Un computer desktop Raspberry Pi PC-PSU con disco rigido, ventola, alimentatore e interruttore On-Off: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Settembre 2020: è stato costruito un secondo Raspberry Pi alloggiato all'interno di un case di alimentazione per PC riproposto. Questo utilizza una ventola nella parte superiore - e la disposizione dei componenti all'interno del case PC-PSU è quindi diversa. Verrà utilizzato un driver Adafruit SSD1306 modificato (per 64x48 pixel) o Luma Oled per Python per visualizzare le informazioni sulla canzone o sul video su un piccolo display OLED montato nella parte anteriore del case. Maggiori dettagli in questo Github.

Il cappello audio i2s è il Wolfson WM8960 come discusso in due dei miei repository Github. Il display SSD1306 utilizza i2c per la comunicazione e quindi è sufficiente un cavo a nastro a quattro fili per collegarlo al connettore GPIO Raspberry Pi (Pin SCL, SDA, 3V3 e GND).

Un driver Python modificato per SSD1306 nella sua versione 64x48 pixel viene utilizzato dopo aver adattato una libreria Adafruit basata sui commenti di Mike Causer e sui commenti del driver Luma Oled.

Da fare: una seconda riga persistente del display verrà utilizzata per mostrare la tensione di alimentazione a 5 volt del Raspberry Pi utilizzando un ATtiny85 come ADC - comunicando tramite i2c con Raspberry Pi, o un MCP3002 ADC SPI a 10 bit a doppio canale. La temperatura della CPU del Raspberry Pi e l'RPM della ventola del case verranno visualizzati in modo permanente sulla terza riga del display. Entrambe queste linee saranno attive per 1 secondo su 5 per evitare il burn-in dell'OLED.

Prima del 2018 e del 2019: mi ero stancato di connettere tutte le periferiche al mio Raspberry Pi 3 o 4 ogni volta che volevo usarlo. Ho deciso di volere un computer Raspberry Pi permanentemente collegato a un alimentatore, un disco rigido o un SSD per il file system e i dati di root, una grande ventola che può ruotare lentamente e silenziosamente e un monitor e altoparlanti.

Inoltre, non è una buona idea eseguire un Pi per un lungo periodo da una scheda SD: questi hanno un ciclo di scrittura limitato (circa 10.000 volte?) E quindi ho deciso di indagare su altri due modi per avviare il Pi.

Le foto mostrano il case Pi completato collegato a un piccolo monitor, altoparlanti stereo e un trackpad wireless con tastiera combinata, e Hayley Westenra che canta Scarborough Fair utilizzando l'accelerazione hardware video di Rasbian e omxplayer.

Più recentemente ho acquistato un Raspberry Pi 4 da 4 GB e ho sostituito il Raspberry Pi 3 con esso nello stesso contenitore. Per maggiori dettagli si veda la Sezione 6.

Passaggio 1: elenco delle parti

Raspberry Pi 3

Modulo alimentatore AC-DC 12v 3A

Modulo alimentatore CC-CC Ingresso da 5 a 35 V Uscita 5 V 3 A

Modulo alimentatore DC-DC Ingresso da 5 a 35v Uscita 1A e tensione variabile (impostata a circa 7v per una velocità della ventola di 900 giri/min)

Un interruttore di aggancio a pulsante AC 250v

Tre prese USB femmina

Tre prese USB maschio

Una presa mini USB maschio

Voltmetro a 3 cifre blu

Vecchia custodia per alimentatore

Hard Disk Drive di dimensioni adeguate (2,5 )

Circuito da HDD esterno da 2,5"

Ventola per computer da 12 volt

Cavo di collegamento ecc.

Passaggio 2: costruzione e collegamenti

Un vecchio case dell'alimentatore per computer sembrava essere di dimensioni convenienti per ospitare il Pi, il suo alimentatore e un disco rigido USB esterno spogliato. Non c'era abbastanza spazio nel case dell'alimentatore per montare l'HDD esterno con il suo case - quindi l'ho aperto e ho tenuto solo il piccolo circuito attaccato all'HDD. Ho anche aggiunto un interruttore di alimentazione più prese USB sulla parte anteriore e posteriore, e c'era spazio per una grande ventola per mantenere tutto fresco, e ho provveduto a montare un cappello DAC se dovessi acquistarne uno. Ho usato un alimentatore AC-DC da 12 V 3 A come alimentatore principale e ho aggiunto due più piccoli regolabili 5 V e 7 V per la ventola, gli alimentatori DC-DC.

La foto 1 mostra tutti i componenti parzialmente assemblati nella custodia dell'alimentatore. Ho realizzato quattro cavi USB corti per collegare le quattro porte USB Raspberry Pi al disco rigido e ai connettori USB del pannello anteriore e posteriore.

Le foto 2 e 4 mostrano il case Pi completato collegato a un piccolo monitor, altoparlanti stereo e un trackpad per tastiera combinata wireless.

Le foto da 5 a 10 mostrano il caso completato da varie angolazioni.

Se guardi attentamente la foto 10 puoi vedere che ho collegato due fili (marrone e bianco) direttamente ai pin GPIO del Raspberry Pi. In questo caso il Pi 3 è alimentato direttamente tramite i suoi pin GPIO 2 o 4 sono +5v, pin 6 (e altri) per terra - ma nota che devi ricontrollare che stai fornendo non più di circa 5,2 volt a quei pin poiché in questo modo stai bypassando la protezione del fusibile multiplo. Ho usato i Pin 2 per +5v e il pin accanto per Ground. Poiché sto alimentando il Pi tramite due alimentatori regolati - prima 12v e poi 5.1v, sono rimasto soddisfatto della connessione diretta all'alimentazione.

Ero preoccupato che il case in metallo avrebbe bloccato la capacità del Raspberry Pi 3 di connettersi al mio router Wi-Fi - alla fine ho fatto due fori di 2 cm sul pannello laterale vicino alla scheda Pi con il risultato che il numero di barre su l'indicatore Wi-Fi su Raspbian è rimasto lo stesso sia che il caso fosse chiuso o aperto.

Dettagli di connessione:

Collegare l'alimentazione CA al modulo AC-DC 12v 3A tramite l'interruttore di alimentazione. Collega l'uscita 12v di questo modulo al modulo DC-DC 5v 3A che alimenterà il Raspberry Pi (se regolabile prima impostalo a circa 5,1 volt - misuralo) e al modulo regolabile DC-DC più piccolo che alimenterà la ventola. Collegare l'uscita 5v del modulo DC-DC 5v ai pin GPIO Rapsberry Pi 4 (+5v) e pin 6 (terra). Collega l'uscita del modulo DC-DC più piccolo alla ventola da 12 V e regola la sua uscita in modo che la ventola giri silenziosamente. Collegare la massa del modulo DC-DC 5v 3A alla custodia dell'alimentatore del PC. Collegare la massa e 5v del modulo 5v DC-DC al display del voltmetro a 3 cifre sul pannello frontale.

Collega due delle porte USB Raspberry PI alle prese USB posteriori utilizzando le due spine USB maschio, il cablaggio a 4 conduttori e le due prese USB femmina montate sul retro. Collegare una delle porte USB Raspberry PI alla presa USB anteriore utilizzando una spina USB maschio, un cablaggio a 4 conduttori e l'unica presa USB femmina montata sulla parte anteriore.

Collega l'hard disk a una delle porte USB del Raspberry PI tramite una USB plus maschio e un'altra presa mini USB maschio.

Passaggio 3: configurazione di avvio del disco rigido

Non è una buona idea eseguire un Pi per un lungo periodo da una scheda SD - questi hanno un ciclo di scrittura limitato (circa 10.000 volte?) E quindi ho deciso di indagare su altri due modi per avviare il Pi:

(1) Mettere la partizione di avvio e root più utente su un disco rigido

(2) Lasciare la piccola partizione di avvio Dos da 50 MB sulla scheda SD (è di sola lettura durante l'avvio) e spostare il file system root e i dati utente su un disco rigido.

È stato molto facile avviare il Pi dal disco rigido: ho copiato il nuovo Raspian Stretch su una scheda SD utilizzando l'utility Win32DiskImager. L'ho anche usato una seconda volta per copiare la stessa immagine su un'unità per notebook Toshiba da 2,5 da 1 GB, quindi ho impostato il fusibile di avvio del Pi come descritto nel collegamento fornito alla fine (aggiungi la riga program_usb_boot_mode=1 a /boot/ config.txt e riavviare il Pi), ha rimosso la scheda SD e il Pi si è quindi avviato dal disco rigido e ha proceduto a ridimensionare le sue partizioni.

Per abilitare la modalità di avvio USB, procedi come segue:

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

Questo aggiunge program_usb_boot_mode=1 alla fine di /boot/config.txt. Riavvia il Raspberry Pi. Verificare che l'OTP sia stato programmato con:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Assicurarsi che sia visualizzata l'uscita 17:0x3020000a, il che significa che il fusibile OTP è stato programmato con successo.

Puoi anche aggiungere la riga program_usb_boot_mode da config.txt all'editor nano usando il comando sudo nano /boot/config.txt.

Tuttavia c'è stato un problema durante lo spegnimento facendo in questo modo, perché dovevo fornire energia extra all'hard disk tramite un secondo connettore USB, il disco continuava a funzionare dopo lo spegnimento del Pi e quindi ho dovuto spegnere l'hard disk disco spegnendolo tramite l'interruttore di alimentazione sul pannello frontale. Quello che volevo era che il Pi "parcheggiasse" l'hard disk durante lo spegnimento. Se ho rimosso la connessione di alimentazione aggiuntiva, il Pi si è rifiutato di avviarsi dal disco rigido.

Ci sono due file di configurazione di testo (config.txt e cmdline.txt), nella cartella di avvio sulla partizione di avvio di Dos che è possibile modificare nel tentativo di fornire energia extra al disco rigido durante l'avvio o per attendere più a lungo disco per iniziare a girare.

Aggiungi: rootdelay=5 e program_usb_timeout=1 e max_usb_current=1 alla lunga lista nel file /boot/config.txt. (L'opzione rootdelay potrebbe essere deprecata).

Aggiungere: boot_delay=32 e di nuovo rootdelay=5 alla riga in /boot/cmdline.txt dovrebbe far aspettare il kernel per il dispositivo root prima di continuare la sequenza di avvio. (L'aggiunta di rootwait invece di rootdelay significherà che attenderà indefinitamente.)

Dopo aver provato tutte le varie combinazioni di scheda SD e partizioni del disco rigido, ho deciso di mantenere la piccola partizione di avvio dos sulla scheda SD e di spostare i file root e utente sul disco rigido. La procedura per farlo è abbastanza lunga ed è come descritta nel link alla fine.

La foto 11 è uno screendump del risultato di df -h sul mio Pi e mostra che /dev/sda1 è il file system root, /dev/sda2 ha i miei dati utente e la partizione di avvio è rimasta sulla scheda SD.

Ti suggerisco invece di provare prima ad avviare tutto dal disco rigido poiché ciò comporta solo la creazione di due immagini: una sulla scheda SD, una sul disco rigido e quindi l'impostazione del fusibile dell'opzione di avvio del Pi. Nota che il Pi sarà ancora in grado di avviarsi da una scheda SD se il fusibile è stato impostato - l'unica differenza è che ora prova prima ad avviarsi dall'unità disco USB. Se all'inizio non è possibile eseguire l'avvio dall'HDD, avviare dalla scheda SD e collegare e montare l'HDD, quindi modificare i due file di configurazione come descritto in precedenza sulla partizione di avvio dell'HDD e provare a riavviare.

Passaggio 4: fonte

Come avviare il tuo Raspberry Pi 3 da un disco rigido USB

Perché non va bene solo spegnere un hdd

Impostazioni del ritardo di avvio

Sposta il tuo sistema Raspberry Pi su USB in 10 passaggi

Sposta il filesystem su un'unità USB

Avvia il Raspberry Pi da USB

Passaggio 5: mantenere la partizione di avvio Dos sulla scheda SD e spostare i file root e utente su un disco rigido

Con la nuova configurazione di June Rasbian Stretch alla prima routine di avvio provoca un messaggio di blocco dell'unità root dopo che rootfs è stato copiato su hdd /dev/sda1

Per evitare ciò, procedi come segue:

1. Crea una scheda SD con l'immagine Stretch 29 giugno 2018 e avvia Pi - dire ANNULLA quando viene visualizzata la nuova procedura di installazione. Ora è possibile personalizzare il desktop e la splashpage e aggiungere la connessione Wi-Fi, aggiungere il misuratore di temperatura, l'editor di file di testo alla barra delle applicazioni, ecc. Non collegare ancora l'unità hdd.

2. Modifica config.txt sudo nano /boot/config.txt (premi Ctr-O per salvare e Ctr-X per uscire) aggiungendo in fondo: program_usb_timeout=1 max_usb_current=1

Se viene utilizzato un DAC, anche: Rimuovere il driver per l'audio integrato: Rimuovere la riga dtparam=audio=on da /boot/config.txt se esiste (è sufficiente aggiungere # davanti) Anche in /boot/config.txt e aggiungi la seguente riga: dtoverlay=hifiberry-dacplus

3. Spegni, collega l'HDD e avvia: è meglio creare una partizione NTFS da 100 GB davanti e lasciare il resto non allocato utilizzando un PC Windows.

4. Crea una partizione ext4 da 100 GB e copiaci il rootfs, e cambia fstab sull'hdd e cmdline.txt sulla partizione di avvio della 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

Immettere n per creare una nuova partizione e selezionare il numero 1. Selezionare il settore iniziale premendo Invio, quindi selezionare +100G per la dimensione. Ora seleziona il filesystem predefinito ("Filesystem Linux") premendo nuovamente Invio.

Comando (? per aiuto): n Numero partizione (1-128, predefinito 1): 1 Primo settore (34-61489118, predefinito = 64) o {+-}dimensione{KMGTP}: Ultimo settore (64-61489118, predefinito = 61489118) o {+-}dimensione{KMGTP}: +100G Il tipo corrente è 'Filesystem Linux' Codice esadecimale o GUID (L per mostrare i codici, Invio = 8300): Tipo di partizione modificato in 'Filesystem Linux'.

Premi w per scrivere per renderlo permanente. 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 Cambia root=**** in root=/dev/sda1

sudo nano /mnt/etc/fstab Cambia /dev/mmcblk0p2 / ext4 default, noatime 0 1 a /dev/sda1 / ext4 default, noatime 0 1 sudo reboot

5. Quindi, dopo il riavvio, controllare di nuovo con df -h se /dev/sda1 è ora elencato come root / È quindi possibile eseguire la configurazione iniziale di Raspberry Pi che è stata ignorata all'inizio utilizzando lo strumento di configurazione Raspberry Pi dal menu Impostazioni: Modifica Password, imposta Locale, Paese WiFi, Tastiera, Fuso orario: dovrai riavviare

6. Quindi, dopo il riavvio, ricontrollare con df -h È quindi possibile eseguire gli aggiornamenti: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

In caso di problemi con pcakages mancanti, prova a eseguire nuovamente i primi 2 comandi e prova anche sudo apt-get update --fix-missing o sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Riavvia: potrebbe essere necessario personalizzare nuovamente il desktop. Installa software aggiuntivo (io uso mc, smartctl e audacious), utilizzando il software manager. Personalizza la home page del browser e la ricerca.

7. Spegnere e collegare l'HDD a un PC Windows. Crea una partizione NTFS nel secondo spazio non allocato e copia musica, video, ecc. in quella partizione NTFS

8. Ricollega l'HDD al Raspberry Pi e accendilo. Quindi esegui: sudo mkdir /mnt/data sudo chown pi:pi /mnt/data sudo nano /mnt/etc/fstab Aggiungi: /dev/sda2 /mnt/data ntfs-3g rw, default 0 0

sudo mount -a sudo chown pi:pi /mnt/data df -h Controlla se sda2 viene visualizzato correttamente.

9. Se viene utilizzato un DAC, creare un nuovo asound.conf in etc/ (nano /etc/alsa.conf con le seguenti righe:

pcm.!default { digita hw card 0 }

ctl.!default { digita hw card 0 }

10. Riavvia quindi aggiungi DSP e suono analogico alla configurazione audio nelle impostazioni Raspberry Pi Assicurati che il volume principale fai clic sull'altoparlante nel pannello non sia al 100% Apri una console nella cartella sda2 con il video, quindi:

Se DAC Play con omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" Sul normale Pi con audio BCM basta aprire il terminale nella cartella Music e omxplayer name.mp4

Passaggio 6: Raspberry Pi 4 4 GB

Ho acquistato un Raspberry Pi 4 da 4 GB e ho sostituito il Raspberry Pi 3 con esso nello stesso contenitore. La temperatura rimane tra i 40 ei 50 gradi Celsius anche in condizioni di carico pesante della CPU. Ho anche acquistato due diversi convertitori da USB 3 HDD/SSD a SATA e ho sostituito la versione USB 2 con quella a scopo di test.

Per prima cosa ho testato il Raspberry Pi 4 con un circuito stampato Orico USB 3 e funziona bene: per rimuovere il circuito sganciare la piastra di alluminio nella parte superiore e quindi è possibile rimuovere il circuito dopo aver svitato due piccole viti. Un cavo di connessione lungo 10 cm è avvolto una volta sotto l'hard disk all'interno del case dell'alimentatore che lo tiene lontano. Per maggiori dettagli fare riferimento a:

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

In secondo luogo ho testato un convertitore da USB3 a SATA aperto lungo 5 cm (vedi foto), che funzionava bene ma il cavo più corto era troppo rigido per forzarlo completamente all'interno del case dell'alimentatore.

L'utilizzo di un'interfaccia USB 3 ha comportato tempi di avvio e di risposta più rapidi (come quando si apre il browser Chromium o LibreOffice Writer, ma non è stato eccessivamente più veloce. Inoltre, i Raspberry Pi 3 e 4 forniscono un massimo di 1,2 A distribuiti su tutti e 4 Porte USB 2 e USB 3, che è inferiore allo standard USB 3. Pertanto rimuoverò la connessione di alimentazione sull'interfaccia USB anteriore e la collegherò a un secondo modulo di alimentazione 5V variabile identico. Ciò mi consentirà di eseguire un altro HDD da l'interfaccia USB anteriore.