Un ordinador d’escriptori PC-PSU Raspberry Pi amb disc dur, ventilador, alimentador i commutador d’encesa i desconnexió: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Setembre de 2020: s’havia construït un segon Raspberry Pi ubicat dins d’una caixa de subministrament d’alimentació de PC reutilitzada. Això fa servir un ventilador a la part superior i, per tant, la disposició dels components dins de la carcassa PC-PSU és diferent. S’utilitzarà un controlador Adafruit SSD1306 modificat (per a 64x48 píxels) o Luma Oled per Python per mostrar la informació de la cançó o el vídeo en una petita pantalla OLED muntada a la part frontal de la caixa. Més detalls en aquest Github.

El barret d’àudio i2s és el Wolfson WM8960, tal com s’ha comentat en dos dels meus dipòsits de Github. La pantalla SSD1306 utilitza i2c per a la comunicació i, per tant, és suficient un cable de cinta de quatre fils per connectar-lo al connector Raspberry Pi GPIO (pins SCL, SDA, 3V3 i GND).

Un controlador de python modificat per a SSD1306 en la seva versió de 64x48 píxels s'utilitza després d'adaptar una biblioteca d'Adafruit basada en els comentaris de Mike Causer i Luma Oled.

Tot: s'utilitzarà una segona línia persistent de la pantalla per mostrar la tensió d'alimentació de 5 volts de Raspberry Pi mitjançant un ATtiny85 com a ADC, que es comunica a través d'i2c amb el Raspberry Pi o un ADC SPI de 10 bits de doble canal MCP3002. La temperatura de la CPU Raspberry Pi i el RPM del ventilador de la caixa es mostraran permanentment a la tercera línia de la pantalla. Ambdues línies estaran activades durant 1 segon de cada 5 per evitar que es cremin OLED.

Anteriorment 2018 i 2019: em cansava de connectar tots els perifèrics al meu Raspberry Pi 3 o 4 cada vegada que el volia utilitzar. Vaig decidir que volia un ordinador Raspberry Pi connectat permanentment a una font d'alimentació, disc dur o SSD per al sistema de fitxers i les dades arrel, un gran ventilador que pot girar lentament i tranquil·lament i un monitor i altaveus.

A més, no és una bona idea executar un Pi durant un període prolongat des d’una targeta SD; tenen un cicle d’escriptura limitat (unes 10.000 vegades?) I, per tant, vaig decidir investigar altres dues maneres d’arrencar el Pi.

Les fotos mostren la funda Pi completada connectada a un petit monitor, altaveus estèreo i un teclat combinat sense fils, i Hayley Westenra cantant Scarborough Fair amb l’acceleració de maquinari de vídeo de Rasbian i omxplayer.

Més recentment, vaig adquirir un Raspberry Pi 4 de 4 GB i vaig substituir el Raspberry Pi 3 per ell al mateix recinte. Per obtenir més informació, consulteu la secció 6.

Pas 1: llista de peces

Raspberry Pi 3

Mòdul d'alimentació AC-DC 12v 3A

Mòdul d'alimentació DC-DC Entrada 5 a 35v Sortida 5v 3A

Mòdul d'alimentació DC-DC Entrada 5 a 35v Sortida 1A i tensió variable (ajustat a uns 7v per a una velocitat de ventilador de 900 rpm)

Un interruptor de bloqueig de polsador AC 250v

Tres endolls femella USB

Tres endolls USB mascle

Un endoll USB Mini Home

Voltímetre de 3 dígits blau

Cas antic de la PSU

Unitat de disc dur de mida adequada (2,5 )

Placa de circuit des d'un disc dur extern de 2,5"

Ventilador d'ordinador de 12 volts

Cable de connexió, etc.

Pas 2: construcció i connexions

Una antiga carcassa d'alimentació per a ordinador semblava tenir una mida convenient per allotjar el Pi, la seva font d'alimentació i un disc dur USB extern. No hi havia prou espai a la carcassa de la PSU per muntar el disc dur extern amb la carcassa; per tant, el vaig obrir i només vaig mantenir la petita placa de circuit connectada al disc dur. També vaig afegir un interruptor d’alimentació més preses USB a la part davantera i posterior, i tenia espai per a un ventilador gran per mantenir-ho tot fresc, i vaig disposar d’un casquet de DAC per poder adquirir-ne un. Vaig utilitzar una font d’alimentació AC-DC de 12v 3A com a alimentador principal i vaig afegir dos de 5v i 7v ajustables més petits per al ventilador, els alimentadors DC-DC.

La foto 1 mostra tots els components quan es munten parcialment a la carcassa de la PSU. Vaig fer quatre cables USB curts per connectar els quatre ports USB de Raspberry Pi al disc dur i els connectors USB del panell frontal i posterior.

Les fotos 2 i 4 mostren la funda Pi completada connectada a un petit monitor, altaveus estèreo i un teclat combinat sense fils de pista.

Les fotos 5 a 10 mostren el cas complet des de diversos angles.

Si mireu atentament la foto 10 podeu veure que he connectat dos cables (marró i blanc) directament als pins GPIO de gerds Pi. En aquest cas, el Pi 3 s’alimenta directament a través dels seus pins GPIO 2 o 4 són + 5v, pin 6 (i altres) per a terra, però tingueu en compte que heu de comprovar que no subministreu més de 5,2 volts a aquests pins. ja que fent això, estàs saltant la protecció contra polifusibles. He utilitzat els pins 2 per a + 5v i el pin al costat per a terra. Com que subministro el Pi mitjançant dues fonts d’alimentació regulades: primer de 12v i després de 5,1v, em va satisfer la connexió d’alimentació directa.

Em preocupava que la caixa metàl·lica bloquejés la capacitat del Raspberry Pi 3 per connectar-se al meu encaminador Wi-Fi; al final vaig fer dos forats de 2 cm al tauler lateral al costat de la placa Pi, amb el resultat que el nombre de barres l'indicador de Wi-Fi a Raspbian es va mantenir igual si el cas estava tancat o obert.

Detalls de la connexió:

Connecteu l’alimentació de CA al mòdul AC-DC de 12v 3A mitjançant l’interruptor d’alimentació. Connecteu la sortida de 12v d’aquest mòdul al mòdul DC-DC 5v 3A que alimentarà el Raspberry Pi (si es pot ajustar primer a uns 5,1 volts - mesureu-lo) i al mòdul ajustable DC-DC més petit que alimentarà el ventilador. Connecteu la sortida de 5v del mòdul DC-DC de 5v als pins GPIO Rapsberry Pi 4 (+ 5v) i al pin 6 (terra). Connecteu la sortida del mòdul DC-DC més petit al ventilador de 12v i ajusteu-ne la sortida de manera que el ventilador giri silenciosament. Connecteu la terra del mòdul DC-DC de 5v 3A a la carcassa de la PSU de la PC. Connecteu la terra i els 5v del mòdul DC-DC de 5v a la pantalla de voltímetre de 3 dígits del tauler frontal.

Connecteu dos dels ports USB Raspberry PI a les preses USB posteriors mitjançant els dos endolls USB mascle, cablejat de 4 nuclis i els dos endolls USB femella muntats a la part posterior. Connecteu un dels ports USB Raspberry PI a la presa USB frontal mitjançant un endoll USB mascle, cablejat de 4 nuclis i un endoll USB femella muntat a la part frontal.

Connecteu el disc dur a un dels ports USB de Raspberry PI mitjançant un connector USB mascle i un altre endoll macho mini USB.

Pas 3: Configuració de l’arrencada del disc dur

No és una bona idea executar un Pi durant un període prolongat des d’una targeta SD; tenen un cicle d’escriptura limitat (unes 10.000 vegades?) I, per tant, vaig decidir investigar altres dues maneres d’arrencar el Pi:

(1) Col·locació de la partició d'arrencada i arrencada més usuari en un disc dur

(2) Deixar la petita partició d’arrencada de 50 MB Dos a la targeta SD (només de lectura durant l’arrencada) i moure el sistema de fitxers arrel i les dades d’usuari a un disc dur.

Va ser molt fàcil fer arrencar el Pi des del disc dur: he copiat el nou Raspian Stretch a una targeta SD mitjançant la utilitat Win32DiskImager. També la vaig fer servir una segona vegada per copiar la mateixa imatge a una unitat portàtil d’1 GB Toshiba 2,5”, i després vaig configurar el fusible d’arrencada del Pi tal com es descriu a l’enllaç que es dóna al final (afegiu la línia program_usb_boot_mode = 1 a / boot / config.txt i el reinici del Pi), van treure la targeta SD i el Pi va arrencar des del disc dur i va procedir a canviar la mida de les seves particions.

Per habilitar el mode d'arrencada USB, feu el següent:

eco program_usb_boot_mode = 1 | sudo tee -a /boot/config.txt

Això afegeix program_usb_boot_mode = 1 al final de /boot/config.txt. Reinicieu el Raspberry Pi. Comproveu que l'OTP s'hagi programat amb:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Assegureu-vos que aparegui la sortida 17: 0x3020000a, cosa que significa que el fusible OTP s'ha programat correctament.

També podeu afegir la línia program_usb_boot_mode des de config.txt l'editor nano mitjançant l'ordre sudo nano /boot/config.txt.

Tanmateix, hi ha hagut un problema durant l’apagada en fer-ho d’aquesta manera, ja que havia de subministrar energia addicional al disc dur mitjançant un segon connector USB, el disc continuava funcionant després que el Pi es va apagar i, per tant, vaig haver d’apagar el disc dur disc desactivant-lo mitjançant l’interruptor d’alimentació del tauler frontal. El que volia és que el Pi "aparcés" el disc dur durant l'apagat. Si vaig eliminar la connexió d'alimentació addicional, el Pi es va negar a arrencar des del disc dur.

Hi ha dos fitxers de configuració de text (config.txt i cmdline.txt) a la carpeta d’arrencada de la partició d’arrencada Dos que es pot editar per intentar subministrar energia addicional al disc dur durant l’arrencada o esperar més temps disc per començar a girar.

Afegiu: rootdelay = 5 i program_usb_timeout = 1 i max_usb_current = 1 a la llista llarga del fitxer /boot/config.txt. (L'opció rootdelay pot estar obsoleta).

Afegeix: boot_delay = 32 i de nou rootdelay = 5 a la línia de /boot/cmdline.txt hauria de fer que el nucli esperi el dispositiu arrel abans de continuar la seqüència d’arrencada. (Si afegiu rootwait en lloc de rootdelay, s'esperarà indefinidament).

Després de provar totes les diverses combinacions de particions de la targeta SD i del disc dur, vaig decidir mantenir la partició d’arrencada de dos petits a la targeta SD i moure els fitxers arrel i usuari al disc dur. El procediment per fer-ho és bastant llarg i es descriu a l’enllaç al final.

La foto 11 és un resum del resultat de df -h al meu Pi i mostra que / dev / sda1 és el sistema de fitxers arrel, / dev / sda2 té les meves dades d’usuari i la partició d’arrencada es va mantenir a la targeta SD.

Us suggereixo que primer proveu d’arrencar-ho tot des del disc dur, ja que només implica fer dues imatges: una a la targeta SD, una al disc dur i, a continuació, configurar el fusible d’opció d’arrencada del Pi. Tingueu en compte que el Pi encara podrà arrencar des d’una targeta SD si s’ha definit el fusible; l’única diferència és que ara primer intenta arrencar des de la unitat de disc USB. Si al principi no podeu arrencar des del disc dur, arrencar des de la targeta SD i connectar-lo i muntar-lo, editeu els dos fitxers de configuració tal com s’ha descrit anteriorment a la partició d’arrencada del disc dur i intenteu arrencar de nou.

Pas 4: font

Com arrencar el vostre Raspberry Pi 3 des d’un disc dur USB

Per què no és bo apagar un disc dur?

Configuració del retard d'arrencada

Mou el sistema Raspberry Pi a USB en 10 passos

Mou el sistema de fitxers a una unitat USB

Arrencar el Raspberry Pi des de l’USB

Pas 5: Mantingueu la partició d'arrencada Dos a la targeta SD i moveu els fitxers arrel i d'usuari a un disc dur

Amb la nova configuració de Juny Rasbian Stretch a la primera rutina d’inici, provoca un missatge bloquejat de la unitat arrel després que s’hagi copiat el rootfs al hdd / dev / sda1

Per evitar-ho, feu el següent:

1. Feu una targeta SD amb la imatge Stretch 29 de juny de 2018 i arrenceu Pi: digueu CANCEL·LA quan es mostri el nou procediment de configuració. Ara es pot personalitzar l'escriptori i les pàgines d'accés, i afegir connexió wifi, afegir mesurador de temperatura, editor de fitxers de text a la barra de tasques, etc. No connecteu la unitat de disc dur encara.

2. Canvieu config.txt sudo nano /boot/config.txt (Premeu Ctr-O per desar i Ctr-X per sortir) afegint a la part inferior: program_usb_timeout = 1 max_usb_current = 1

Si s'utilitza un DAC, també: Traieu el controlador del so incorporat: traieu la línia dtparam = audio = on de /boot/config.txt si existeix (només podeu afegir # al davant) També a /boot/config.txt i afegiu la línia següent: dtoverlay = hifiberry-dacplus

3. Apagueu, connecteu el disc dur i arrenceu: el millor és fer una partició NTFS de 100 GB al davant i deixar el repòs sense assignar mitjançant un PC amb Windows.

4. Feu una partició ext4 de 100 GB i copieu-hi els rootfs i canvieu fstab a la partició hdd i cmdline.txt a la partició d’arrencada de sdcard: sudo apt-get update && sudo apt-get install rsync gdisk sudo apt-get install ntfs- 3g sudo apt-get install exfat-fuse exfat-utils sudo gdisk / dev / sda

Introduïu n per crear una nova partició i seleccioneu el número 1. Seleccioneu el sector inicial fent clic a Retorn i, a continuació, seleccioneu + 100G per a la mida. Ara seleccioneu el sistema de fitxers per defecte ("sistema de fitxers Linux") prement de nou Intro.

Ordre (? Per obtenir ajuda): n Número de partició (1-128, predeterminat 1): 1 Primer sector (34-61489118, predeterminat = 64) o {+ -} mida {KMGTP}: Últim sector (64-61489118, predeterminat = 61489118) o mida {+ -} {KMGTP}: + 100G El tipus actual és "Sistema de fitxers Linux" Codi hexadecimal o GUID (L per mostrar codis, Retorn = 8300): s'ha canviat el tipus de partició a "sistema de fitxers Linux".

Prem w per escriure perquè sigui permanent. sudo mke2fs -t ext4 -L rootfs / dev / sda1 sudo mount / dev / sda1 / mnt df -h sudo rsync -axv / / mnt sudo cp /boot/cmdline.txt /boot/cmdline.sd sudo nano / boot / cmdline.txt Canvia root = **** a root = / dev / sda1

sudo nano / mnt / etc / fstab Change / dev / mmcblk0p2 / ext4 defaults, noatime 0 1 to / dev / sda1 / ext4 default, noatime 0 1 sudo reboot

5. Després de reiniciar, torneu a comprovar-ho amb df -h si ara apareix / dev / sda1 com a arrel / Podeu fer la configuració inicial de Raspberry Pi que es va ometre al començament mitjançant l'eina de configuració de Raspberry Pi des del menú Configuració: Canvia Contrasenya, configureu la configuració regional, país WiFi, teclat, zona horària; haureu de reiniciar

6. Després de reiniciar, torneu a comprovar-ho amb df -h. A continuació, podeu fer actualitzacions: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Si hi ha problemes amb pcakages que falten, intenteu tornar a executar les dues primeres ordres i proveu també sudo apt-get update --fix-missing o sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Reinicieu: és possible que hàgiu de tornar a personalitzar l'escriptori. Instal·leu programari addicional (faig servir mc, smartctl i audaç), mitjançant el gestor de programari. Personalitzeu la pàgina d'inici del navegador i cerqueu.

7. Apagueu i connecteu l'HDD a un PC amb Windows. Feu una partició NTFS al segon espai sense assignar i copieu música, vídeos, etc. a aquesta partició NTFS

8. Torneu a connectar el disc dur a Raspberry Pi i engegueu-lo. A continuació, feu: sudo mkdir / mnt / data sudo chown pi: pi / mnt / data sudo nano / mnt / etc / fstab Add: / dev / sda2 / mnt / data ntfs-3g rw, per defecte 0 0

sudo mount -a sudo chown pi: pi / mnt / data df -h Comproveu si sda2 es mostra correctament.

9. Si es fa servir un DAC, creeu un nou asound.conf a etc / (nano /etc/alsa.conf amb les línies següents:

pcm.! predeterminat {type hw card 0}

ctl.! default {type hw card 0}

10. Reinicieu i, a continuació, afegiu un so analògic i DSP a la configuració de so a la configuració de Raspberry Pi. Assegureu-vos que el volum principal que feu clic a l'altaveu del tauler no és 100%. Obriu una consola a la carpeta sda2 amb el vídeo i:

Si DAC Play amb omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" En Pi normal amb àudio BCM, només cal obrir el terminal a la carpeta Music i omxplayer name.mp4

Pas 6: Raspberry Pi 4 4 GB

Vaig comprar un Raspberry Pi 4 de 4 GB i vaig substituir el Raspberry Pi 3 pel mateix recinte. La temperatura es manté entre 40 i 50 graus centígrads, fins i tot en condicions de càrrega elevada de la CPU. També vaig adquirir dos convertidors HDD / SSD a SATA USB 3 diferents i vaig substituir la versió USB 2 per la de proves.

En primer lloc, vaig provar el Raspberry Pi 4 amb una placa de circuit de carcassa Orico USB 3 i funciona bé: per treure la placa de circuit lliure de la placa d'alumini que hi ha a la part superior, podreu retirar la placa de circuit després de descargolar dos cargols petits. Un cable de connexió de 10 cm de llarg es fa un bucle un cop a sota del disc dur dins de la carcassa de la PSU que el manté fora del camí. Per obtenir més informació, consulteu:

www.orico.co.za/product/orico-usb3-0-2-5-enclosure-blue/

En segon lloc, vaig provar un convertidor USB3 a SATA obert de 5 cm de llargada (vegeu la imatge), que també funcionava bé, però el cable més curt era massa rígid per forçar-lo fins a dins de la carcassa de la PSU.

L’ús d’una interfície USB 3 va donar lloc a temps d’arrencada i resposta més ràpids (com ara quan s’obria el navegador Chromium o el LibreOffice Writer, però no va ser aclaparadorament més ràpid. A més, el Raspberry Pi 3 i 4 subministren un màxim d’1,2 A repartits per tots 4 Ports USB 2 i USB 3, que és inferior a l’estàndard USB 3. Per tant, eliminaré la connexió d’alimentació de la interfície USB frontal i la connectaré a un segon mòdul de font d’alimentació variable de 5 v idèntic. Això em permetrà executar un altre disc dur des de la interfície USB frontal.