Construyendo tu propio dispositivo Android con una Raspberry Pi

Los teléfonos inteligentes se han convertido en una tecnología predeterminada en la que la mayoría de nosotros confiamos día a día. Ya sea para trabajar, jugar o ambas cosas, nos encontramos utilizando dispositivos inteligentes con más frecuencia. No solo nuestros teléfonos se han vuelto "inteligentes", sino que incluso los reproductores de MP3 básicos se han vuelto inteligentes. Desde el lanzamiento del sistema operativo Android gratuito, los fabricantes han dejado de lado los sistemas operativos personalizados para adoptar soluciones Android listas para usar. Desde dispositivos de infoentretenimiento encontrados en autos y aviones hasta quioscos básicos, Android se ha vuelto tan ubicuo que ha encontrado su camino incluso en algunos de los dispositivos más simples.

Cuando busqué en línea un MP3 básico para mi hijo, rápidamente descubrí que hay una plétora de opciones que ejecutan Android OS en dispositivos similares a smartphones. Estos dispositivos no vienen con radios celulares (para hacer llamadas telefónicas), pero están igual de equipados que una tableta promedio, solo que un poco más pequeños. Mi objetivo era encontrar algo que pudiera simplemente reproducir música descargada o ejecutar una o dos aplicaciones (por ejemplo, Spotify o Audible). Aunque la mayoría de los dispositivos que encontré en línea tenían algún tipo de aplicación de "control parental", no me pareció muy completa y aún dejaba muchos ajustes e incluso aplicaciones (como Chrome) abiertas. Además, las aplicaciones de bloqueo parental eran simplemente eso: aplicaciones. No estaban integradas en el sistema operativo, lo que significa que uno podría encontrar formas de sortearlas. A medida que investigaba más, descubrí que la mayoría de estos dispositivos ejecutaban versiones bastante antiguas de Android OS. Esto significaba que las aplicaciones y características más nuevas no podían ejecutarse en los dispositivos. 

Descubrí muy rápidamente que si realmente quería tener control sobre mi dispositivo Android, tendría que comprar un smartphone/tableta completo (de un jugador importante en la industria) o podría construir el mío propio. Naturalmente, como ingeniero, opté por construir mi propio dispositivo y llevé a mi hijo en el camino para mostrarle lo que se necesita para armar algo así. Este artículo captura mi experiencia a lo largo de ese viaje y cómo construimos nuestro propio dispositivo Android.

Atajos Cuando Los Necesitas

Construir un dispositivo Android portátil (como una tableta o smartphone) desde cero es bastante complejo. Los componentes, la circuitería e incluso el diseño de PCB del dispositivo pueden ser extremadamente complejos. Como resultado, el costo inicial para armar algo, incluso basado en tableros de evaluación de fabricantes como Qualcomm, puede ser extremadamente caro. 

Introduzca el Raspberry Pi. Este ordenador de placa única (SBC, por sus siglas en inglés) se ha vuelto extremadamente poderoso a un precio muy competitivo. Al momento de escribir, el Raspberry Pi 5 podría ejecutar la última versión de Android (15) con un precio de compra de $50 para el modelo más básico. Este SBC viene con todo lo que necesitas, incluyendo puertos USB, una toma de auriculares y salidas de video para conectar a una pantalla táctil o monitor. Aunque requiere una fuente de alimentación externa, se podría reducir el tamaño del paquete final añadiendo un PCB personalizado al módulo de cómputo que contenga baterías recargables y un circuito de carga. El dispositivo Android “portátil” personalizado que mi hijo y yo decidimos construir usaba una pantalla táctil externa, una carcasa y un Raspberry Pi 4 (ejecutando Android 14).

Construyendo el Dispositivo

Añadir una pantalla táctil a tu dispositivo Raspberry Pi se ha vuelto bastante fácil hoy en día con muchas empresas de bricolaje que ofrecen soluciones listas para usar. Elegí la pantalla táctil de 4.3 pulgadas de Waveshare que venía con una carcasa. Puedes encontrar muchas pantallas táctiles diferentes, incluida la oficial para Raspberry Pi, pero necesitas asegurarte de que viene con el cable plano que se conecta al Raspberry Pi, no una con entrada HDMI. Muchas pantallas táctiles actúan como monitores con capacidad táctil usando una entrada USB (es decir, HDMI + USB vs. cable plano). Aunque eso funciona, la solución del cable plano es mucho más limpia y compacta.

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Cuando compras una pantalla táctil (y carcasa), habrá algunos componentes mecánicos que necesitarás ensamblar. En mi caso, tuve que instalar los separadores en la pantalla táctil y el ventilador en la carcasa de esta manera:

También necesitarás tomar nota del conector de alimentación para el ventilador. El ventilador necesita estar conectado a una fuente de alimentación de 5 voltios (el cable rojo) y a la conexión a tierra (cable negro). Como se demuestra en la Figura 2, puedes conectarlo en los pines 4 y 6 en los pines de cabecera GPIO del Raspberry Pi.

Una vez que el cable del ventilador esté conectado, también necesitas asegurarte de que el cable plano esté conectado a la pantalla táctil. Esto puede ser un poco complicado de instalar, así que presta especial atención al mecanismo de bloqueo y asegúrate de que el cable plano esté alineado e insertado perfectamente.

En este punto, puedes colocar el ensamblaje de Raspberry Pi/Pantalla táctil en la carcasa.

Flasheando la Imagen

Puedes descargar la imagen de LineageOS 21 para Raspberry Pi desde la página web de KonstaKANG. Utilizando la herramienta Raspberry Pi Imager o Balena Etcher, flashea la imagen en una tarjeta MicroSD de alta velocidad (por ejemplo, SanDisk Ultra). Después de hacerlo, inserta la tarjeta MicroSD en la Raspberry Pi (lo que requiere sacarla de la carcasa) y enciéndela. El dispositivo tarda un poco en cargarse (especialmente la primera vez). Serás recibido con una pantalla de carga que se ve así:

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Una vez que se cargue, verás la pantalla de inicio. Puedes pulsar los botones de abajo para encontrar tus aplicaciones. En esta imagen, ya he modificado la orientación y redimensionado los iconos para que sean un poco más grandes.

Todas estas opciones se pueden encontrar en la configuración. Puede llevar un tiempo encontrar el diseño que te convenga, así que tómate tu tiempo para jugar con todas las configuraciones.

Uno de los aspectos más emocionantes de este proyecto es la capacidad de usar los pines GPIO de Raspberry Pi. Puedes crear un botón personalizado de encendido/apagado o incluso escribir algunas aplicaciones personalizadas para interactuar con periféricos a través de los encabezados GPIO.

También es importante señalar que no hay una tienda de Google donde puedas descargar aplicaciones. Esto significa que necesitas instalar APKs directamente o seguir instrucciones adicionales de KonstaKANG para instalar el conjunto de aplicaciones de Google. También puedes habilitar el acceso root haciendo clic en la opción "Acerca del teléfono" en la configuración y luego tocando un par de veces el número de compilación. Esto te dará la capacidad de eliminar aplicaciones como Chrome o hacer cualquier cambio a nivel de root en el sistema operativo.

Conclusión

En este artículo, exploramos el proceso de construir un dispositivo Android portátil personalizado utilizando una Raspberry Pi, un ensamblaje de pantalla táctil y un poco del buen y viejo bricolaje. Aunque existen soluciones listas para usar, crear un dispositivo personalizado ofrece mayor control, personalización y una valiosa experiencia de aprendizaje. Este proyecto no solo proporcionó un reproductor de MP3 funcional, sino también una oportunidad práctica para entender el hardware, el software y la integración de sistemas. Ya sea por diversión, educación o necesidades específicas, construir tu propio dispositivo Android es un proyecto gratificante que vale la pena explorar.

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