Nexus 7 平板大變身，改造成 7吋小筆電，步驟教學與使用心得
知名作業系統 Ubuntu 已經被移植到 Nexus 7，我們這次不但要教你如何刷機，還要順勢把 Nexus 7 改裝成萬元觸控小筆電。讓我們揭開這項大工程前先來段溫馨小體醒，施工前請先左顧右盼工作範圍內有沒有易燃物品！以免發生不必要的意外唷。
快速瀏覽：
- Nesus 7、Ubuntu 二合一 / 改造材料與施工工具介紹
- Part 1：把 Ubuntu 裝進 Nexus 7 / 將 Nexus 7 刷回Android
- Part 2：裁切筆電B件
- Part 3：土砲改造鍵盤
- Part 4：整合所有零組件
- 使用心得感想
萬元限定，手工7吋小筆電：Nesus 7、Ubuntu二合一
迷你平板的先驅Nexus 7吸引人的地方，除了它頂著Google品牌光環，獲得新版Android升級的速度很快之外，最令我們這種怪咖玩家高興的特色，就是它的社群力量非常大，有許多強者神人特別關愛Nexus，所以各種刷機、惡搞資源非常豐富。
Nexus 7灌電腦OS
身為Nexus家族首位平板成員，Nexus 7也繼承了這項傳統，不但推出時就搭載最新的Android 4.1，在Android 4.2版推出時，Nexus 7也一如往常馬上獲得支援。除了本家的作業系統外，出人意料的是Ubuntu也被移植到Nexus 7上，並且將Ubuntu移植到Nexus 7的工作，不是藉由他人之手完成，是由Ubuntu官方發起。
Nexus 7上的Ubuntu有著和電腦版一樣的操作介面，也能夠安裝許多套件以及軟體，基本操作與電腦板系統無異，更棒的是USB、藍牙、Wi-Fi等功能都可以正常運作，雖然目前仍然還在預覽階段，不過運作狀況還算穩定，並不常遇到當機現象。
免費就是王道
Ubuntu是套完全免費的作業系統，為Linux眾多發行版本（distribution）其中之一，其名稱來自非洲祖魯語，意思為「人道關懷」，從2004年10月首次發行開始，今年已經推出第17個版本，以親合的介面及強大的社群力量稱著。
▲Ubuntu的發行公司Canonical由傳奇人物Mark Shuttleworth成立，他也是世界上第2位自費上太空的太空遊客。（圖片來源：Wikipedia）
改造材料
Nexus 7
Nexus 7是整個打造計劃的主角，超過90%的預算都會被它吃掉，不過可以讓各位讀者鬆口氣的好消息是，在整個施工過程中我們都不需要拆開Nexus 7，只需要透過「軟改」的方式，把Ubuntu系統刷進去就好，而且這個過程是可逆的，當你玩膩了Ubuntu之後，還是可以把它刷回Android系統。
- 入手價格：8,990元
四開厚紙板
厚紙板的用途為製做筆電的A、B件（上蓋）之用，它並非像瓦楞紙中央含有空隙，而是整片實心的紙板，因此強度會比較高。厚紙板在一般文具店就可以買到，但是它並沒有專有名詞，可能各地的稱呼會不太一樣，不過老闆應該都可以理解厚紙板這種說法。
- 入手價格：20元
有線鍵盤
為了要維持俗又有力的精神（預算有限），所以T小編選擇使用有線鍵盤，基本上只要是USB鍵盤都可以做為材料，唯獨鍵盤的尺寸越小越好，諷刺的是許多藍牙鍵盤尺寸比有線鍵盤小，不過使用無線鍵盤就沒有俗又有力的意義了。T小編找到最小的鍵盤是Wintek WK590，推薦給讀者參考。
- 入手價格：約250元
Ubuntu 12.10
有沒有搞錯？我是要在Nexus 7上面安裝Ubuntu，為什麼要電腦版的Ubuntu？這是因為安裝Nexus 7版Ubuntu的工具套件需要在Ubuntu 12.10中執行，所以我們需要1台裝有Ubuntu 12.10的電腦，好在這套作業系統是免費的，在官方網站上就可以下載，下載後可以做成Live USB或Live CD備用。
- 入手價格：0元
Micro USB線材
正常的USB鍵盤都採用標準Type A公頭端子，然而Nexus 7上則是採用Micro B母頭端子，因此在一般使用時需要透過USB OTG轉接線，為了減少連接線材的複雜度，因此將鍵盤改裝為Micro B母頭端子，如此一來就可以不用USB OTG轉接線。由於Micro USB線只是連接鍵盤至Nexus 7，故買0.5m或1m的線材就夠用。
- 入手價格：70元
筷子
相信看得懂中文的讀者，一定都用過筷子，在這邊筷子不是拿來吃飯，而是要當作支撐螢幕的插鞘。因為我們需要將筷子削短的關係，所以建議使用免洗筷就好，不但施工容易，而且幾乎不需任何成本，建議大家吃便當時使用自己的準備的筷子，多出來的免洗筷剛好可以拿來當材料。
- 入手價格：0元
施工工具
大型美工刀與手鑽
由於我們需要切割厚紙板的關係，所以最好能使用強度比較高的大型美工刀，否則使用一般美工刀很可能會發生刀片斷裂的意外，這樣不但會影響施工，而且相當危險。手鑽則是用來在鍵盤及割厚紙上挖洞，在模形專賣店就可以買到，如果讀者平常沒有玩模型的話，建議買不可換頭的3.0mm手鑽即可。
- 入手價格：大型美工刀35元、手鑽60元
白膠與泡棉膠
白膠是理想的紙材黏合劑，可以用來將厚紙板層層黏貼起來，不但強度高，而且乾燥後是透明的，些許滲出也不至影響外觀。泡棉膠則是用來黏合厚紙板與鍵盤，由於我們開闔筆電時都會動到這個區域，所以建議購買3M等品質較佳的品牌，以降低損壞機率。
- 入手價格：白膠10元、泡棉膠30元
電工、手工具
我們還需要焊接USB線材，因此還是需要準備烙鐵、焊錫，由於它們已經介紹過很多次，這次筆者就不再贅述。熱熔膠的用途是固定焊接後的線路，以免被外力扯落，可以使用白膠代替。至於其他如螺絲起子、剪刀等手工具，相信隨手找一找都可以湊出來，所以就不列入預算統計中。
- 入手價格：烙鐵170元，焊錫40元
延伸閱讀：
自己改裝紅白機，變身成 PC 手把 + USB Hub，又爽又實用！
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（後面還有：施工步驟詳解）
Part 1：在Ubuntu安裝Ubuntu
Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer是套相當方便的套件，可以透過簡便的指令在Nexus 7中安裝Ubuntu，整個刷機過程可在30分鐘內完成，不過它的缺點是需要在電腦版Ubuntu底下執行。
Live USB出局，請用完整版
相信大部分讀者所使用的作業系統為Windows，所以需要另外為Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer準備Ubuntu電腦版環境，筆者最初覺得Ubuntu能夠以Live USB模式執行，所以不會造成太多困擾，但是實際進行時卻發現Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer在安裝時的相容性檢查中，會拒絕安裝於Live USB系統，因此要在電腦中安裝完整版作業系統。
最新版Ubuntu作業系統的映像檔可以在官方網站中直接下載，如果沒有特殊的需要，一般而言下載32 bit版就可以。下載過後可以直接將映像檔燒錄成可開機光碟，或者是透過UNetbootin製作成Live USB。
Ubuntu的安裝程式有完整的圖型介面及精靈，讀者只需按照精靈的指示做選擇，不過為了簡化安裝過程，建議讀者先準備好2個分割區給Ubuntu，其中1個容量建議為10GB以上，做為安裝系統之用，另外1個做為換置空間（swap）使用的分割區預留2～4GB即可。
若是電腦中原本就存在Windows系統，且在安裝時沒有覆蓋Windows所在磁區的話，Ubuntu會在安裝完成後自動建立多重開機選單，並且提供回到舊有系統的選項，不用擔心會影響到原本的系統。
先上網更新
在電腦上安裝好Ubuntu之後，我們需要先更新軟體套件資料庫並安裝Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer，所以首先要確保電腦處於上線狀態。Ubuntu內建了絕大部分有線、無線網路卡的驅動程式，基本上只需點擊桌面右上角的網路圖示，選擇使用的線路（或SSID），就可以連接上網。在連上網路之後，點選左方功能表中的Dash主目錄搜尋並執行終端機程式，進入終端機後依序輸入下列指令，以取得相關軟體：
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-nexus7/ubuntu-nexus7-installer（增加軟體源）
sudo apt-get update（更新軟體清單）
sudo apt-get install ubuntu-nexus7-installer（安裝Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer）
- Ubuntu下載位置：
http://www.ubuntu-tw.org/modules/tinyd0
▲在Ubuntu的官方網站上可以自由選擇各種版本，所有版本都是免費的自由軟體。
▲使用UNetbootin配合Ubuntu映像，就可以製作可開機、安裝系統的Live USB。
▲安裝Ubuntu時建議將檔案系統設為Ext4，並且需要將該分割區掛載到/（根目錄）。
▲終端機的功能與Windows底下的命令提示字元接近，都是圖型介面模式底下的命令列工具。
解鎖只需3行指令
由於Nexus 7預設狀態會將bootloader鎖住，無法直接刷入我們自己準備的映像檔，所以我們需要先將其解鎖，要注意的是解鎖會刪除所有資料，並回復到出廠狀態，所以在施工前一定要將資料備份妥當。
解鎖boot loader的方法相當簡單，只需要先按著Nexus 7電源鍵，並且選擇關閉電源，在完全關機的狀態下按著降低音量鍵，然後按下電源鍵並持續按著降低音量鍵，直到開機後進入fastboot模式。接下來將Nexus 7以USB纜線與電腦連接，並在終端機中依序輸入：
sudo fastboot devices（確認處於fastboot狀態的裝置）
sudo fastboot oem unlock（進行解鎖動作）
sudo fastboot reboot-bootloader（重新啟動Nexus 7）
若在將bootloader解鎖後回到fastboot介面中，看到「LOCK STATE – UNLOCKED」，即代表解鎖成功。
最後的手續最為簡單，回到電腦上的Dash主目錄搜尋並執行Ubuntu Core Nexus 7 Installer，然後依照精靈的指示選擇自己Nexus 7的容量，程式就會自動下載所需的映像檔，並將其部署至Nexus 7，到此就完成所有軟體部分的工作。
▲解鎖工作可以完全透過Ubuntu代勞，Nexus 7中不需安裝任何工具軟體。
▲開啟Ubuntu Core Nexus 7 Installer後，跟著精靈的指示選擇對應選項即可。
▲看到這個完成畫面就代表Ubuntu已經順利安裝至Nexus 7，可以開機使用了。
換置空間就是虛擬記憶體
換置空間說穿了就是虛擬記憶體，當實體記憶體空間不夠使用時，部分資料就會被移往換置空間並騰出空間，讓程式能順利運作。一般來說，在Ubuntu系統中使用2GB以上的實體記憶體就相當足夠，不一定需要特別設置換置空間，不過筆者還是習慣預留換置空間以備不時之需。若各位讀者安裝Ubuntu只是為了使用Ubuntu Nexus 7 Desktop Installer，那也可以不使用換置空間。
使用官方映像檔刷回Android
若是要將Nexus 7刷回Android系統，可以先至Google開發者網站下載Nexus 7映像檔，讓Nexus 7進入fastboot模式，並在Dash主目錄中開啟終端機程式，然後將目錄切換至映像檔的所在位置，假設我的使用者帳號為wenen，且將映像檔放置於家目錄中，其指令為：
cd /home/wenen
將目錄切換過去後，接下來就可以依續輸入下列指令（假設壓縮檔檔名為nakasi-jop40d-factory-6ac58a1a.tgz）：
tar zxvf nakasi-jop40d-factory-6ac58a1a.tgz（解壓縮映像檔）
cd nakasi-jop40d/（進入解壓縮得到的資料夾）
sudo ./flash-all.sh（執行shell script腳本檔案）
完成之後就可以看到Nexus 7正在開機進入Android系統。如果讀者想要再把bootloader鎖住的話，可以在終端機中輸入下列指令即可。
sudo fastboot oem lock
- UNetbootin下載位置：
http://unetbootin.sourceforge.net
- Nexus 7映像檔下載點：
https://developers.google.com/android/nexus/images#nakasi
sudo能取得更高權限
如果讀者有使用Android裝置的經驗的話，應該知道root代表著系統中最高權限的意思，在Linux系統下的情況也是一樣，但是為了管理的方便，大多情況下使用者不會以系統管理員身份登入電腦，在這個情況下如果需要以root權限執行指令的話，就可以透過sudo指令來達成。
sudo可以讓非root的使用者以系統管理員的身份執行指令，也就是說，透過sudo執行的指令就好像由root親自執行，不過其前提是該使用者帳號需要被列在白名單之中，才具有使用sudo的資格。
▲fastboot的圖示非常可愛，可以從下方的狀態查看裝置bootloader的鎖定狀態。
（後面還有：Part 2 - 裁切筆電B件）
Part 2：裁切筆電B件
Step 1、測量Nexus 7尺寸
為了設計機構及繪製藍圖的需求，我們需要先測量Nexus 7的長寬尺寸，不過筆者已經幫大家做好這個步驟，讀者可以直接參考藍圖。
Step 2、描繪螢幕尺寸
將Nexus 7的螢幕亮度調至最高，然後用雙面膠把紙張貼到螢幕上，就可以描出螢幕及邊框的尺寸及位置，以利第4步使用。
Step 3、在厚紙板上描線
在切割厚紙板之前，可以先以鉛筆標記尺寸以及各定位點，如此一來在切割的時候就不用擔心會切過頭，事後也能用橡皮擦清除記號。
Step 4、切割厚紙板
除了要沿上步描的線切割外，還需要把螢幕模板貼在厚紙板上，裁出螢幕對應的尺寸，切割時可以使用鐵尺輔助，並且可以在下方墊一層舊書或切割墊以保護桌面。
Step 5、預留插鞘孔
在切割完筆電的B件後，可以先在厚紙板上鑽出2個插鞘的孔，這樣就可以將B件貼覆在鍵盤上，然後標記位置，這樣鑽孔時就不會弄錯位置。
Step 6、切割谷線
由於筆電的上蓋需要開闔，所以我們需要在「轉軸」的部分切割谷線，這樣才能將厚紙板翻起，切割時切記不要切穿厚紙板，大約切一半的深度及可。
藍圖與施工規劃
簡單地說明一下硬體部分的施工步驟，我們首先需要做出筆電的B件，並將鍵盤的輸出介面改成Micro USB端子，接著就可以把A件完成，並把AB件黏在鍵盤上。基本上各部分的尺寸都可以在施工途中直接使用Nexus 7實物進行估算及標記，所以跟著教學步驟再確認尺寸也可以，並不一定要先繪製藍圖。不過為了縮短各位讀者的施工時間，筆者還是準備了厚紙板的標記藍圖，讓讀者可以掌握各零件切割的尺寸。
如果讀者使用其他鍵盤，甚至是不同的平板電腦，也都可以根據此篇教學的概念，量測待改造裝置的尺寸，並修改各零件切割的尺寸，就能仿製相同的機構，將這個改造方式套用到其他裝置上。
▲此為裁切厚紙板的參考藍圖，由於版面的限制，圖中尺寸並沒有依此例繪製，其中實線為切割線，虛線為谷線。
（後面還有：Part 3 - 土砲改造鍵盤）
Part 3：土砲改造鍵盤
Step 1、拆開確認電路板位置
由於我們要在鍵盤外殼上鑽孔，所以要確認該位置的內部空間是否有電路板或者其他機構會造成干擾，否則孔一鑽下去可能鍵盤就不能用了。
Step 2、鑽Micro USB纜線孔
因為筆者設計將連接Nexus 7及鍵盤的Micro USB纜線留在機身右側，所以需要在鍵盤右側也開1個孔，讓纜線可以從此穿入。
Step 3、解焊USB纜線
接下來我們需要將原本鍵盤的USB纜線解焊，這樣才能把Micro USB纜線焊上去，如果懶得解焊的話，其實也可以直接用扯的，或是用鉗子剪斷。
Step 4、焊接Micro USB纜線
焊接前需要將正常Type A那端剪掉，留下Micro B端子（這樣才接上Nexus 7），並將纜線中4股線材的外皮剝除，焊接在鍵盤電路板上。
Step 5、鑽插鞘孔
最後的工作就是鑽出2個插鞘孔，這邊需要注意的是，插鞘孔需要提供固定插鞘的力量，所以孔徑最好跟插鞘（筷子）一樣粗。
Step 6、插鞘孔不好看沒關係
如果鑽出來的孔像狗啃的也沒關係，因為我們稍後會將厚指板貼在鍵盤上，所以可以擋住鍵盤上不美觀的部分，因此不會影響外觀的呈現。
USB纜線內有4股線
一般的USB 2.0端子具有4個腳位，分別為負責傳輸資料的D+、D-，以及供應電源的5V、GND（接地），然而Mini USB及Micro USB端子則具有5個腳位，除了前述的4種功能外，第5個腳的定義為ID，會因裝置的主從狀態提供不同功能。當裝置處於主控端（host，也就是OTG的情況），第5腳就會被當作是資料的接地端，然而當裝置是被控端（slave）時，第5腳就沒有任何作用。
由於USB的4種腳位都有標準配色，所以在施工時只要把Micro USB纜線依照原本鍵盤上的顏色焊上電路板，應該就不會有問題，如果發現手上的鍵盤或線材並非使用標準配色的話，就需要使用三用電錶測量每條線是接到端子上的哪個位置，再由USB端子的定義反過來得知線路的定義。
▲左側為標準的USB線材，D+、D-、5V、GND配色分別為綠、白、紅、黑，右邊的則為USB OTG線材，多了1股定義為ID的未包覆裸線。
（後面還有：Part 4 - 整合所有零組件）
Part 4：整合所有零組件
Step 1、切割A件
我們一樣需要把A件依照需要的尺寸，從厚紙板切割下來，剩下的厚紙板餘料可以留著，用來填充A、B件間的空間。
Step 2、加厚左側擋板
為了要騰出容納Nexus 7的空間，所以大約需要使用6層厚紙板疊起來，架高A、B件之間的距離，所需的層數可能依紙板厚度不同而異。
Step 3、加厚右側擋板
因為我們需要在右側預留開口，讓Micro USB線材能夠連接至Nexus 7，所以需將填充材料的長度縮短至一半，並黏貼於右上角的位置。
Step 4、黏合AB件
當我們把B件架高之後，就可以把A件貼在架高的部分，要注意的是在黏合前可以進行假組，看看預留的厚度是否足以容納Nexus 7。
Step 5、將AB鍵黏合於鍵盤
因為白膠的黏著力沒有那麼強，所以當我們組裝好AB件之後，需要使用泡棉膠將它與鍵盤黏合，相信大家都會用泡棉膠，筆者就不多作贅述。
Step 6、鑽開泡棉膠
把AB件貼到鍵盤上後，就可以拿手鑽輕輕鑽開泡棉膠，施工時不需刻意把多餘的泡棉膠拿掉，因為殘留的泡棉膠可以讓插鞘得加穩固。
白膠需持續加壓
白膠對於紙類之間相互黏貼的能力很不錯，比起膠水或是口紅膠的黏著力更強，不過它的乾燥時間比較長（約需1至2小時），使用時可以先均勻塗抹在需黏貼的區域，然後靜置約5分鐘，待白膠的水分揮發一點之後，再進行黏貼動作。
如果黏貼時發現各層厚紙板的縫隙間有白膠滲出的話，要趕快把滲出的部分清除乾淨，否則等到白膠乾燥後就無法清除，雖然乾燥的白膠是透明無色的，但是難免會留下一點痕跡，所以能避免則盡量避免。
把每層塗妥白膠的厚紙板疊起來之後，在白膠乾燥的期間最好能持續施加壓力，以增進黏著的效果，最簡單的方式就是拿本電話簿壓在上面，隔天睡醒就黏好了。
▲在用重物壓在厚紙板前最好再檢查1次有沒有白膠滲出，否則很可能把厚紙板黏到重物上。
（後面還有使用心得，別錯過唷！）
使用心得：希望效率能更好
雖然將Ubuntu移植到Nexus 7的工作是出自官方之手，但是目前還在開發者預覽（developer preview）階段，執行的效率仍有待加強，值得慶幸的是，筆者完稿前官方已經釋出Nexus 7專用的Ubuntu 13.04（將於2013年4月正式發行的新版本），表示官方仍相當重視這項計劃，未來極可能會推出更加穩定、完善的移植版。
介面不適合觸控
Ubuntu Nexus 7與一般電腦用的Ubuntu一樣，都可以從軟體中心取得許多應用程式，所以不必擔心沒有軟體可用，不過筆者要坦白地說，由於Android系統下的Apps十分豐富，無論是影片播放、文書編輯，都可以找到相當方便的Apps，使用Ubuntu系統的優勢相對而言就不是那麼明顯。
在系統本身部分，Ubuntu Nexus 7並沒有特別為手持裝置打造專屬的觸控介面，除了虛擬鍵盤之外，其餘介面大多沿用電腦版設計，所以對於觸控操作並不友善，舉例來說，各功能表以及關閉視窗按鈕的尺寸和電腦版介面一樣，所以不太容易使用手指操作，仍有使用滑鼠輔助的需求。不過對於熟悉Ubuntu系統的使用者來說，Ubuntu Nexus 7有利於延續Ubuntu系統的使用習慣，而且Nexus 7的價格並非很高，仍具有一定吸引力。
▲由於唯一的USB端子被鍵盤占用，所以只能使用藍牙滑鼠或是觸控螢幕進行操作。
▲由於無法跨過鍵盤這道障礙，讓筆電整體的厚度具有一定份量，造成不利攜帶的後果。
筆電操作OK，缺乏行動力
T小編最初的構想本來想要用瓦楞紙製做專用的機殼，並把薄膜式鍵盤拆解安裝於其中，但因為鍵盤的機構太過複製，不可能單靠人肉T小編達成，所以將筆電的整體設計改成以鍵盤本體為基礎，導致最終成品反而比較像Nexus 7的鍵盤立架。
由於厚紙板無法承受Nexus 7的重量，所以T小編想出了使用免洗筷提供輔助支撐力量的方法，在實際使用上，成品還算是「堅固耐用」，鍵盤的穩定性可以接受，配合藍牙滑鼠及可提升操作的方便性，只不過因為成品的體積不小，攜帶時有點不方便，若是使用尺寸更小的無線藍牙鍵盤可以進一步提升行動力，但是就少了一點俗又有力的趣味。
▲使用OTG轉接線材，就可以讓Nexus 7使用其他USB設備，遊玩紅白機模擬器也不成問題。
▲為了要提供支撐螢幕的力量，使用筷子當支架也是不得以的事，不過這也讓成品多了些趣味。
▲用Ubuntu 12.10內建的Firefox與Android 4.2內建的Chrome進行Sun Spider測試，可以看到效能差距不是很大，但是Ubuntu 12.10的整體流暢度比較差，應該是軟體調教沒做好的關係。
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