عامل GPIO: ویژگی قاتل محاسبات فیزیکی

هر Raspberry Pi دارای 40 پین GPIO (ورودی/خروجی عمومی) است که لپ‌تاپ‌های تجاری فاقد آن هستند. این پین‌ها حسگرها را می‌خوانند، موتورهای کنترلی، رله‌های ماشه را می‌خوانند و با یک اکوسیستم الکترونیکی کامل ارتباط برقرار می‌کنند. داشتن GPIO روی لپ‌تاپ معنای محاسبات را تغییر می‌دهد.

لپ‌تاپ‌های استاندارد فقط در فضای نرم‌افزاری{0}} وجود دارند. آنها کدی را اجرا می کنند که پیکسل ها را دستکاری می کند و صداها را پخش می کند، اما نمی توانند با واقعیت فیزیکی فراتر از صفحه کلید، ماوس و صفحه نمایش تعامل داشته باشند. افزودن قابلیت‌های سخت‌افزاری به وسایل جانبی USB نیاز دارد که به جای اجزای یکپارچه، شبیه لوازم جانبی خارجی باشند. لپ تاپ اساساً از دنیای فیزیکی جدا شده است.

لپ‌تاپ‌های Pi محاسبات فیزیکی را بومی می‌دانند. دانش‌آموزان یاد می‌گیرند که حسگرهای دما را بخوانند، نوارهای LED را کنترل کنند، موتورهای سروو را راه‌اندازی کنند، و داده‌ها را از شتاب‌سنج‌ها پردازش کنند-همه این‌ها در حالی که همان اسکریپت‌های پایتون را اجرا می‌کنند که برای خراش دادن وب یا تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده می‌کنند. برد کارگاه الکترونیکی یکپارچه در CrowPi2 این امر را فوری می کند: سنسورها و تخته نان در داخل شاسی لپ تاپ، متصل و آماده استفاده قرار می گیرند.

این امکان دسته بندی پروژه هایی را فراهم می کند که لپ تاپ های تجاری به سادگی نمی توانند از آنها پشتیبانی کنند. یک ایستگاه هواشناسی قابل حمل که داده ها را هنگام سفر ثبت می کند. یک دستگاه امنیتی که حسگرها را نظارت می کند و هشدار می فرستد. یک کنترلر دوربین که بر اساس تشخیص حرکت فعال می شود. یک سینت سایزر صوتی که توسط دکمه ها و دکمه های فیزیکی کنترل می شود. هیچ یک از اینها نیاز به حمل تجهیزات خارجی ندارد-لپ تاپ پلت فرم سخت افزاری است.

محیط های آموزشی این را به وضوح می بینند. معلمانی که از لپ‌تاپ‌های Pi استفاده می‌کنند گزارش می‌دهند که دانش‌آموزان به طور طبیعی مفاهیم برنامه‌نویسی انتزاعی را به نتایج فیزیکی ملموس متصل می‌کنند. یک حلقه پایتون زمانی که LED ها را به ترتیب چشمک می زند قابل مشاهده می شود. منطق جریان کنترل زمانی معنا پیدا می کند که داده ها را از چندین حسگر هدایت کند. اشکال زدایی از خواندن پیام های خطا به مشاهده تغییرات ولتاژ در پین های واقعی تبدیل می شود.

این فراتر از آموزش اهمیت دارد. سازندگانی که سیستم‌های اتوماسیون خانگی را می‌سازند، هنرمندانی که تاسیسات تعاملی ایجاد می‌کنند، محققانی که داده‌های میدانی را جمع‌آوری می‌کنند، مهندسان نمونه‌سازی اولیه دستگاه‌های IoT-همه از داشتن یک پلتفرم قابل حمل-خود شامل که نرم‌افزار و سخت‌افزار را به هم متصل می‌کند، سود می‌برند. مشخصات متوسط ​​لپ تاپ زمانی که تنها دستگاهی است که می تواند همزمان با کنترل سیستم های خارجی برنامه ریزی کند، بی ربط می شود.

فرهنگ اصلاح: سفارشی سازی بی نهایت

لپ تاپ های تجاری با مشخصات ثابت و تحمل صفر برای اصلاح عرضه می شوند. اندازه نمایشگر، طرح‌بندی صفحه‌کلید، انتخاب پورت، ظرفیت باتری-همه توسط تولیدکنندگانی که کاربر متوسط ​​را هدف قرار می‌دهند تعیین می‌شوند. اگر به چیز متفاوتی نیاز دارید، مدل یا سازش دیگری را انتخاب می کنید.

لپ‌تاپ‌های Raspberry Pi با یک سوال شروع می‌شوند: واقعاً به چه چیزی نیاز دارید؟ پاسخ به شدت متفاوت است. یک دانش آموز یک صفحه نمایش 11.6 اینچی FHD، نرم افزار آموزشی و کنترلرهای بازی می خواهد-CrowPi2 دقیقاً این را ارائه می دهد. یک یادگیرنده امنیت سایبری به عمر باتری بسیار زیاد، ویکی پدیا آفلاین و حداقل اینترنت نیاز دارد-سایبردک YAAC 12-ساعت زمان اجرا بدون نیاز به نمایشگر N4 و اتصال AV را ارائه می دهد. دسترسی به GPIO{10}}ArgonOne Up شامل پشتیبانی{13} HDMI و M.2 با اندازه کامل است.

این در مورد تحمل ترجیحات مختلف نیست. این برای پلت فرم اساسی است. یکی از سازندگان که یک لپ‌تاپ را از ThinkPad قدیمی IBM ایجاد کرده است، خاطرنشان کرد: «تبدیل‌کننده‌های مختلف صفحه نمایش لپ‌تاپ LVDS وجود دارد و هیچ اندازه برای همه مناسب نیست.» این مشکل ظاهری ویژگی واقعی را آشکار می کند: شما می توانید نمایشگرهای لپ تاپ، صفحه نمایش لمسی یا پنل های سفارشی را تطبیق دهید. لپ تاپ های تجاری نمایشگر را از فروشندگان تایید شده اجباری می کنند. لپ‌تاپ‌های Pi هر چیزی را که کار می‌کند قبول می‌کنند.

انعطاف پذیری یکسان به هر جزء گسترش می یابد. ظرفیت باتری از 5000 میلی‌آمپر ساعت فشرده (3{5}}4 ساعت) تا تنظیمات عظیم 40000 میلی‌آمپر ساعت برای کارکرد طولانی‌مدت در مقیاس است. صفحه‌کلیدها از-بلوتوث مکانیکی با اندازه کامل تا بلوتوث فوق{{7} فشرده تا واحدهای صفحه‌کلید-رایانه یکپارچه مانند Pi 400 متغیر هستند. فضای ذخیره‌سازی از microSD برای تعویض آسان، M.2 NVMe برای عملکرد، یا از درایوهای USB برای قابلیت حمل استفاده می‌کند. خنک کننده از هیت سینک های غیرفعال، فن های فعال یا خنک کننده مایع در موارد شدید استفاده می کند.

این ماژولار بودن قابلیتی{0}}لپ‌تاپ-کامل- شما را ایجاد می‌کند که به سادگی از نظر تجاری وجود ندارد. به عمر باتری عالی نیاز دارید اما به کیفیت صفحه نمایش اهمیت نمی دهید؟ باتری بزرگ را در اولویت قرار دهید و از یک صفحه نمایش ارزان تر استفاده کنید. بهترین صفحه نمایش ممکن را می خواهید اما با زمان اجرا 3{6}}ساعت خوب باشد؟ روی یک پنل باکیفیت و پاوربانک استاندارد سرمایه گذاری کنید. به انتخاب پورت گسترده نیاز دارید؟ چاپ سه بعدی یک کیس سفارشی با هر رابطی که نیاز دارید.

مهمتر از آن، می توانید بعداً نظر خود را تغییر دهید. با تعویض یک جزء از Pi 4 به Pi 5 ارتقا دهید. دو برابر ظرفیت باتری با نصب پاوربانک بزرگتر. با تعویض ماژول نمایشگر، یک صفحه نمایش لمسی اضافه کنید. لپ تاپ های تجاری شما را در تصمیم گیری های اولیه قفل می کنند. لپ‌تاپ‌های Pi مشخصات را به‌عنوان مذاکرات در حال انجام تلقی می‌کنند.

سازش‌های واقعی-جهان: ارزیابی صادقانه

ساخت یک لپ تاپ Pi به معنای پذیرش محدودیت های قابل توجهی است که علاقه مندان گاهی اوقات آن را دست کم می گیرند. مشکلات واقعی، مستند و اغلب ناامید کننده هستند.

عمر باتری واقعاً آسیب می بیند.CrowView Note 14 با استفاده از باتری 5000 میلی‌آمپر ساعتی با Pi 5، 3-4 ساعت را با حجم کاری سبک ارائه می‌کند. استفاده سنگین تر این زمان را به 2-3 ساعت کاهش می دهد. بازبین XDA-Developers که این تنظیمات را آزمایش می‌کند، به صراحت اعلام کرد: «باتری داخلی 5000 میلی‌آمپر ساعتی تنها می‌تواند 3 تا 4 ساعت در بارهای کاری سبک دوام بیاورد و اگر چندین برنامه را همزمان اجرا کنم، تعداد آن کاهش می‌یابد. این قابل رقابت با لپ‌تاپ‌های تجاری با زمان اجرا 8 تا 12 ساعت نیست.

حالت خواب وجود ندارد.بستن درب لپ تاپ سیستم را مانند لپ تاپ های ویندوز یا مک معلق نمی کند. Pi یا به طور کامل روشن می ماند، باتری را به سرعت تخلیه می کند، یا به طور کامل خاموش می شود و نیاز به راه اندازی مجدد کامل دارد. یکی از کاربران انجمن ابراز تاسف کرد: "Pi حالت خواب/تعلیق ندارد که در لپ تاپ بسیار مفید است." این محدودیت اساسی باعث می‌شود که لپ‌تاپ‌های Pi انتخاب‌های ضعیفی برای استفاده-و{4}}در مکان‌هایی که انتظار دارید فوری-در راحتی داشته باشید، نباشند.

مدیریت حرارتی نیاز به توجه فعال دارد.اجرای بارهای کاری فشرده بدون خنک کننده کافی باعث ایجاد گلوگاه حرارتی می شود. توصیه رسمی شامل فن ها، هیت سینک ها یا حتی کیس هایی است که به طور خاص برای اتلاف حرارتی طراحی شده اند. یکی از سازنده‌ها خاطرنشان کرد که Pi 4 در Pi-Top فقط "با نصب هیت سینک و جدا شدن قسمت perspex کیس" خوب کار می‌کند. خنک کننده غیرفعال کافی نیست. شما باید برای گرما طراحی کنید.

عملکرد لپ تاپ های تجاری را به طور قابل توجهی دنبال می کند.حتی Pi 5 با CPU چهار هسته‌ای 2.4 گیگاهرتزی و رم تا 16 گیگابایت نمی‌تواند با پردازنده‌های لپ‌تاپ مدرن برای کارهای فشرده مطابقت داشته باشد. پخش ویدیو در سیستم عامل پایه Raspberry Pi بیش از 720p مشکل دارد. چندین برگه مرورگر باعث تاخیر قابل توجه می شود. بازی فراتر از عناوین یکپارچهسازی با سیستمعامل یا بازی های مستقل اصلی واقع بینانه نیست. اگر گردش کار شما نیاز به ویرایش ویدیو، رندر سه بعدی یا اجرای نرم‌افزار حرفه‌ای خاص{10}ویندوز دارد، لپ‌تاپ‌های Pi شما را ناامید خواهند کرد.

سازگاری ویندوز همچنان مشکل ساز است.چندین کاربر سعی کردند ویندوز 11 ARM را روی Pi 5 اجرا کنند، به این امید که به برنامه های استاندارد ویندوز دسترسی داشته باشند. نتایج ناامید کننده بودند: WiFi کار نمی کند، اترنت کار نمی کند، صدا کار نمی کند، PCIe کار نمی کند، و پشتیبانی گرافیکی ناکافی است. راه‌حل‌هایی وجود دارد (-به-آداپتورهای اترنت، کارت‌های صوتی USB) اما تجربه‌ای بد ایجاد می‌کند. همانطور که یکی از پوسترهای انجمن به این نتیجه رسید: "بدون [درایورهای مناسب] حتی در سطح یک POC [اثبات مفهوم] هم نیست."

هزینه فراتر از انتظارمجموع هزینه ساخت لپ‌تاپ Pi عملکردی معمولاً به ۲۵۰-450 دلار می‌رسد که برای همه اجزاء در نظر گرفته می‌شود: برد Pi (35-120 دلار)، صفحه نمایش (40-100 دلار)، صفحه‌کلید و صفحه‌نمایش (20-50 دلار)، مدیریت باتری و انرژی (30-60 دلار)، کیس یا شاسی (30-100 دلار و قطعات غیرقابل تغییر و سلول‌های کارتی). یک Chromebook جدید یا لپ تاپ ویندوزی با قیمت 200 تا 300 دلار عملکرد، عمر باتری و قابلیت استفاده بهتری را ارائه می دهد. پرونده مالی فقط در بلندمدت یا زمانی که منافع نامشهود ارزش گذاری می شود معنا پیدا می کند.

مونتاژ نیاز به مهارت فنی دارد.علی‌رغم تلاش‌های سازنده‌های کیت، ساختن لپ‌تاپ Pi کارکردی نیست-و-. کابل های روبان در اثر قرار دادن مکرر شکسته می شوند. آپلود کد در آردوینو اشتباه، پد ترک را آجر می کند. کاربرد خمیر حرارتی اهمیت دارد. یکی از سازنده‌ها که تبدیل لپ‌تاپ را انجام می‌دهد هشدار داد: "من نمی‌خواهم مردم را از استفاده مجدد از لپ‌تاپ‌های قدیمی منصرف کنم، اما آنها باید بدانند که این کار آسانی نیست و تکمیل آن زمان و هزینه زیادی می‌برد." DIY به ویژه لحیم کاری، چاپ سه بعدی، دانش پایه مدار و صبر برای عیب یابی را ایجاد می کند.

اینها مسائل جزئی یا محدودیت هایی نیستند که به راحتی نادیده گرفته شوند. آنها محدودیت های اساسی پلت فرم هستند. هر کسی که لپ تاپ Pi را در نظر می گیرد باید صادقانه ارزیابی کند که آیا این سازش ها با شرایط استفاده آنها مطابقت دارند یا خیر. برای بسیاری از سناریوها، لپ تاپ های تجاری به سادگی بهتر کار می کنند.

چه کسی در واقع سود می برد

با توجه به محدودیت های واقعی، چه کسی باید لپ تاپ Pi بسازد؟ پاسخ «همه» یا «هیچکس» نیست-بلکه جمعیت خاصی با نیازهای خاص است.

مربیانی که موضوعات STEM را آموزش می دهندارزش استثنایی پیدا کنید ترکیبی از قابلیت حمل، دسترسی GPIO، و معماری شفاف، یادگیری را با سخت افزار تجاری غیرممکن می کند. دانش‌آموزان به جای استفاده از رایانه‌ها، نحوه کارکرد رایانه‌ها را می‌بینند. 76 CrowPi2 شامل دروسی از برنامه نویسی اولیه تا پروژه های الکترونیکی پیچیده بود. زمانی که دانش‌آموزان ابزارهای خود را می‌سازند و درک می‌کنند، معلمان تعامل بیشتری را گزارش می‌دهند تا اینکه با دستگاه‌ها به‌عنوان جعبه سیاه رفتار کنند.

مناطق در حال توسعه با برق غیر قابل اعتماداز پلتفرم های مدولار و قابل تعمیر بهره مند شوید. انجمن کامپیوتر زیمبابوه سیستم‌های Pi را به‌طور خاص به این دلیل استقرار داد که-دسترسی در سطح مؤلفه امکان تعمیرات را بدون پشتیبانی فروشنده فراهم می‌کند. وقتی کمک‌های لپ‌تاپ از کشورهای ثروتمند با شکست مواجه می‌شوند (و شکست می‌خورند)، مدارس نمی‌توانند آن‌ها را برطرف کنند. سیستم های Pi خراب می شوند و ثابت می شوند. این تفاوت تعیین می کند که آیا آموزش محاسبات ادامه می یابد یا متوقف می شود.

سازندگان و علاقه مندان به سخت افزاربه پین ​​های GPIO و گزینه های سفارشی سازی نیاز دارید. اگر پروژه های شما شامل سنسورها، موتورها، نوارهای LED یا لوازم الکترونیکی سفارشی می شود، داشتن یک پلت فرم قابل حمل که همزمان سخت افزار را برنامه ریزی و کنترل می کند، همه چیز را تغییر می دهد. لپ تاپ های تجاری به بردهای خارجی و تجهیزات جانبی حجیم نیاز دارند. لپ‌تاپ‌های Pi مستقیماً الکترونیک را ادغام می‌کنند.

دانش آموزان در حال یادگیری علوم کامپیوتر و مهندسیمهارت‌های ترکیبی را از مشارکت در سطح{0}}کامپوننت به دست آورید. سرمایه‌گذاری اولیه در ساخت لپ‌تاپ Pi در ده‌ها پروژه آینده بازدهی دارد. یادگیری نحوه عملکرد درایورهای نمایشگر، نحوه عملکرد مدارهای مدیریت باتری، یا نحوه اشکال زدایی مشکلات سخت افزاری، دانش بنیادی را ایجاد می کند که لپ تاپ های تجاری به عمد در پشت جعبه های بسته و ابزارهای اختصاصی پنهان می شوند.

افرادی که به اصول درست-تعمیر- متعهد هستندلپ‌تاپ‌های Pi را که با مقادیر آن‌ها هماهنگ هستند پیدا کنید. سازندگان لپ تاپ های تجاری به طور فعال علیه قوانین تعمیر و طراحی دستگاه ها لابی می کنند تا به طور جبران ناپذیری از کار بیفتند. لپ‌تاپ‌های Pi فلسفه مخالف را در خود جای می‌دهند: هر قسمتی که برای درک، اصلاح و جایگزینی طراحی شده است. این صرفاً ایدئولوژیک نیست-بلکه زمانی که هزینه‌های بلندمدت-و تأثیرات زیست محیطی را محاسبه می‌کنید، عملی است.

مسافرانی که به مکان های دور افتاده می روندگاهی اوقات به محاسبات آفلاین با منابع آموزشی نیاز دارند. دستگاه Pi Connect Device دسترسی به ویکی‌پدیا، آکادمی خان و سایر مطالب آموزشی را بدون اینترنت فراهم می‌کند. پیکربندی‌های باتری بهینه‌سازی شده برای استفاده طولانی از تحقیقات میدانی، سفرهای طولانی مدت یا مناطقی با دسترسی پراکنده به برق پشتیبانی می‌کنند. لپ‌تاپ‌های تجاری قابلیت استفاده فوری بهتری را ارائه می‌کنند، اما نمی‌توانند پیکربندی‌های سفارشی‌شده برای لبه‌های خاص را مطابقت دهند.

بودجه-علاقه مندان به فناوری در مناطقی که مالیات وارداتی دارندگاهی اوقات لپ تاپ های Pi را در دسترس تر می بینید. یکی از کاربران انجمن ترک توضیح داد: "در ترکیه چیزی به نام "مالیات طیپ" وجود دارد. وقتی چیزی برای خود می‌خرید، اساساً دو یا گاهی حتی سه برابر (به ارزش) پرداخت می‌کنید. عوارض واردات بالا برای قطعات الکترونیکی تمام شده اما نرخ های پایین تر برای قطعات می تواند ساخت های DIY را از نظر اقتصادی منطقی کند، علی رغم هزینه های پایه بالاتر در جاهای دیگر.

این الگو خودش را نشان می‌دهد: لپ‌تاپ‌های Pi مناسب افرادی هستند که به یادگیری، قابلیت تعمیر، سفارشی‌سازی یا محاسبات فیزیکی بیش از عملکرد خام، عمر باتری یا راحتی آنی اهمیت می‌دهند. اگر این اولویت‌ها با اولویت‌های شما همسو باشد، پلتفرم ارزش واقعی ارائه می‌کند. اگر این کار را نکردند، یک لپ تاپ تجاری بخرید و از ناامیدی خودداری کنید.

The Path Forward: Kit Evolution

اکوسیستم لپ‌تاپ Raspberry Pi به تکامل خود ادامه می‌دهد و محدودیت‌های قبلی را برطرف می‌کند و در عین حال اصول اصلی را حفظ می‌کند.

طراحی‌های مبتنی بر ماژول{0}}رایانهبهبود ادغام CM4 و CM5 بیشتر از لپ‌تاپ‌ها-از فرم‌های مناسب‌تری نسبت به بردهای استاندارد Pi استفاده می‌کنند. طراحی ArgonOne CM5 را در یک شاسی مهندسی شده با خنک کننده یکپارچه، طرح بندی پورت های معقول و کیفیت ساخت حرفه ای قرار می دهد. این نشان‌دهنده بلوغ از آزمایش‌های DIY به محصولات مهندسی است.

مدیریت بهتر باتریزمانی پدیدار می شود که تولیدکنندگان از شکست های اولیه درس می گیرند. کیت های جدیدتر شامل مدارهای شارژ مناسب، نشانگرهای سطح دقیق و حفاظت از تخلیه ایمن هستند. برخی از طرح‌ها مدیریت هوشمند انرژی را اجرا می‌کنند که به‌طور خودکار سرعت ساعت را کاهش می‌دهد تا زمان اجرا را افزایش دهد{2}}ویژگی‌های اساسی که لپ‌تاپ‌های تجاری سال‌ها داشتند، اما لپ‌تاپ‌های اولیه Pi فاقد آن بودند.

پشتیبانی نرم افزاری بهبود یافتهسیستم ها را قابل استفاده تر می کند. FydeOS، یک توزیع مبتنی بر کرومیوم-، به‌خوبی روی سخت‌افزار Pi اجرا می‌شود، زیرا برای پردازنده‌های ARM کم مصرف-بهینه شده است. بازبینی XDA که این مورد را روی Pi 5 آزمایش کرد، دریافت که در جایی که سیستم عامل استاندارد Pi با چندین تب مشکل داشت، "به طرز باورنکردنی کار می کند". سیستم‌عامل‌های جایگزین به طور فزاینده‌ای لپ‌تاپ‌های Pi را به‌طور خاص هدف قرار می‌دهند، و تجربه‌ی خارج از جعبه را بهبود می‌بخشند.

در دسترس بودن کیت از قبل ساخته شدهمانع ورود را کاهش می دهد. در حالی که هاردکورهای DIYers هنوز قاب ها و اجزای لحیم کاری را پرینت سه بعدی می کنند، محصولاتی مانند CrowPi2، CrowView Note 14 و ArgonOne Up به عنوان لپ تاپ های کامل و کاربردی عرضه می شوند. زمان مونتاژ از روزها به ساعت ها یا حتی دقیقه ها برای گزینه های کاملاً از قبل ساخته شده{5}}کاهش می یابد. این امر دسترسی فراتر از علاقه مندان به الکترونیک را به دانش آموزان، والدین و مربیان دموکراتیک می کند.

حمایت جامعه رو به رشداسناد و منابع عیب یابی بهتری را فراهم می کند. انجمن‌ها اکنون شامل گزارش‌های دقیق ساخت همراه با عکس‌ها، فهرست‌های قطعات با منابع خوب شناخته‌شده-و راهنمای عیب‌یابی مشکلات رایج هستند. مخازن GitHub دارای موارد قابل چاپ{4} سه بعدی، سفت افزار سفارشی و تنظیمات نرم افزاری هستند. شکاف دانش بین پذیرندگان اولیه و تازه واردان با ثبت هر پروژه کاهش می یابد.

فشار قیمت از جایگزین های تجاریسازندگان کیت را مجبور به توجیه هزینه ها می کند. وقتی کروم‌بوک‌های ۲۰۰ دلاری وجود دارند، یک کیت لپ‌تاپ ۴۰۰ دلاری Pi به ارزش‌های واضحی فراتر از «این یک Pi» است، نیاز دارد. ویژگی‌های آموزشی، برنامه‌های درسی STEM، دسترسی به GPIO، قابلیت تعمیر مدولار{4}}این‌ها به جای عملکرد یا قیمت به تنهایی عامل تمایز هستند. بخش های بازار به طور طبیعی: نیازهای محاسباتی خالص به لپ تاپ های تجاری می رود. یادگیری، ساخت و اصلاح به سمت پلتفرم های Pi می کشد.

آینده احتمالاً شامل انواع تخصصی تری خواهد بود. موسسات آموزشی ممکن است نسخه های بهینه شده برای موضوعات خاص را درخواست کنند: زیست شناسی با حسگرها برای نظارت بر محیط، فیزیک با GPIO برای اتوماسیون آزمایش، علوم کامپیوتر با فضای ذخیره سازی گسترده برای محیط های توسعه بزرگ. برنامه‌های صنعتی می‌توانند از کیس‌های مقاوم و عمر باتری بیشتر برای کارهای میدانی استفاده کنند. تغییرات شخصی ممکن است زیبایی‌شناسی، صفحه‌کلیدهای مکانیکی، یا پیکربندی‌های متمرکز بر بازی{3}}را در اولویت قرار دهند.

لپ‌تاپ‌های Pi جایگزین دستگاه‌های تجاری نمی‌شوند-و نباید امتحان کنند. آنها جایگاه مشخصی را اشغال می کنند که در آن ارزش یادگیری، حقوق تعمیر، گزینه های سفارشی سازی و قابلیت های محاسبات فیزیکی بیشتر از مشخصات خام و زمان اجرای باتری است. همانطور که اکوسیستم بالغ می شود، این جایگاه با وضوح بیشتری مشخص می شود و خدمات بهتری ارائه می دهد.

دلیل واقعی اینکه مردم اینها را می سازند

توجیهات مربوط به هزینه‌ها، منحنی‌های یادگیری یا مشخصات را حذف کنید، و حقیقت ساده‌تری نمایان می‌شود: مردم لپ‌تاپ‌های Raspberry Pi می‌سازند، زیرا عمل ساخت، عملکرد درونی محاسبات را به گونه‌ای آشکار می‌کند که محصولات تجاری به طور سیستماتیک پنهان می‌شوند.

هر لپ تاپ تجاری کامل می رسد. آن را جعبه گشایی می کنید، روشن می کنید و کار می کند. این راحتی با یک معامله همراه است: شما هرگز نمی بینید که چگونه کار می کند. صفحه نمایش از طریق کابل های نواری اختصاصی به بردهای منطقی که نمی توانید به آنها دسترسی داشته باشید متصل می شود. باتری با مدارهای شارژی که نمی توانید تعمیر کنید، یکپارچه می شود. صفحه کلید با کانکتورهای سفارشی متصل می شود که نمی توانید آنها را تعویض کنید. دستگاه اساساً مات باقی می ماند.

ساخت لپ تاپ Pi این را معکوس می کند. شما صفحه نمایش، رزولوشن تحقیق، نوع پنل و روش اتصال را انتخاب می کنید. شما باتری را انتخاب می کنید، ظرفیت را در مقابل اندازه در مقابل زمان شارژ محاسبه می کنید. شما صفحه کلید را با در نظر گرفتن چیدمان، احساس و پروتکل رابط انتخاب می کنید. شما مدیریت برق را سیم کشی می کنید و در مورد تنظیم ولتاژ و مدارهای حفاظتی یاد می گیرید. شما سیستم عامل را نصب می کنید، فرآیندهای بوت و سیستم های فایل را درک می کنید. شما اشکال زدایی می کنید، مسیرهای سیگنال را ردیابی می کنید و اتصالات را بررسی می کنید.

در پایان، شما فقط یک لپ تاپ خریداری نکرده اید-شما مدل ذهنی نحوه عملکرد لپ تاپ ها در هر سطح را به دست آورده اید. این دانش منتقل می شود. وقتی هر رایانه ای مشکلاتی را نشان می دهد، دلایل بالقوه را درک می کنید زیرا آن مسیرها را ردیابی کرده اید. وقتی پروژه‌ها به قابلیت‌های خاصی نیاز دارند، متوجه می‌شوید که کدام مؤلفه‌ها آن‌ها را فراهم می‌کنند، زیرا این مبادلات را ارزیابی کرده‌اید. وقتی تکنولوژی تغییر می کند، شما سازگار می شوید زیرا اصول را به جای به خاطر سپردن رویه ها درک می کنید.

به همین دلیل است که اعضای انجمن که اعتراف می کنند "از نظر اقتصادی منطقی نیست" و "فقط باید یک لپ تاپ ارزان بخرید" هنوز هم خودشان لپ تاپ Pi می سازند. ساختمان نقطه است. لپ تاپ به سادگی مصنوع است که ثابت می کند شما سیستم را درک می کنید.

یکی از سازندگان در یک پست Instructables در مورد لپ‌تاپ هیبریدی Pi{0}}Arduino خود این موضوع را کاملاً به تصویر کشیده است: "این یک پروژه چالش برانگیز نیست زیرا کمترین کد مورد نیاز بود... در این مرحله لپ‌تاپ کاملاً کاربردی است، من تقریباً هر روز از لپ‌تاپ خود برای یادداشت‌برداری استفاده می‌کردم، برای این کار عالی است." این لپ‌تاپ نیازهای اولیه را به اندازه کافی برآورده می‌کند، اما این نیازها می‌توانست توسط هر دستگاهی با قیمت 300 دلار برآورده شود. چیزی که محصولات تجاری نمی توانند برآورده شوند: درک به دست آمده از ایجاد به جای مصرف فناوری.

این شاید موفقیت Kickstarter لپ‌تاپ‌های{0}Pi سطح بالا را علی‌رغم نزدیک شدن یا فراتر رفتن هزینه‌های جایگزین‌های تجاری بهتر- توضیح دهد. ArgonOne Up با قیمت 420-450 دلار با کروم بوک های واقعی و لپ تاپ های ویندوزی ارزان قیمت رقابت می کند که مشخصات عالی، عمر باتری و سازگاری با نرم افزار را ارائه می دهند. اما این دستگاه ها نمی توانند آنچه را که سازندگان لپ تاپ Pi در واقع به دنبال آن هستند ارائه دهند: کنترل بر فناوری و درک عملکرد آن.

علاقه مندانی که لاگ های ساخت را پست می کنند، مربیان پلتفرم های Pi را با وجود جایگزین های بهتر انتخاب می کنند، دانش آموزانی که ساعت ها را صرف اشکال زدایی میان افزار ترک پد می کنند-هیچکدام غیرمنطقی یا گیج نیستند. آنها تابع بهینه سازی متفاوتی نسبت به اندازه گیری برگه های مشخصات را دنبال می کنند. آنها به جای قدرت محاسباتی به تنهایی، برای توسعه آژانس، دانش و قابلیت ها هزینه می کنند.

آیا باید یکی بسازید؟

پاسخ عملی کاملاً به اولویت ها و تمایل شما برای پذیرش معاوضه های مهم بستگی دارد.

لپ تاپ Pi بسازید اگر:

می‌خواهید الکترونیک، برنامه‌نویسی، و یکپارچه‌سازی سیستم‌ها را از طریق تجربه{0}}دستی بیاموزید

حقوق تعمیرات و مالکیت بلندمدت-بر عملکرد فوری

برای پروژه های سخت افزاری و محاسبات فیزیکی به پین ​​های GPIO نیاز دارید

موضوعات STEM را آموزش دهید و از دانش آموزان بخواهید که سیستم ها را عمیقاً درک کنند

در محیط‌هایی کار کنید که ماژولار بودن و{0}}قابلیت تعمیر اهمیت دارد

گزینه های سفارشی سازی را بر پیکربندی های استاندارد اولویت بندی کنید

بدون در نظر گرفتن محصول نهایی، فرآیند ساخت خود را ارزشمند بیابید

یک لپ تاپ تجاری بخرید اگر:

به عمر باتری قابل اعتماد بیش از 6-8 ساعت نیاز دارید

عملکرد خواب/بیداری فوری را می خواهید

به نرم افزار حرفه ای نیاز دارید که منحصراً روی ویندوز یا macOS اجرا شود

برای ویرایش ویدیو، بازی یا برنامه‌های فشرده، عملکرد ارزشمندی دارد

برای عیب‌یابی فنی، سهولت -و{1}}پخش را ترجیح دهید

به حداکثر قدرت محاسباتی در یک بودجه نیاز دارید

حداقل تعمیر و نگهداری را می خواهید و فقط انتظار دارید همه چیز کار کند

درک کلیدی: اینها انتخاب های بهتر یا بدتر نیستند، بلکه اساساً ابزارهای متفاوتی هستند که نیازهای متفاوتی را برآورده می کنند. یک لپ‌تاپ Pi به طور همزمان توانایی بیشتری (GPIO، ماژولار بودن، قابلیت تعمیر) و کمتر (باتری، عملکرد، نرم‌افزار) نسبت به جایگزین‌های تجاری دارد. اینکه کدام محدودیت ها مهم هستند و کدام قابلیت ها شما را هیجان زده می کند، انتخاب درست را تعیین می کند.

برای بسیاری از مردم، ارزیابی صادقانه به لپ‌تاپ‌های تجاری اشاره می‌کند. اگر در درجه اول به محاسبات قابل اعتماد و راحت برای کارهای استاندارد نیاز دارید، مزایای پلتفرم های Pi محدودیت های واقعی آنها را جبران نمی کند. یک Chromebook یا دستگاه ویندوز ارزان قیمت بخرید و وقت خود را به جای ساختن ابزار صرف انجام کار کنید.

برای دیگران، با وجود مصالحه، انتخاب همچنان روشن است. دانش‌آموزی که الکترونیک را یاد می‌گیرد ارزش آموزشی 3-ساعت عمر باتری را دارد. سازنده ای که به GPIO نیاز دارد محدودیت های عملکرد را می پذیرد. مدافع حق-تعمیر، تعمیر پذیری را بر راحتی ترجیح می دهد. مربی برای سیستم های شفافی که محاسبات را آموزش می دهند به جای پنهان کردن آن ارزش قائل است.

موفقیت سریع ArgonOne Up در Kickstarter، تکرارهای مداوم CrowPi و موضوعات انجمن پر از هشدارها و گزارش های ساخت همگی به یک نتیجه اشاره دارند: لپ تاپ های Pi یک جایگاه خاص و پایدار را اشغال می کنند. آنها به یک حوزه واقعی با نیازهای واقعی خدمت می کنند که محصولات تجاری به آن توجه نمی کنند.

اگر این نیازها با شما مطابقت دارند، یکی بسازید. اگر این کار را نکردند از آن بگذرید. فقط درک کنید که در واقع بین چه چیزی انتخاب می کنید: یک دستگاه بهینه شده برای محاسبات فوری در مقابل یک پلت فرم بهینه شده برای درک محاسبات. هر دو معتبر است. هر دو مفید. نه به طور کلی درست است.

سوال این نیست که آیا ساختن لپ‌تاپ Raspberry Pi "منطقی است"-که کاملاً به ارزش شما بستگی دارد. سوال این است که آیا شما از آن دسته افرادی هستید که در درک ابزارهای خود ارزش بیشتری نسبت به استفاده صرف از آنها پیدا می کنند؟ اگر تا اینجا خوانده باشید، احتمالاً از قبل پاسخ را می دانید.