Настолен компютър Raspberry Pi PC-PSU с твърд диск, вентилатор, захранване и превключвател за включване и изключване: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Септември 2020 г.: Построена е втора Raspberry Pi, която се помещава в пренасочена кутия за захранване на компютър. Това използва вентилатор отгоре - и подреждането на компонентите вътре в кутията за PC -PSU е различно. Модифициран (за 64x48 пиксела), драйвер Adafruit SSD1306 или Luma Oled за Python ще се използва за показване на информацията за песента или видеото на малък OLED дисплей, монтиран в предната част на кутията. Повече подробности в този Github.

Аудио шапката i2s е Wolfson WM8960, както беше обсъдено в две от моите хранилища на Github. Дисплеят SSD1306 използва i2c за комуникация и следователно четирижилен лентов кабел е достатъчен, за да го свържете към Raspberry Pi GPIO конектора (Pins SCL, SDA, 3V3 и GND).

Модифициран драйвер на python за SSD1306 в неговата 64x48 пикселна версия се използва след адаптиране на библиотека Adafruit въз основа на коментари от коментарите на драйвера на Mike Causer и Luma Oled.

Todo: Постоянен втори ред на дисплея ще се използва за показване на захранващото напрежение на Raspberry Pi с 5 волта, използвайки ATtiny85 като ADC - комуникиращ чрез i2c с Raspberry Pi, или MCP3002 двуканален 10 -битов SPI ADC. Температурата на процесора на Raspberry Pi и оборотите на вентилатора на корпуса ще се показват постоянно на третия ред на дисплея. И двете линии ще бъдат включени за 1 секунда от 5, за да се предотврати изгарянето на OLED.

Преди 2018 и 2019: Уморих се да свързвам всички периферни устройства към моя Raspberry Pi 3 или 4 всеки път, когато исках да го използвам. Реших, че искам Raspberry Pi компютър, постоянно свързан към захранване, твърд диск или SSD за основната файлова система и данни, голям вентилатор, който може да се върти бавно и тихо, и монитор и високоговорители.

Освен това не е добра идея да стартирате Pi за продължителен период от SD карта - те имат ограничен цикъл на запис (около 10 000 пъти?) И затова реших да проуча други два начина за зареждане на Pi.

Снимките показват завършения случай на Pi, свързан към малък монитор, стерео високоговорители и безжичен комбо-клавиатурен тракпад, и Хейли Уестенра, която пее Scarborough Fair, използвайки видео хардуерното ускорение на Rasbian и omxplayer.

Съвсем наскоро придобих Raspberry Pi 4 4GB и замених Raspberry Pi 3 с него в същия корпус. За повече подробности, моля, вижте раздел 6.

Стъпка 1: Списък на частите

Малина Пи 3

AC-DC PSU 12v 3A модул

DC-DC захранващ модул Вход 5 до 35v Изход 5v 3A

DC-DC PSU модул Вход 5 до 35v Изход 1A и променливо напрежение (зададено на около 7v за скорост на вентилатора 900 об / мин)

Един превключвател за заключване с бутон AC 250v

Три USB женски гнезда

Три USB мъжки щекера

Един USB мини мъжки щепсел

3 -цифрен волтметър син

Стар корпус за захранване

Твърд диск с подходящ размер (2.5 )

Печатна платка от външен 2.5 HDD

12 -волтов вентилатор за компютър

Свързващ проводник и др.

Стъпка 2: Строителство и връзки

Стар корпус за компютърно захранване изглеждаше с подходящ размер, за да побере Pi, захранването му и оголен външен USB твърд диск. В корпуса на захранващото устройство нямаше достатъчно място за монтиране на външния твърд диск с кутията му - затова го отворих и запазих само малката платка, прикрепена към твърдия диск. Също така добавих превключвател за захранване плюс USB гнезда отпред и отзад и имаше място за голям вентилатор, за да поддържа всичко хладно, и предвидих да се монтира DAC шапка, ако закупя такава. Използвах 12v 3A AC-DC захранване като основно захранване и добавих две по-малки регулируеми 5v и 7v за вентилатора, DC-DC захранвания.

Снимка 1 показва всички компоненти, когато са частично сглобени в кутията за захранване. Направих четири къси USB кабела за свързване на четирите USB порта на Raspberry Pi към твърдия диск и USB конектори на предния и задния панел.

Снимки 2 и 4 показват завършения случай на Pi, свързан с малък монитор, стерео високоговорители и безжична комбинирана клавиатура.

Снимки 5 до 10 показват завършения случай от различни ъгли.

Ако погледнете снимка 10 внимателно, можете да видите, че съм свързал два проводника (кафяв и бял) директно към малиновите Pi GPIO щифтове. В този случай Pi 3 се захранва директно чрез своите GPIO щифтове 2 или 4 са +5v, пин 6 (и други) за заземяване - но имайте предвид, че трябва да проверите тройно дали захранвате не повече от около 5,2 волта към тези щифтове тъй като по този начин заобикаляте защитата с много предпазители. Използвах Pins 2 за +5v и щифта до него за Ground. Тъй като доставям Pi през два регулирани захранвания - първо 12v, а след това 5.1v, останах доволен от връзката за директно захранване.

Притеснявах се, че металната кутия ще блокира възможността на Raspberry Pi 3 да се свърже с моя Wi -Fi рутер - в крайна сметка направих две 2 см дупки на страничния панел до платката Pi, в резултат на което броят на лентите на индикаторът за Wi-Fi на Raspbian остана същият независимо дали случаят е затворен или отворен.

Подробности за връзката:

Свържете променливотоковото захранване към 12v 3A AC-DC модула чрез превключвателя за захранване. Свържете 12v изхода на този модул към DC-DC 5v 3A модул, който ще захранва Raspberry Pi (ако е настроен първо на около 5.1 волта-измерете го) и към по-малкия DC-DC регулируем модул, който ще захранва вентилатора. Свържете 5v изхода на 5v DC-DC модула към Rapsberry Pi GPIO Pins 4 (+5v) и Pin 6 (Ground). Свържете изхода на по-малкия DC-DC модул към 12v вентилатора и регулирайте изхода му така, че вентилаторът да се върти безшумно. Свържете заземяването на 5v 3A DC-DC модула към кутията за PC захранване. Свържете земята и 5v на 5v DC-DC модула към 3-цифрения волтметров дисплей на предния панел.

Свържете два от Raspberry PI USB портовете към задните USB гнезда, като използвате двата мъжки USB конектора, 4 жилни проводници и двата USB женски гнезда, монтирани отзад. Свържете един от Raspberry PI USB портовете към предния USB гнездо, като използвате мъжки USB щепсел, 4 жилни проводници и един женски USB гнездо, монтиран отпред.

Свържете твърдия диск към един от Raspberry PI USB портовете чрез мъжки USB плюс и друг мини USB мъжки щепсел.

Стъпка 3: Настройка за зареждане на твърдия диск

Не е добра идея да стартирате Pi за продължителен период от SD карта - те имат ограничен цикъл на запис (около 10 000 пъти?) И затова реших да проуча два други начина за зареждане на Pi:

(1) Поставяне на зареждащия и root плюс потребителския дял на твърдия диск

(2) Оставяне на малкия 50 MB Dos зареждащ дял на SD картата (той е само за четене по време на зареждане) и преместване на основната файлова система и потребителски данни на твърд диск.

Беше много лесно да накарате Pi да се зареди от твърдия диск - копирах най -новия Raspian Stretch на SD карта с помощта на помощната програма Win32DiskImager. Използвах го и втори път, за да копирам едно и също изображение на 1 GB Toshiba 2.5 лаптоп устройство, след което настроих предпазителя за зареждане на Pi, както е описано в връзката, дадена в края (добавяте реда program_usb_boot_mode = 1 към /boot / config.txt и рестартирайте Pi), извади SD картата и Pi след това стартира от твърдия диск и продължи да променя размера на дяловете си.

За да активирате USB зареждащия режим, направете следното:

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

Това добавя program_usb_boot_mode = 1 към края на /boot/config.txt. Рестартирайте Raspberry Pi. Проверете дали OTP е програмиран с:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Уверете се, че изходът 17: 0x3020000a е показан, което означава, че предпазителят OTP е програмиран успешно.

Можете също така да добавите реда program_usb_boot_mode от config.txt нано редактора, като използвате командата sudo nano /boot/config.txt.

По време на изключването обаче възникна проблем по този начин, тъй като трябваше да доставя допълнително захранване към твърдия диск чрез втори USB конектор, дискът продължи да работи след изключване на Pi и затова трябваше да изключа хард диска диск чрез изключване чрез превключвателя на захранването на предния панел. Това, което исках е Pi да "паркира" твърдия диск по време на изключване. Ако премахнах допълнителното захранване, Pi отказа да стартира от твърдия диск.

Има два текстови конфигурационни файла (config.txt и cmdline.txt) в папката за зареждане на зареждащия дял на Dos, които човек може да редактира, опитвайки се да предостави или допълнително захранване на твърдия диск по време на зареждане, или да чака по -дълго за диск, за да започне да се върти.

Добавете: rootdelay = 5 и program_usb_timeout = 1 и max_usb_current = 1 към дългия списък във файла /boot/config.txt. (Опцията rootdelay може да е отхвърлена).

Добавете: boot_delay = 32 и отново rootdelay = 5 към реда в /boot/cmdline.txt трябва да накара ядрото да изчака коренното устройство, преди да продължи последователността на зареждане. (Добавянето на rootwait вместо rootdelay ще означава, че ще чака неограничено.)

След като изпробвах всички различни комбинации от дялове на SD карта и твърд диск, се спрях да запазя малкия зареждащ дял dos на SD картата и да преместя кореновите и потребителските файлове на твърдия диск. Процедурата за това е доста дълга и е описана в връзката в края.

Снимка 11 е скрийндумп на резултата от df -h на моя Pi и показва, че /dev /sda1 е основната файлова система, /dev /sda2 има моите потребителски данни и зареждащият дял остава на SD картата.

Предлагам вместо това първо да опитате да стартирате всичко от твърдия диск, тъй като това включва само създаване на две изображения - едно на SD картата, едно на твърдия диск и след това настройване на предпазителя на опцията за зареждане на Pi. Обърнете внимание, че Pi все още ще може да се зарежда от SD карта, ако предпазителят е настроен - единствената разлика е, че сега първо се опитва да стартира от USB дисковото устройство. Ако първо не можете да стартирате от hdd, след това стартирайте от SD картата и свържете и монтирайте hdd, след това редактирайте двата конфигурационни файла, както е описано по -горе на дяла за зареждане на hdd и опитайте да стартирате отново.

Стъпка 4: Източник

Как да стартирате вашия Raspberry Pi 3 от USB твърд диск

Защо не е добре просто да изключите HDD

Настройки за забавяне при стартиране

Преместете вашата Raspberry Pi система на USB в 10 стъпки

Преместете файловата система на USB устройство

Стартирайте Raspberry Pi от USB

Стъпка 5: Запазете Dos Boot дяла на SD картата и преместете коренните и потребителските файлове на твърд диск

С новата настройка на Rasbian Stretch за юни при първото стартиране, тя причинява съобщение за заключване на root диск, след като rootfs е копиран на hdd /dev /sda1

За да предотвратите това, направете следното:

1. Направете SD карта с Stretch 29 юни 2018 изображение и стартирайте Pi - кажете ОТМЕНЯ, когато се покаже новата процедура за настройка. Вече можете да персонализирате работния плот и началната страница и да добавите wifi връзка, да добавите измервател на температурата, редактор на текстови файлове към лентата на задачите и т.н. Все още не свързвайте HDD устройството.

2. Променете config.txt sudo nano /boot/config.txt (Натиснете Ctr-O за запазване и Ctr-X за изход), като добавите най-долу: program_usb_timeout = 1 max_usb_current = 1

Ако се използва DAC, тогава също: Премахнете драйвера за вградения звук: Премахнете реда dtparam = audio = on от /boot/config.txt, ако съществува (можете просто да добавите # отпред) Също в /boot/config.txt и добавете следния ред: dtoverlay = hifiberry-dacplus

3. Изключете, включете hdd и стартирайте - най -добре е да направите 100GB NTFS дял отпред и да оставите останалата неразпределена с помощта на компютър с Windows.

4. Направете 100GB ext4 дял и копирайте rootfs към него и променете fstab на hdd и cmdline.txt на зареждащия дял на 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

Въведете n, за да създадете нов дял, и изберете номер 1. Изберете началния сектор, като натиснете Return, след което изберете +100G за размера. Сега изберете файловата система по подразбиране („Файлова система на Linux“), като натиснете отново Enter.

Команда (? За помощ): n Номер на дял (1-128, по подразбиране 1): 1 Първи сектор (34-61489118, по подразбиране = 64) или {+-} размер {KMGTP}: Последен сектор (64-61489118, по подразбиране = 61489118) или { +-} размер {KMGTP}: +100G Текущият тип е „Linux файлова система“Шестнадесетичен код или GUID (L за показване на кодове, Enter = 8300): Променен тип дял на „Файлова система на Linux“.

Натиснете w за запис, за да го направите постоянен. 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 Промяна на root = **** на root =/dev/sda1

sudo nano /mnt /etc /fstab Change /dev /mmcblk0p2 /ext4 по подразбиране, noatime 0 1 to /dev /sda1 /ext4 по подразбиране, noatime 0 1 sudo рестартиране

5. След това след рестартиране проверете отново с df -h, ако /dev /sda1 вече е посочено като root /След това можете да направите първоначалната настройка на Raspberry Pi, която е пропусната в началото, като използвате инструмента за конфигуриране на Raspberry Pi от менюто Настройки: Променете Парола, задайте локал, WiFi държава, клавиатура, часова зона - ще трябва да рестартирате

6. След това след рестартиране проверете отново с df -h След това можете да направите актуализации: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Ако проблем с липсващи пакети се опитате да стартирате отново първите 2 команди и също така опитайте sudo apt-get update-fix-missing или sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Рестартирайте - тогава може да се наложи да персонализирате отново работния плот. Инсталирайте допълнителен софтуер (използвам mc, smartctl и audacious), като използвате софтуерния мениджър. Персонализирайте началната страница на браузъра и търсенето.

7. Изключете и включете hdd в компютър с Windows. Направете NTFS дял във второто неразпределено пространство и копирайте музика, видеоклипове и т.н. на този NTFS дял

8. Включете HDD обратно в Raspberry Pi и го включете. След това направете: sudo mkdir/mnt/data sudo chown pi: pi/mnt/data sudo nano/mnt/etc/fstab Добавяне:/dev/sda2/mnt/data ntfs-3g rw, по подразбиране 0 0

sudo mount -a sudo chown pi: pi /mnt /data df -h Проверете дали sda2 се показва правилно.

9. Ако се използва DAC, създайте нов asound.conf в etc/(nano /etc/alsa.conf със следните редове:

pcm.! по подразбиране {type hw card 0}

ctl.! default {type hw card 0}

10. Рестартирайте, след това добавете DSP и аналогов звук към конфигурацията на звука в настройката на Raspberry Pi Уверете се, че кликването върху основната сила на звука на високоговорителя в панела не е 100% Отворете конзола в папката sda2 с видеоклипа, след което:

Ако DAC играе с omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" На нормален Pi с BCM аудио просто отворете терминала в папката Music и името на omxplayer.mp4

Стъпка 6: Raspberry Pi 4 4GB

Купих Raspberry Pi 4 4GB и замених Raspberry Pi 3 с него в същия корпус. Температурата остава между 40 и 50 градуса по Целзий дори при тежки условия на натоварване на процесора. Също така придобих два различни USB 3 HDD/SSD към SATA конвертора и замених версията USB 2 с тази за целите на тестването.

Първо тествах Raspberry Pi 4 с платка за корпус Orico USB 3 и тя работи добре - за да премахнете платката, откачете алуминиевата плоча отгоре и след това можете да премахнете платката, след като развиете два малки винта. Свързващ кабел с дължина 10 см се затваря веднъж под твърдия диск в кутията за захранване, което го държи настрана. За повече подробности, моля, вижте:

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

Второ, тествах отворен USB3 към SATA конвертор с дължина 5 см (моля, вижте снимката), който също работеше добре, но по -късият кабел беше твърде твърд, за да го наложи докрай в кутията за захранване.

Използването на интерфейс USB 3 наистина доведе до по -бързо зареждане и време за реакция (например при отваряне на браузъра Chromium или LibreOffice Writer, но не беше много по -бързо. Освен това Raspberry Pi 3 и 4 доставят максимум 1,2 А, разпределени върху всичките 4 USB 2 и USB 3 портове, което е по -малко от стандарта USB 3. Затова ще премахна захранващата връзка на предния USB интерфейс и ще я свържа с втори идентичен променлив 5v захранващ модул. Това ще ми позволи да стартирам друг твърд диск от предния USB интерфейс.