Cyberdeck：树莓派完整网络终端制作指南！

今年似乎始终摆脱不了 Cyberdeck 的身影，也正好借此机会分享一份教程，帮助大家打造属于自己的 Cyberdeck。

什么是 Cyberdeck？

它可以是一台可穿戴电脑、一台便携式电脑、一套用于发射火箭或高空气球的监测/控制中心，也可以是为僵尸末日准备的知识储存库？答案是：以上都可以——当然，也可以是任何其他能够想到的东西。它本质上是为了满足传统平板电脑或计算机无法满足的需求而打造的设备，也可以只是单纯为了打造一件真正属于自己的东西。

一台已经准备好应对离网环境的完整 Cyberdeck

规划/设计思路

Cyberdeck 主要由四个部分组成：核心计算单元、外围设备、电源系统和外壳。下面将依次介绍这几个部分。

核心计算单元

Cyberdeck 的核心计算单元包括处理器和长期存储设备。在选择中央处理器（CPU）时，需要考虑功耗、处理性能以及尺寸。单板计算机（SBC）非常适合这一用途，因为与传统 PC CPU 相比，它们的功耗更低。树莓派产品线中有多款产品非常适合用于 Cyberdeck，因此也成为这类项目中的热门选择。

在存储方面，树莓派提供了多种选择，包括 SD 卡、USB 闪存盘、USB 硬盘、USB SSD，以及在使用树莓派 5 时搭配 M.2 HAT 使用的 M.2 NVMe 固态硬盘。

外围设备

外围设备是用户与 Cyberdeck 进行交互的主要方式。它们可以是键盘、鼠标、显示屏、扬声器、摄像头等标准设备，也可以是更加特殊的设备，例如语音控制组件、摇杆、用于滚轮的编码器、触发按钮等。如果需要连接大量 USB 设备，一个小型 USB 集线器会非常实用。根据 SBC 各接口的具体布局方式，可能还需要使用面板安装式接口延长线。

电源

电源系统必须能够为 SBC、外围设备以及其他附件提供足够的电力。要计算所需电源的规格，只需要将所有设备的功耗需求相加即可。这些信息通常可以在设备的数据表或用户手册中找到。

例如，树莓派 5 的最大功耗需求为 25W；如果希望 USB 接口能够以满功率运行，则需要 5V、5A 的供电能力。这属于最极端的情况，也就是 USB 接口全部满载运行。树莓派 Touch Display 2 在最高亮度下的功耗约为 3W。因此，整个系统至少需要 28W 的电源。换算下来约为 5.6A。计算公式为 I = P/V，其中 I 表示电流（A），P 表示功率（W），V 表示电压（V）；因此，5.6A = 28W/5V。

电源系统可以有多种选择，包括电源 HAT 或 UPS HAT、由电池供电的 DC-DC 转换板、辅助电源以及充电宝。需要注意的是，Cyberdeck 并不一定非要使用电池供电。

某些类型的电池，尤其是 LiPo 电池及相关电池，如果使用不当，可能会带来很多麻烦，因此必须谨慎处理，确保正确充电，同时避免过度放电。建议尽可能将保险丝安装在靠近电池的位置，并在使用过程中监测电池各节电芯的电压。

首先将电源系统、RTC 电池以及用于安装树莓派的安装板添加到设备底部

外壳

外壳决定了 Cyberdeck 的整体形态。过去的一些作品曾使用老式便携电脑（包括其原装键盘）、公文包、薄荷糖盒、木盒，甚至影视道具复制品作为外壳。对于初次制作而言，Pelican 风格的硬质防护箱是一个不错的起点。这类箱子尺寸和价格选择丰富，结构坚固，通常还配有提手，并具备防风雨能力。

这个看似普通的 Pelican 风格箱体，也可以用来打造理想中的 Cyberdeck

制作

外壳可以采用快速原型制作方式，例如 3D 打印或激光切割，也可以使用塑料泡沫板、塑料片，甚至纸板等材料制作。外壳需要能够容纳所有零部件——同时不要忘记预留线缆所需的空间。

Cyberdeck 的制作方式取决于能够使用哪些工具和服务。3D 打印和激光切割非常适合制作 Cyberdeck，因为这样可以根据需求设计定制外壳。迷你 10mm 挤压铝型材可以为机箱提供良好的支撑，与 3D 打印或激光切割面板搭配使用后，可以形成坚固且灵活的外壳结构。3D 打印笔、可塑型塑料、塑料片和胶合板都可以用来制作面板、支撑结构以及其他组件。如果没有相关设备，也可以选择提供 3D 打印和激光切割服务的公司来完成加工。

额外功能

每一台 Cyberdeck 都少不了各种额外功能组件。它们能够进一步完善设备，并赋予 Cyberdeck 独特的功能和风格。例如，可以加入开关、LED、软件定义无线电（SDR）、方便进行硬件开发的 I/O 引脚、用于添加传感器和副显示屏的 I2C 接口；还可以使用一块树莓派 Pico 作为第二处理器，用来监测这些开关和传感器、驱动副显示屏、控制 LED……当然，也可以加入任何能够想到的功能。

收集零部件

本教程选择的都是可以直接购买的现成零部件。不过，其中部分连接需要进行焊接，也可以使用 Wago 接线端子替代。

树莓派 5： 这款树莓派非常适合用于 Cyberdeck。它拥有足够的性能，可以满足日常任务、控制其他树莓派项目以及编程等需求。同时，它还提供了丰富的连接能力，包括 GPIO 引脚，非常适合用于各种项目。

树莓派 Flash Drive（128GB）： 与 microSD 卡相比，这类闪存盘速度更快、更加耐用，而且物理尺寸更大，不容易丢失，同时也更换方便——尤其适合需要使用不同操作系统的场景，例如媒体中心系统或复古游戏系统。

树莓派 Touch Display 2（7 英寸）： 这款显示屏的分辨率为 1280 × 720 像素（横向显示）。触摸屏能够在大多数情况下免去鼠标的使用需求。

Rii RK302 蓝牙键盘： 之所以选择这款键盘，是因为它能够安装在本教程所使用的箱体内部，同时采用低矮设计。由于它原本是放在桌面上使用的，因此安装到箱体内部后，其键盘框架需要额外提供支撑。不过，它的优势在于可以通过蓝牙连接。

键盘可以根据实际需求自由选择，只要能够适配安装空间即可。

Pimoroni Picade Max USB Audio： 这是一款紧凑型 USB-C 声卡，配备 3W 立体声放大器，通过一根线缆和一块 PCB 即可完成音频系统搭建。它还有一个额外优势，就是可以让 40-pin GPIO 接口保持空闲。除此之外，还加入了 Picade Max Encoder，用于实现音量控制。

电源： 使用充电宝可以简化整体供电方案，而且相比 LiPo 电池更加安全。不过，本项目采用的是 LiPo 电池，并搭配串联保险丝以及 DC-DC 转换器，通过 USB-C PD 输出 5V、5A 电源。使用树莓派 27W USB-C 电源也可以让 Cyberdeck 通过市电运行。为了简化设计，本项目使用外部充电器为电池充电，并在充电时断开电池连接。

Pelican 风格箱体： 本项目采用的是 CASOMAN 11.5 英寸防水箱。Pelican 以制造高品质箱体而闻名，其品牌名称甚至已经成为坚固、防水箱体的代名词，就像 Hoover 已经成为吸尘器的代名词一样。

树莓派 RTC 电池： 为树莓派 5 添加电池后，可以启用其内置 RTC，从而让 Cyberdeck 在离网状态下关闭电源时仍能够保持准确时间。为了让电池能够充电，需要在 /boot/firmware/config.txt 中添加以下内容：

dtparam=rtc_bbat_vchg=3000000

USB 线缆： 在设备内部走线时，可以使用 Adafruit 和 The Pi Hut 提供的扁平、可定制的排线式线缆。线缆两端可以根据需要进行组合，例如使用直角 Micro HDMI 转全尺寸 HDMI 插头。本项目使用标准 USB 线缆，以及一根 500mm 显示屏排线来连接屏幕。

制作 Cyberdeck

准备好所有零部件后，将选定的操作系统烧录到存储设备中，可以使用 Raspberry Pi Imager 完成，然后将各个部件连接起来，并测试整个系统是否正常工作。

https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/getting-started.html#raspberry-pi-imager

CAD（这里指“纸板辅助设计”，Cardboard-Aided Design）可以帮助完成原型设计，用于测试各部件的布局、观察它们如何组合，同时确定线缆所需要的空间。

将树莓派和电池一起分层安装到 Cyberdeck 中

接下来，需要将第一步中获得的经验转化为传统 CAD 模型。本项目使用的是 Maker 版本的 SOLIDWORKS，当然也可以使用其他常见软件，例如 Fusion360 和开源软件 FreeCAD。

https://www.solidworks.com/solution/solidworks-makers

按照设计方案打印、激光切割并制作支撑结构，准备进行安装。在实际组装 Cyberdeck 的过程中，会发现设计方案往往需要根据实际情况进行调整。

将扬声器和音频系统安装在内部，可以避免在箱体上额外打孔

首先从箱盖开始，确认所有零部件都能够正确安装。随后安装扬声器和 Picade Max USB Audio；将功放安装在显示屏后方的顶部位置，将两个扬声器分别安装在显示屏两侧，并放置在前面板的网格后方。音量控制器安装在顶部面板后方、左侧扬声器的中央位置。音量旋钮从显示屏面板中伸出。接下来，使用双面胶或泡沫材料将显示屏固定在顶部面板上，然后安装后部支架。

再次确认安装位置后，可以使用热熔胶枪或双面泡沫胶带将支撑结构固定到位。将扬声器线连接到扬声器接口，然后连接 500mm 显示屏排线以及所需的电源线；显示屏电源线需要进行延长。显示屏排线使用电气线束常用的布基胶带进行包裹，这样既可以提供支撑，又能让排线融入整体结构，与 USB 线缆保持一致的外观。将带裸线的 USB-A 插头线缆焊接到显示屏电源线上，并使用热缩管覆盖焊接接头。使用 USB 线缆可以释放 40-pin GPIO 接口上的电源引脚，为 HAT 和其他项目提供更多使用空间。使用自攻螺丝可以将显示屏面板固定在支撑结构上，也可以选择使用强力胶固定螺母，或者使用热熔嵌件。

检查支撑结构和安装板，确保它们能够安装在箱体下半部分。将支撑结构固定到位。把树莓派连接到显示屏，确认系统能够正常启动，同时显示屏工作正常。还可以增加一个自锁开关，用于关闭显示屏电源；这种情况下，开关需要串联在显示屏电源输入端和电源之间。当树莓派的位置确定，并确认显示屏和扬声器都能够正常工作后，就可以将树莓派固定到位。可以使用胶水或魔术贴固定各个部件。本项目为树莓派和电池支架设计了一块安装板。

接下来，将键盘固定夹安装到键盘安装板上。不要将安装板完全固定，因为之后仍然需要能够接触到树莓派，以便开关机以及更换电源。

一块安装板覆盖了内部电子元件，同时可以方便地在顶部安装键盘

完成以上步骤后，就可以根据需求进行个性化定制。Cyberdeck 有很多种定制方式。例如，可以使用树莓派 Pico 作为第二处理器，用来控制额外的小型显示屏或驱动一些 LED，毕竟在一个项目中，LED 永远不嫌多。也可以加入传感器，用于监测功耗以及实时了解电池电量……可以实现的功能几乎没有限制。