GPD Pocket を改造しました

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ご存じ、GPD Pocketですが、良くまとまっています。これにμSDカードスロットと生体認証の指紋リーダを追加しましたので、まとめておきます。

GPD PocketにμSDカードリーダと生体認証を追加改造

よくできた超小型PCなのですが、使ってみると３点ほど不満が。

SDカードリーダが欲しい

クラウドサーバでもいいのですが、使い慣れたSDがあると便利です。

生体認証でロック解除がしたい。

パスワードや暗証番号は手間だし、見られる心配も気になります。

SIMで公衆回線でネットにつなげられるといいなあ。

これは、金属筐体なので難しそうで今後の課題にします。バッテリー寿命も気になるしね。当面はテザリングで我慢しましょう。

LINK　参考にさせて頂いたLINK

英語サイトですがRedditさんで早い時期から情報があります。
こちらは雑技工房さんで日本語サイトの改造記事です。
色々考えたのですが、結局雑技工房さんの記事と同じような内容になってます。

基本方針

キーボードユニットへのフレキ配線を横取りしてUSB2.0のハブにつなぎます。

電源もここからとります。バスパワーですね。

ハブのポートの一つをキーボードユニットにつなぎます。

マイクとスピーカの配線もここにあるので、それはそのままキーボードユニットにつなぎます。

以上で、USB2.が３ポートと５V電源が取れました。

そこに生体認証デバイスとuSDカードリーダをつなぎます。

ここで注意があります。uSDカードリーダの電源にuSDソケットのカード検出スイッチを入れておきます。こうしないと、Windowsのカードを抜く操作の後、SDを差し替えたとき認識してくれません。ソケットからSDを抜いたとき電源をきれば、再挿入で再認識してくれるわけです。

パーツなど

USBハブ：AitendoさんのUSBハブコントローラ基板 [M4-FE1.1S]
    4ポートのUSBハブです。３ポートを使っています。
水晶：ハブコントローラチップ用の12MHｘの水晶を別途購入必要です。
生体認証デバイス。：AMAZONで購入。後で写真を挙げますので探してみてください。
SDカードリーダ：アキバで買ったUSBタイプのカードリーダを分解して基板を使いました。
FFCコネクタ：HIROSE[FH19C-10S-0.5SH]。基板高0.9mmです。高いと入りません。
延長基板：SANHAYATO[ICB-067]0.5mmのピッチ変換基板で厚さ０．１ｍｍです。切って使います。
FFC:　メーカー等不明の0.5mmフレキケーブル。引き出しの奥で眠ってました。
SDカードソケット；HIROSE製[DM3AT-SF-PEJM5]　Akitukiさんで購入。飛び出し量が多く良いです。これをSDカードリーダに後点けで載せています。
他に配線材料や両面テープ、カプトンテープを使いました。

他に、半田付け必要です。筐体加工にはCNCまたはフライス盤があるといいです。ボール盤でもできるかも。

ギャラリー

完成するとこうなります。

uSDカードがここまで出るので抜き差しが簡単にできます。

筐体を削ります。これが一番の難関です。自作のCNCで加工しました。

中から見るとこうなります。久々の加工でちょっと失敗っぽい。

回路は試作と動作確認から始めます。USBハブの試験回路です。
これはハブ基板にケーブルを着けた試験回路です。

各パーツが確認できたので、並べてみます。収まりよし！
左から、生体認証デバイスーuSDカードリーダーUSBハブ基板です。

SDカードの収まり確認です。かなり出るので抜きやすそう。

HUB基板はこの方向の実装がよさそうです。

延長用基板を載せて長さを決めます。
基板はサンハヤトの0.1mm厚のリジッド基板をハサミで切ってつくりました。

FPCコネクタを半田付けしました。

USBハブにアクセスランプを点けるための配線引き出しですが、結局使っていません。

配線開始。

延長基板をつけて。

収めてみます。

生体認証デバイスです。以下分解手順です。２か所の爪をドリルアウトします。

すると金属枠が抜けます。

樹脂はゴリゴリとニッパー等で切ります。中身を傷めないように注意して。

分解完了。センサーのフレキをちぎらないように。

GPD Pocketのフレキですが抜き差し寿命があります。
抜き差しを繰り返すとこんな感じでフレキのパターンの接触部がへこみます。
こうなると接触不良を起こします。
そんな時は、先端を少しだけ切り取ると新しい部分が接触するので修理できます。

 さいごに

基本的には雑技工房さんと同じ改造です。
FFCが手持ちを使ったのですが、同じものは見つかりませんでした。残念ながら入手先不明です。
改造は自己責任でお願いします。

GPD Pocket [ Adding uSD & Biometric device]

GPD pocket is a good mobile PC, and I like very much to use. But I wanted to add uSD card reader and Biometric device.

Adding Micro SD Card Reader & Biometric Device

Soon I stareted to use my GPD Pocket, I thought it's a good idea to add some feature on it.

Micro SD Card Reader

Biometric Device (Finger Print Reader) for Quick & Secure Log-in

SIM card might be convenient, but leave this on wish list.

LINK

Reddit
雑技工房さんで日本語サイトの改造記事: Page is written in Japanese. My project became almost same as this page.

Basic Idea

Since Keyboard unit of Pocket uses USB 2. interface, 4 port USB hub can be inserted.

Now 3 ports and 5V power are avilable to add some devices.

I added a Finger print reader and a uSD card reader. I boughr compact USB devices and pick PCBs inside of them. Photos of the Finger print reader are posted later on this page.

It is one caution for a uSD card reader. I insert Card Detect Switch to Power line of SD reader. Without this after remove a SD card, windows cannot recognize new inserted card.

Parts

USB hub: Sold at Aitendo[M4-FE1.1S] PC Board type small size USB hub.
X'Tal: HUB controller reqire 12MHx X'Tal but not included.
Biometric Device: See photos later, I bought this at Amazon.
uSD Card Reader: USB Type compact card reader.
FFC Connector:HIROSE[FH19C-10S-0.5SH]. 0.9mm high. This low hight is requird.
Extention PCB:SANHAYATO[ICB-067] 0.5mm to 2.54mm pitch convert PCB. This is ridgit 0.1mmm thick PCB.
FFC or FPC: 0.5mm 10 way FFC. I found this in my parts box. No other information is avilable.
uSD Card Soket:HIROSE[DM3AT-SF-PEJM5] Push on, push off type.
Other: Double stickey tape, Capton tape, wire etc.

You need milling machine such as CNC. Drill press could be used, (but I'm not sure.)

Photos

Final look

uSD card out this position. It's easy to remove it.

Most dangerous step. Mill holes.

Hole from inside. It's not a perfect.

Circuit sould be tested before millimg GPD Pocket.
This is test fixture of USB hub.

Try to locate all component in GPB Pocket.
As you can see, it's enough space.
From Left- Biometric Device, SD Reader, USB hub.

SD card OFF POSITON.

It's better to flip USB hub.

Locate extention PCB.
I cut PCB with Scissors.

Locate FFC and FFC Soket

Wire out for indicater LED, but not used.

Start wiring.

Adding extention PCB.

All fit inside.

Biometric device. Finger print reader.
At first, drill out stopper.

Metal frame can be removed.

Cut plastic carefully.

Done this part.

Flex cable of GPD Pocket has very short remove life.
After 10 times on/off cycle, FFC is dimpled at contact position like this photo.
In this situation, the keyboard stop working.
In order to repair, you cut top of PCB which moves the contact point.

 At The End

Basics of this project is same as the Japanese Link.
I cannot give information about FFC. Please fined one yourself.

Please remodel it at your own risk.

ラズパイの電源をつくって見た話

まえおき

通称ラズパイのRaspberry Pi 3 Model Bは大電流が必要とされています。２．５A とか３Aのアダプタが必要と言われていますが、入手難で大きい。

実際そんなに要るのか半信半疑でしたが、スイッチサイエンスさんが詳しい実験データを公開されていて実態が見えました。データはここからどうぞ。

必要な電源容量

Raspberry Pi 3 Model Bは本体だけなら安定な５V1Aあれば動く。

なぜ２．５A電源が必要とされるのか？

それは、使う電源がUSB充電用アダプタのため、消費電流が増えると電圧が下がってくるからです。充電器は電圧の下がり具合を見て電源の電流供給能力を判断するのですね。つまり公称２．５A電源でも１Aを超えてくると電圧が下がってしまいラズパイの必要な電圧が出ないのです。下がった電圧でも充電には十分なので充電用電源としてはOKなんですね。

というのが上に書いたスイッチサイエンスさんの実験結果を読んで考えたことです。

電源を作ってみた

12→５V レギュレータ。
左が12V入力で上と右が5V出力です

それならば、電流が増えても電圧が下がらない電源ならラズパイは動くか？ということですが、作ってみたところ動きました。

使ったのは、秋月さんで買った１２V１Aのアダプタと１２V→５Vのステップダウンレギュレータです。
計算上の電流容量は２．４A/５Vになりますが、これでラズパイ＋７”モニタ、＋キーボードをつないで動作させることができました。すべてつないでも電圧は下がっていません。

注意：この電源は、電流が増えても電圧が下がりませんので充電用には使わないほうが良いと思われます。電圧が下がらないので充電器が電流容量を検知できない可能性があるためです。