Komputer stacjonarny Raspberry Pi PC-PSU z dyskiem twardym, wentylatorem, zasilaczem i wyłącznikiem: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Wrzesień 2020: Zbudowano drugie Raspberry Pi umieszczone w obudowie zasilacza PC o zmienionym przeznaczeniu. Wykorzystuje to wentylator na górze - dlatego rozmieszczenie komponentów wewnątrz obudowy PC-PSU jest inne. Zmodyfikowany (dla 64x48 pikseli) sterownik Adafruit SSD1306 lub Luma Oled for Python będzie służył do wyświetlania informacji o utworze lub wideo na małym wyświetlaczu OLED zamontowanym z przodu obudowy. Więcej szczegółów na tym Github.

Kapelusz audio i2s to Wolfson WM8960, jak omówiono w dwóch moich repozytoriach Github. Wyświetlacz SSD1306 wykorzystuje do komunikacji i2c, dlatego do podłączenia go do złącza GPIO Raspberry Pi (Pins SCL, SDA, 3V3 i GND) wystarczy czterożyłowy kabel wstążkowy.

Zmodyfikowany sterownik Pythona dla SSD1306 w wersji 64x48 pikseli jest używany po zaadaptowaniu biblioteki Adafruit na podstawie komentarzy Mike'a Causera i Luma Oled.

Do zrobienia: Trwała druga linia wyświetlacza będzie używana do pokazywania napięcia zasilania Raspberry Pi 5 V przy użyciu ATtiny85 jako ADC - komunikującego się przez i2c z Raspberry Pi lub dwukanałowego 10-bitowego ADC SPI MCP3002. Temperatura procesora Raspberry Pi i obroty wentylatora obudowy będą wyświetlane na stałe w trzecim wierszu wyświetlacza. Obie te linie będą włączone przez 1 sekundę z 5, aby zapobiec wypaleniu OLED.

Wcześniej 2018 i 2019: Zmęczyło mnie podłączanie wszystkich urządzeń peryferyjnych do mojego Raspberry Pi 3 lub 4 za każdym razem, gdy chciałem go użyć. Zdecydowałem, że chcę komputer Raspberry Pi na stałe podłączony do zasilacza, dysku twardego lub dysku SSD dla głównego systemu plików i danych, dużego wentylatora, który może się powoli i cicho obracać oraz monitora i głośników.

Ponadto nie jest dobrym pomysłem uruchamianie Pi przez dłuższy czas z karty SD – mają one ograniczony cykl zapisu (około 10 000 razy?) I dlatego postanowiłem zbadać dwa inne sposoby uruchamiania Pi.

Zdjęcia pokazują ukończoną obudowę Pi podłączoną do małego monitora, głośników stereo i bezprzewodowego gładzika z klawiaturą combo, a Hayley Westenra śpiewa Scarborough Fair przy użyciu akceleracji sprzętowej wideo Rasbian i omxplayer.

Niedawno nabyłem Raspberry Pi 4 4 GB i zastąpiłem Raspberry Pi 3 w tej samej obudowie. Więcej informacji znajduje się w sekcji 6.

Krok 1: Lista części

Raspberry Pi 3

Moduł zasilacza AC-DC 12v 3A

Moduł zasilacza DC-DC Wejście 5 do 35 V Wyjście 5 V 3 A

Moduł zasilacza DC-DC Wejście 5 do 35 V Wyjście 1 A i zmienne napięcie (ustawione na około 7 V dla prędkości wentylatora 900 obr./min)

Jeden przycisk zatrzaskowy AC 250v

Trzy żeńskie gniazda USB

Trzy męskie wtyczki USB

Jeden wtyk męski mini USB

3-cyfrowy woltomierz niebieski

Stara obudowa zasilacza

Dysk twardy o odpowiedniej wielkości (2,5 )

Płytka drukowana z zewnętrznego dysku twardego 2,5"

Wentylator komputerowy 12 V

Przewód połączeniowy itp.

Krok 2: Budowa i połączenia

Obudowa starego zasilacza komputerowego wydawała się być wygodnym rozmiarem, aby pomieścić Pi, jego zasilacz i zdemontowany zewnętrzny dysk twardy USB. W obudowie zasilacza nie było wystarczająco dużo miejsca, aby zamontować zewnętrzny dysk twardy z obudową - dlatego otworzyłem go i trzymałem tylko małą płytkę drukowaną podłączoną do dysku twardego. Dodałem również wyłącznik zasilania oraz gniazda USB z przodu iz tyłu, i miał miejsce na duży wentylator, aby wszystko było chłodne, a także przewidziałem czapkę DAC, którą należy zamontować, jeśli ją kupię. Użyłem zasilacza 12 V 3A AC-DC jako głównego zasilacza i dodałem dwa mniejsze regulowane zasilacze 5 V i 7 V dla wentylatora, zasilacze DC-DC.

Zdjęcie 1 przedstawia wszystkie elementy po częściowym złożeniu w obudowie zasilacza. Wykonałem cztery krótkie kable USB, aby podłączyć cztery porty USB Raspberry Pi do dysku twardego oraz złącza USB na przednim i tylnym panelu.

Zdjęcia 2 i 4 pokazują kompletną obudowę Pi podłączoną do małego monitora, głośników stereo i bezprzewodowej klawiatury combo.

Zdjęcia od 5 do 10 przedstawiają ukończony przypadek pod różnymi kątami.

Jeśli przyjrzysz się uważnie zdjęciu 10, zobaczysz, że podłączyłem dwa przewody (brązowy i biały) bezpośrednio do pinów Raspberry Pi GPIO. W tym przypadku Pi 3 jest zasilany bezpośrednio przez swoje piny GPIO 2 lub 4 to +5V, pin 6 (i inne) dla masy – ale pamiętaj, że musisz trzykrotnie sprawdzić, czy dostarczasz nie więcej niż około 5,2 wolta do tych pinów ponieważ robiąc to, omijasz ochronę bezpiecznika wieloskładnikowego. Użyłem pinów 2 dla +5v i pinu obok dla uziemienia. Ponieważ dostarczam Pi przez dwa regulowane zasilacze - najpierw 12v a potem 5.1v, byłem zadowolony z bezpośredniego podłączenia zasilania.

Obawiałem się, że metalowa obudowa zablokuje możliwość połączenia Raspberry Pi 3 z moim routerem Wi-Fi - w końcu zrobiłem dwa 2 cm otwory na bocznym panelu obok płytki Pi, w wyniku czego liczba kresek na wskaźnik Wi-Fi na Raspbian pozostał taki sam, niezależnie od tego, czy sprawa była zamknięta, czy otwarta.

Szczegóły połączenia:

Podłącz zasilanie prądem zmiennym do modułu 12v 3A AC-DC za pomocą wyłącznika zasilania. Podłącz wyjście 12 V tego modułu do modułu DC-DC 5 V 3A, który będzie zasilał Raspberry Pi (jeśli najpierw ustawisz na około 5,1 V - zmierz) oraz do mniejszego regulowanego modułu DC-DC, który będzie zasilał wentylator. Podłącz wyjście 5v modułu 5v DC-DC do styków 4 (+5v) i 6 (uziemienie) GPIO Rapsberry Pi. Podłącz wyjście mniejszego modułu DC-DC do wentylatora 12V i dostosuj jego moc tak, aby wentylator obracał się cicho. Podłącz uziemienie modułu 5v 3A DC-DC do obudowy zasilacza PC. Podłącz masę i napięcie 5 V modułu 5 V DC-DC do 3-cyfrowego wyświetlacza woltomierza na panelu przednim.

Podłącz dwa porty USB Raspberry PI do tylnych gniazd USB za pomocą dwóch męskich wtyczek USB, 4-żyłowego okablowania i dwóch gniazd USB żeńskich zamontowanych z tyłu. Podłącz jeden z portów USB Raspberry PI do przedniego gniazda USB za pomocą męskiej wtyczki USB, 4-żyłowego okablowania i jednego żeńskiego gniazda USB zamontowanego z przodu.

Podłącz dysk twardy do jednego z portów USB Raspberry PI za pomocą męskiej wtyczki USB plus i innej męskiej wtyczki mini USB.

Krok 3: Konfiguracja rozruchu dysku twardego

Nie jest dobrym pomysłem uruchamianie Pi przez dłuższy czas z karty SD - mają one ograniczony cykl zapisu (około 10 000 razy?) I dlatego postanowiłem zbadać dwa inne sposoby uruchamiania Pi:

(1) Umieszczenie partycji rozruchowej i root oraz partycji użytkownika na dysku twardym

(2) Pozostawienie małej partycji rozruchowej Dos o wielkości 50 MB na karcie SD (jest ona tylko do odczytu podczas rozruchu) i przeniesienie głównego systemu plików oraz danych użytkownika na dysk twardy.

Bardzo łatwo było uruchomić Pi z dysku twardego - skopiowałem najnowszy Raspian Stretch na kartę SD za pomocą narzędzia Win32DiskImager. Użyłem go również po raz drugi, aby skopiować ten sam obraz na dysk notebooka Toshiba 2,5 1 GB, następnie ustawiłem bezpiecznik rozruchowy Pi zgodnie z opisem w linku podanym na końcu (dodaj linijkę program_usb_boot_mode=1 do /boot/ config.txt i ponowne uruchomienie Pi), wyjął kartę SD, a następnie Pi uruchomił się z dysku twardego i przystąpił do zmiany rozmiaru partycji.

Aby włączyć tryb rozruchu USB, wykonaj następujące czynności:

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

To dodaje program_usb_boot_mode=1 na końcu /boot/config.txt. Uruchom ponownie Raspberry Pi. Sprawdź, czy OTP został zaprogramowany z:

vcgencmd otp_dump | gr 17:

Upewnij się, że wyświetlane jest wyjście 17:0x3020000a, co oznacza, że bezpiecznik OTP został pomyślnie zaprogramowany.

Możesz również dodać linię program_usb_boot_mode z config.txt edytora nano za pomocą polecenia sudo nano /boot/config.txt.

Jednak podczas wyłączania w ten sposób pojawił się problem, ponieważ musiałem dostarczyć dodatkowe zasilanie do dysku twardego przez drugie złącze USB, dysk nadal działał po wyłączeniu Pi i dlatego musiałem wyłączyć dysk twardy dysk wyłączając za pomocą wyłącznika zasilania na panelu przednim. Chciałem, aby Pi "zaparkował" dysk twardy podczas wyłączania. Jeśli usunąłem dodatkowe połączenie zasilania, Pi odmówiło uruchomienia się z dysku twardego.

W folderze rozruchowym na partycji rozruchowej Dos znajdują się dwa tekstowe pliki konfiguracyjne (config.txt i cmdline.txt), które można edytować, próbując dostarczyć dodatkowe zasilanie do dysku twardego podczas rozruchu lub poczekać dłużej na dysk, aby zacząć się kręcić.

Dodaj: rootdelay=5 i program_usb_timeout=1 i max_usb_current=1 do długiej listy w pliku /boot/config.txt. (Opcja rootdelay może być przestarzała).

Dodaj: boot_delay=32 i ponownie rootdelay=5 do linii w /boot/cmdline.txt powinno sprawić, że jądro czeka na urządzenie root przed kontynuowaniem sekwencji rozruchowej. (Dodanie rootwait zamiast rootdelay oznacza, że będzie czekać w nieskończoność).

Po wypróbowaniu wszystkich różnych kombinacji karty SD i partycji dysku twardego zdecydowałem się zachować małą partycję rozruchową DOS na karcie SD i przenieść pliki root i pliki użytkownika na dysk twardy. Procedura tego jest dość długa i jest zgodna z opisem w linku na końcu.

Zdjęcie 11 to zrzut ekranu z wynikiem df -h na moim Pi i pokazuje, że /dev/sda1 to główny system plików, /dev/sda2 zawiera moje dane użytkownika, a partycja boot pozostała na karcie SD.

Sugeruję, abyś zamiast tego najpierw spróbował uruchomić wszystko z dysku twardego, ponieważ wymaga to tylko utworzenia dwóch obrazów - jednego na karcie SD, jednego na dysku twardym, a następnie ustawienia bezpiecznika opcji rozruchu Pi. Zauważ, że Pi będzie nadal mógł uruchomić się z karty SD, jeśli bezpiecznik został ustawiony - jedyną różnicą jest to, że teraz najpierw próbuje uruchomić się z dysku USB. Jeśli nie możesz najpierw uruchomić systemu z dysku twardego, uruchom go z karty SD, podłącz i zamontuj dysk twardy, a następnie edytuj dwa pliki konfiguracyjne zgodnie z opisem na partycji rozruchowej dysku twardego i spróbuj ponownie uruchomić komputer.

Krok 4: Źródło

Jak uruchomić Raspberry Pi 3 z dysku twardego USB?

Dlaczego nie jest dobrze po prostu wyłączać dysk twardy?

Ustawienia opóźnienia rozruchu

Przenieś swój system Raspberry Pi na USB w 10 krokach

Przenieś system plików na dysk USB

Uruchom Raspberry Pi z USB

Krok 5: Zachowaj partycję rozruchową Dos na karcie SD i przenieś pliki główne i pliki użytkownika na dysk twardy

Z nową czerwcową konfiguracją Rasbian Stretch przy pierwszym uruchomieniu powoduje to komunikat o zablokowaniu dysku głównego po skopiowaniu rootfs na dysk twardy /dev/sda1

Aby temu zapobiec, wykonaj następujące czynności:

1. Utwórz kartę SD z obrazem Stretch 29 czerwca 2018 r. i uruchom Pi - powiedz ANULUJ, gdy pojawi się nowa procedura konfiguracji. Można teraz dostosować pulpit i stronę powitalną oraz dodać połączenie Wi-Fi, dodać miernik temperatury, edytor plików tekstowych do paska zadań itp. Nie podłączaj jeszcze dysku hdd.

2. Zmień config.txt sudo nano /boot/config.txt (Naciśnij Ctr-O, aby zapisać i Ctr-X, aby wyjść) dodając na dole: program_usb_timeout=1 max_usb_current=1

Jeśli używany jest przetwornik cyfrowo-analogowy, to również: Usuń sterownik wbudowanego dźwięku: Usuń linię dtparam=audio=on z /boot/config.txt, jeśli istnieje (możesz po prostu dodać # na początku) Również w /boot/config.txt i dodaj następujący wiersz: dtoverlay=hifiberry-dacplus

3. Wyłącz, podłącz dysk twardy i uruchom komputer - najlepiej jest utworzyć z przodu partycję NTFS o pojemności 100 GB, a resztę pozostawić nieprzydzieloną, korzystając z komputera z systemem Windows.

4. Utwórz partycję ext4 o pojemności 100 GB i skopiuj do niej rootfs, a następnie zmień fstab na dysku hdd i cmdline.txt na partycji rozruchowej sdcard: sudo apt-get update && sudo apt-get install rsync gdisk sudo apt-get install ntfs- 3g sudo apt-get zainstaluj exfat-fuse exfat-utils sudo gdisk /dev/sda

Wprowadź n, aby utworzyć nową partycję, i wybierz numer 1. Wybierz sektor początkowy, naciskając Return, a następnie wybierz +100G jako rozmiar. Teraz wybierz domyślny system plików („system plików Linux”), ponownie naciskając Enter.

Polecenie (? dla pomocy): n Numer partycji (1-128, domyślnie 1): 1 Pierwszy sektor (34-61489118, domyślnie = 64) lub {+-}rozmiar{KMGTP}: Ostatni sektor (64-61489118, domyślnie = 61489118) lub {+-}rozmiar{KMGTP}: +100G Bieżący typ to „Linux filesystem” Hex code lub GUID (L, aby wyświetlić kody, Enter = 8300): Zmieniono typ partycji na „Linux filesystem”.

Naciśnij w, aby napisać, aby stało się to trwałe. 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 Zmień root=**** na root=/dev/sda1

sudo nano /mnt/etc/fstab Zmień domyślne /dev/mmcblk0p2 / ext4, noatime 0 1 na /dev/sda1 / ext4 defaults, noatime 0 1 sudo reboot

5. Następnie po ponownym uruchomieniu sprawdź ponownie za pomocą df -h, czy /dev/sda1 jest teraz wymieniony jako root / Możesz następnie wykonać początkową konfigurację Raspberry Pi, która została pominięta na początku za pomocą narzędzia konfiguracyjnego Raspberry Pi z menu Ustawienia: Zmień Hasło, ustaw język, kraj Wi-Fi, klawiaturę, strefę czasową - konieczne będzie ponowne uruchomienie

6. Następnie po ponownym uruchomieniu sprawdź ponownie za pomocą df -h Następnie możesz wykonać aktualizacje: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Jeśli problem z brakującymi pakietami, spróbuj ponownie uruchomić pierwsze 2 polecenia, a także spróbuj sudo apt-get update --fix-missing lub sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Uruchom ponownie - może być konieczne ponowne dostosowanie pulpitu. Zainstaluj dodatkowe oprogramowanie (używam mc, smartctl i audacious), korzystając z menedżera oprogramowania. Dostosuj stronę główną przeglądarki i wyszukiwanie.

7. Zamknij i podłącz dysk twardy do komputera z systemem Windows. Utwórz partycję NTFS w drugiej nieprzydzielonej przestrzeni i skopiuj muzykę, filmy itp. na tę partycję NTFS

8. Podłącz dysk twardy z powrotem do Raspberry Pi i włącz go. Następnie wykonaj: sudo mkdir /mnt/data sudo chown pi:pi /mnt/data sudo nano /mnt/etc/fstab Dodaj: /dev/sda2 /mnt/data ntfs-3g rw, domyślnie 0 0

sudo mount -a sudo chown pi:pi /mnt/data df -h Sprawdź, czy sda2 wyświetla się poprawnie.

9. Jeśli używany jest DAC, utwórz nowy plik asound.conf w etc/ (nano /etc/alsa.conf z następującymi liniami:

pcm.!default { wpisz kartę sprzętową 0 }

ctl.!default { wpisz kartę sprzętową 0 }

10. Uruchom ponownie, a następnie dodaj dźwięk DSP i dźwięk analogowy do konfiguracji dźwięku w ustawieniach Raspberry Pi Upewnij się, że główny przycisk głośności na głośniku w panelu nie jest w 100% Otwórz konsolę w folderze sda2 z wideo, a następnie:

Jeśli DAC Play with omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" Na normalnym Pi z dźwiękiem BCM po prostu otwórz terminal w folderze Music i omxplayer name.mp4

Krok 6: Raspberry Pi 4 4 GB

Kupiłem Raspberry Pi 4 4GB i zastąpiłem Raspberry Pi 3 w tej samej obudowie. Temperatura utrzymuje się między 40 a 50 stopni Celsjusza nawet przy dużym obciążeniu procesora. Kupiłem również dwa różne konwertery USB 3 HDD/SSD na SATA i wymieniłem wersję USB 2 na tę do celów testowych.

Najpierw przetestowałem Raspberry Pi 4 z płytką drukowaną w obudowie Orico USB 3 i działa dobrze - aby zdjąć płytkę drukowaną odpiąć aluminiową płytkę u góry, a następnie można wyjąć płytkę drukowaną po odkręceniu dwóch małych śrubek. Kabel połączeniowy o długości 10 cm jest zapętlony pod dyskiem twardym wewnątrz obudowy zasilacza, dzięki czemu nie przeszkadza. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z:

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

Po drugie przetestowałem otwarty konwerter USB3 na SATA o długości 5 cm (patrz zdjęcie), który również działał dobrze, ale krótszy kabel był zbyt sztywny, aby wepchnąć go do wnętrza obudowy zasilacza.

Korzystanie z interfejsu USB 3 skutkowało szybszym uruchamianiem i czasem reakcji (na przykład podczas otwierania przeglądarki Chromium lub LibreOffice Writer, ale nie było to zdecydowanie szybsze. Ponadto Raspberry Pi 3 i 4 dostarczają maksymalnie 1,2 A rozłożone na wszystkie 4 Porty USB 2 i USB 3, które są mniejsze niż standard USB 3. Dlatego usunę złącze zasilania na przednim interfejsie USB i podłączę je do drugiego identycznego modułu zmiennego zasilacza 5 V. Umożliwi mi to uruchomienie innego dysku twardego z przedni interfejs USB.