Máy tính để bàn Raspberry Pi PC-PSU với đĩa cứng, quạt, PSU và công tắc bật-tắt: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tháng 9 năm 2020: Raspberry Pi thứ hai được đặt bên trong hộp cung cấp năng lượng cho PC được tái thiết kế, đã được chế tạo. Điều này sử dụng một quạt ở phía trên - và cách sắp xếp của các thành phần bên trong vỏ PC-PSU do đó cũng khác. Trình điều khiển Adafruit SSD1306 hoặc Luma Oled cho Python đã được sửa đổi (cho 64x48 pixel) sẽ được sử dụng để hiển thị thông tin bài hát hoặc video trên một màn hình OLED nhỏ gắn ở phía trước vỏ máy. Thêm chi tiết tại Github này.

Mũ âm thanh i2s là Wolfson WM8960 như đã thảo luận trong hai kho lưu trữ Github của tôi. Màn hình SSD1306 sử dụng i2c để giao tiếp và do đó cáp ribbon bốn dây là đủ để kết nối nó với đầu nối Raspberry Pi GPIO (Pins SCL, SDA, 3V3 và GND).

Trình điều khiển python đã sửa đổi cho SSD1306 trong phiên bản 64x48 pixel của nó được sử dụng sau khi điều chỉnh thư viện Adafruit dựa trên nhận xét từ Mike Causer và nhận xét về trình điều khiển Luma Oled.

Todo: Dòng thứ hai liên tục của màn hình sẽ được sử dụng để hiển thị điện áp cung cấp 5 volt của Raspberry Pi sử dụng ATtiny85 làm ADC - giao tiếp qua i2c với Raspberry Pi hoặc MCP3002 kênh đôi SPI ADC 10-bit. Nhiệt độ CPU Raspberry Pi và RPM của quạt thùng máy sẽ được hiển thị cố định trên dòng thứ ba của màn hình. Cả hai dòng này sẽ bật trong 1 giây trong số 5 để ngăn OLED bị cháy.

Trước đó là năm 2018 và 2019: Tôi đã cảm thấy mệt mỏi với việc kết nối tất cả các thiết bị ngoại vi với Raspberry Pi 3 hoặc 4 của mình mỗi khi tôi muốn sử dụng nó. Tôi quyết định muốn có một máy tính Raspberry Pi được kết nối vĩnh viễn với nguồn điện, đĩa cứng hoặc SSD cho hệ thống tệp gốc và dữ liệu, một quạt lớn có thể quay chậm và yên tĩnh, màn hình và loa.

Ngoài ra, không phải là ý kiến hay nếu chạy Pi trong thời gian dài từ thẻ SD - những thẻ này có chu kỳ ghi hạn chế (khoảng 10.000 lần?) Và do đó tôi quyết định tìm hiểu hai cách khác để khởi động Pi.

Các bức ảnh cho thấy vỏ Pi đã hoàn chỉnh được kết nối với một màn hình nhỏ, loa âm thanh nổi và bàn di chuột kết hợp không dây và Hayley Westenra hát Scarborough Fair bằng cách sử dụng tăng tốc phần cứng video của Rasbian và omxplayer.

Gần đây hơn, tôi đã mua Raspberry Pi 4 4GB và thay thế Raspberry Pi 3 bằng nó trong cùng một hộp đựng. Để biết thêm chi tiết, vui lòng xem Phần 6.

Bước 1: Danh sách bộ phận

Raspberry Pi 3

Mô-đun AC-DC PSU 12v 3A

Mô-đun PSU DC-DC Đầu vào 5 đến 35v Đầu ra 5v 3A

Mô-đun PSU DC-DC Đầu vào 5 đến 35v Đầu ra 1A và biến điện áp (được đặt thành khoảng 7v cho tốc độ quạt 900 vòng / phút)

Một công tắc chốt nút nhấn AC 250v

Ba ổ cắm USB cái

Ba phích cắm USB đực

Một đầu cắm USB mini đực

Vôn kế 3 chữ số Màu xanh lam

Vỏ PSU cũ

Ổ đĩa cứng có kích thước phù hợp (2,5 )

Bảng mạch từ ổ cứng 2.5 gắn ngoài

Quạt máy tính 12 volt

Dây kết nối v.v.

Bước 2: Xây dựng và kết nối

Một hộp PSU máy tính cũ có vẻ là một kích thước thuận tiện để chứa Pi, bộ cấp nguồn và một ổ cứng USB bên ngoài được tước bỏ. Không có đủ không gian trong hộp PSU để gắn hdd bên ngoài với vỏ của nó - do đó tôi đã mở nó và chỉ giữ bảng mạch nhỏ gắn vào hdd. Tôi cũng đã thêm một công tắc nguồn cộng với ổ cắm USB ở mặt trước và mặt sau, và nó có không gian cho một quạt lớn để giữ cho mọi thứ luôn mát mẻ và tôi đã cung cấp một chiếc mũ DAC nếu tôi mua một chiếc. Tôi đã sử dụng nguồn điện AC-DC 12v 3A làm PSU chính và thêm hai nguồn 5v và 7v có thể điều chỉnh nhỏ hơn cho quạt, DC-DC PSU.

Ảnh 1 cho thấy tất cả các thành phần khi được lắp ráp một phần trong hộp PSU. Tôi đã tạo bốn cáp USB ngắn để kết nối bốn cổng USB Raspberry Pi với đĩa cứng và các đầu nối USB mặt trước và mặt sau.

Ảnh 2 và 4 cho thấy vỏ Pi đã hoàn thiện được kết nối với một màn hình nhỏ, loa âm thanh nổi và một track pad trên bàn phím kết hợp không dây.

Ảnh 5 đến 10 cho thấy trường hợp đã hoàn thành từ nhiều góc độ khác nhau.

Nếu bạn nhìn vào Ảnh 10 một cách cẩn thận, bạn có thể thấy rằng tôi đã kết nối trực tiếp hai dây (nâu và trắng) vào các chân GPIO của mâm xôi Pi. Trong trường hợp này, Pi 3 được cấp nguồn trực tiếp qua các chân GPIO 2 hoặc 4 là + 5v, chân 6 (và các chân khác) đối với mặt đất - nhưng lưu ý rằng bạn phải kiểm tra ba lần để đảm bảo rằng bạn đang cấp không quá khoảng 5,2 volt cho các chân đó như khi làm điều này, bạn đang bỏ qua bảo vệ nhiều cầu chì. Tôi đã sử dụng Ghim 2 cho + 5v và chân bên cạnh nó cho Nối đất. Vì tôi đang cung cấp Pi thông qua hai nguồn điện được điều chỉnh - đầu tiên là 12v và sau đó là 5.1v, tôi hài lòng với kết nối nguồn cung cấp trực tiếp.

Tôi đã lo lắng rằng vỏ kim loại sẽ chặn khả năng kết nối của Raspberry Pi 3 với bộ định tuyến Wi-Fi của tôi - cuối cùng tôi đã tạo hai lỗ 2 cm trên bảng điều khiển bên cạnh bảng Pi với kết quả là số thanh trên chỉ báo Wi-Fi trên Raspbian vẫn giữ nguyên cho dù trường hợp đóng hay mở.

Chi tiết kết nối:

Kết nối nguồn AC với Mô-đun AC-DC 12v 3A thông qua Công tắc nguồn. Kết nối đầu ra 12v của mô-đun này với mô-đun DC-DC 5v 3A sẽ cấp nguồn cho Raspberry Pi (nếu điều chỉnh đầu tiên được đặt thành khoảng 5,1 volt - đo nó) và với mô-đun điều chỉnh DC-DC nhỏ hơn sẽ cấp nguồn cho quạt. Kết nối đầu ra 5v của mô-đun DC-DC 5v với Chân GPIO Rapsberry Pi 4 (+ 5v) và Chân 6 (Đất). Kết nối đầu ra của mô-đun DC-DC nhỏ hơn với quạt 12v và điều chỉnh đầu ra của nó để quạt quay yên lặng. Nối đất của mô-đun DC-DC 5v 3A với vỏ PC PSU. Kết nối đất và 5v của mô-đun DC-DC 5v với màn hình vôn kế 3 chữ số trên bảng điều khiển phía trước.

Kết nối hai trong số các cổng USB Raspberry PI với ổ cắm USB phía sau bằng cách sử dụng hai phích cắm USB đực, dây 4 lõi và hai ổ cắm USB Female được gắn ở phía sau. Kết nối một trong các cổng USB Raspberry PI với ổ cắm USB phía trước bằng phích cắm USB đực, dây 4 lõi và một ổ cắm USB Female được gắn ở mặt trước.

Kết nối đĩa cứng với một trong các cổng USB Raspberry PI thông qua một cổng USB đực và một đầu cắm USB mini khác.

Bước 3: Thiết lập khởi động ổ cứng

Không phải là ý kiến hay nếu chạy Pi trong một thời gian dài từ thẻ SD - những thẻ này có chu kỳ ghi hạn chế (khoảng 10.000 lần?) Và do đó tôi quyết định Điều tra hai cách khác để khởi động Pi:

(1) Đặt phân vùng khởi động và gốc cộng với người dùng trên đĩa cứng

(2) Để phân vùng khởi động Dos nhỏ 50 MB trên thẻ SD (đây là phân vùng chỉ đọc trong khi khởi động) và di chuyển hệ thống tệp gốc và dữ liệu người dùng sang đĩa cứng.

Rất dễ dàng để Pi khởi động từ đĩa cứng - tôi đã sao chép Raspian Stretch mới nhất vào thẻ SD bằng tiện ích Win32DiskImager. Tôi cũng đã sử dụng nó lần thứ hai để sao chép cùng một hình ảnh vào một ổ đĩa máy tính xách tay Toshiba 2,5 1 GB, sau đó tôi đặt cầu chì khởi động của Pi như được mô tả trong liên kết ở cuối (bạn thêm dòng program_usb_boot_mode = 1 vào / boot / config.txt và khởi động lại Pi), tháo thẻ SD và Pi sau đó khởi động từ đĩa cứng và tiến hành thay đổi kích thước các phân vùng của nó.

Để bật chế độ khởi động USB, hãy làm như sau:

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

Điều này thêm chương trình_usb_boot_mode = 1 vào cuối /boot/config.txt. Khởi động lại Raspberry Pi. Kiểm tra xem OTP đã được lập trình với:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Đảm bảo đầu ra 17: 0x3020000a được hiển thị có nghĩa là cầu chì OTP đã được lập trình thành công.

Bạn cũng có thể thêm dòng program_usb_boot_mode từ config.txt trình soạn thảo nano bằng cách sử dụng lệnh sudo nano /boot/config.txt.

Tuy nhiên, có một vấn đề trong quá trình tắt làm theo cách này, vì tôi phải cung cấp thêm năng lượng cho đĩa cứng thông qua đầu nối USB thứ hai, đĩa tiếp tục chạy sau khi Pi tắt và do đó tôi phải tắt ổ cứng. bằng cách tắt qua công tắc nguồn trên bảng điều khiển phía trước. Những gì tôi muốn là cho Pi "đậu" đĩa cứng trong quá trình tắt. Nếu tôi tháo kết nối nguồn điện bổ sung, Pi sẽ từ chối khởi động từ đĩa cứng.

Có hai tệp cấu hình văn bản (config.txt và cmdline.txt), trong thư mục khởi động trên phân vùng khởi động Dos mà người ta có thể chỉnh sửa nhằm cung cấp thêm năng lượng cho đĩa cứng trong khi khởi động hoặc đợi lâu hơn cho đĩa để bắt đầu quay.

Thêm: rootdelay = 5, và program_usb_timeout = 1 và max_usb_current = 1 vào danh sách dài trong tệp /boot/config.txt. (Tùy chọn rootdelay có thể không được dùng nữa).

Thêm: boot_delay = 32 và một lần nữa rootdelay = 5 vào dòng trong /boot/cmdline.txt sẽ khiến hạt nhân đợi thiết bị gốc trước khi tiếp tục trình tự khởi động. (Thêm rootwait thay vì rootdelay sẽ có nghĩa là nó sẽ chờ vô thời hạn.)

Sau khi thử tất cả các kết hợp khác nhau giữa thẻ SD và phân vùng đĩa cứng, tôi quyết định giữ phân vùng khởi động dos nhỏ trên Thẻ SD và di chuyển tệp gốc và tệp người dùng sang đĩa cứng. Quy trình để thực hiện việc này khá dài và được mô tả trong liên kết ở cuối.

Ảnh 11 là màn hình hiển thị kết quả của df -h trên Pi của tôi và cho thấy rằng / dev / sda1 là hệ thống tệp gốc, / dev / sda2 có dữ liệu người dùng của tôi và phân vùng khởi động vẫn còn trên Thẻ SD.

Tôi khuyên bạn nên thay vào đó, trước tiên hãy thử khởi động mọi thứ từ đĩa cứng vì điều này chỉ liên quan đến việc tạo hai hình ảnh - một trên Thẻ SD, một trên đĩa cứng, sau đó đặt cầu chì tùy chọn khởi động của Pi. Lưu ý rằng Pi sẽ vẫn có thể khởi động từ thẻ SD nếu cầu chì đã được đặt - sự khác biệt duy nhất là bây giờ nó sẽ cố gắng khởi động từ ổ đĩa USB trước tiên. Nếu lúc đầu bạn không thể khởi động từ hdd thì hãy khởi động từ thẻ SD và đính kèm và gắn kết hdd, sau đó chỉnh sửa hai tệp cấu hình như đã mô tả trước đó trên phân vùng khởi động hdd và thử khởi động lại.

Bước 4: Nguồn

Cách khởi động Raspberry Pi 3 của bạn từ đĩa cứng USB

Tại sao chỉ tắt hdd là không tốt

Cài đặt độ trễ khởi động

Di chuyển hệ thống Raspberry Pi của bạn sang USB trong 10 bước

Di chuyển hệ thống tệp sang Ổ USB

Khởi động Raspberry Pi từ USB

Bước 5: Giữ phân vùng khởi động Dos trên thẻ SD và di chuyển tệp gốc và tệp người dùng sang đĩa cứng

Với thiết lập Rasbian Stretch mới vào tháng 6 ở quy trình khởi động đầu tiên, nó gây ra thông báo bị khóa ổ đĩa gốc sau khi rootfs đã được sao chép sang hdd / dev / sda1

Để ngăn chặn điều này, hãy làm như sau:

1. Tạo thẻ sd với hình ảnh Stretch 29/6/2018 và khởi động Pi - nói HỦY khi quy trình thiết lập mới hiển thị. Bây giờ có thể tùy chỉnh máy tính để bàn và trang web, và thêm kết nối wifi, thêm đồng hồ đo nhiệt độ, trình chỉnh sửa tệp văn bản vào thanh tác vụ, v.v. Không đính kèm ổ đĩa hdd.

2. Thay đổi config.txt sudo nano /boot/config.txt (Nhấn Ctr-O để lưu và Ctr-X để thoát) bằng cách thêm ở cuối: program_usb_timeout = 1 max_usb_current = 1

Nếu sử dụng DAC thì cũng phải: Xóa trình điều khiển cho âm thanh tích hợp: Xóa dòng dtparam = audio = on khỏi /boot/config.txt nếu nó tồn tại (chỉ có thể thêm # ở phía trước) Cũng trong /boot/config.txt và thêm dòng sau: dtoverlay = hifiberry-dacplus

3. Tắt, cắm hdd và khởi động - tốt nhất là tạo một phân vùng NTFS 100GB ở phía trước và để phần còn lại không được phân bổ bằng cách sử dụng Windows PC.

4. Tạo một phân vùng ext4 100GB và sao chép rootfs vào đó, và thay đổi fstab trên hdd và cmdline.txt trên phân vùng khởi động 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

Nhập n để tạo một phân vùng mới và chọn số 1. Chọn khu vực bắt đầu bằng cách nhấn Return, sau đó chọn + 100G cho kích thước. Bây giờ chọn hệ thống tệp mặc định ('Hệ thống tệp Linux') bằng cách nhấn Enter một lần nữa.

Lệnh (? 61489118) hoặc {+ -} size {KMGTP}: + 100G Loại hiện tại là 'Hệ thống tệp Linux' Mã Hex hoặc GUID (L để hiển thị mã, Enter = 8300): Đã thay đổi loại phân vùng thành 'Hệ thống tệp Linux'.

Nhấn w để ghi để làm cho nó tồn tại vĩnh viễn. 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 Thay đổi root = **** thành root = / dev / sda1

sudo nano / mnt / etc / fstab Thay đổi mặc định / dev / mmcblk0p2 / ext4, mặc định noatime 0 1 thành / dev / sda1 / ext4, noatime 0 1 sudo khởi động lại

5. Sau đó, sau khi khởi động lại, hãy kiểm tra lại bằng df -h nếu / dev / sda1 hiện được liệt kê là root / Sau đó, bạn có thể thực hiện thiết lập Raspberry Pi ban đầu đã bị bỏ qua lúc bắt đầu bằng Công cụ cấu hình Raspberry Pi từ Menu Cài đặt: Thay đổi Mật khẩu, đặt Ngôn ngữ, quốc gia WiFi, Bàn phím, Múi giờ - bạn sẽ cần khởi động lại

6. Sau đó, sau khi khởi động lại, hãy kiểm tra lại bằng df -h Sau đó bạn có thể cập nhật: sudo apt-get update sudo apt-get lift -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Nếu sự cố với thiếu trang, hãy thử chạy lại 2 lệnh đầu tiên và cũng thử sudo apt-get update --fix-thiếu hoặc sudo apt-get dist-upgrade --fix-thiếu

Khởi động lại - sau đó bạn có thể phải tùy chỉnh lại màn hình. Cài đặt phần mềm bổ sung (tôi sử dụng mc, smartctl và audacious) bằng trình quản lý phần mềm. Tùy chỉnh trang chủ trình duyệt và tìm kiếm.

7. Tắt và cắm hdd vào máy tính chạy windows. Tạo một phân vùng NTFS trong không gian chưa được phân bổ thứ hai và sao chép nhạc, video, v.v. vào phân vùng NTFS đó

8. Cắm lại hdd vào Raspberry Pi và bật nó lên. Sau đó thực hiện: sudo mkdir / mnt / data sudo chown pi: pi / mnt / data sudo nano / mnt / etc / fstab Thêm: / dev / sda2 / mnt / data ntfs-3g rw, mặc định 0 0

sudo mount -a sudo chown pi: pi / mnt / data df -h Kiểm tra xem sda2 có hiển thị chính xác không.

9. Nếu DAC được sử dụng, hãy tạo asound.conf mới trong etc / (nano /etc/alsa.conf với các dòng sau:

pcm.! default {gõ thẻ hw 0}

ctl.! default {gõ thẻ hw 0}

10. Khởi động lại sau đó thêm DSP và âm thanh tương tự vào cấu hình âm thanh trong cài đặt Raspberry Pi Đảm bảo rằng âm lượng chính nhấp vào loa trong bảng điều khiển không phải là 100% Mở bảng điều khiển trong thư mục sda2 với video sau đó:

Nếu DAC Chơi với omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" Trên Pi bình thường với âm thanh BCM, chỉ cần mở terminal trong thư mục Music và omxplayer name.mp4

Bước 6: Raspberry Pi 4 4GB

Tôi đã mua một Raspberry Pi 4 4GB và thay thế Raspberry Pi 3 bằng nó trong cùng một hộp đựng. Nhiệt độ duy trì từ 40 đến 50 độ C ngay cả trong điều kiện tải nặng của CPU. Tôi cũng đã mua hai bộ chuyển đổi USB 3 HDD / SSD sang SATA khác nhau và thay thế phiên bản USB 2 bằng bộ chuyển đổi đó cho mục đích thử nghiệm.

Trước tiên, tôi đã thử nghiệm Raspberry Pi 4 với bảng mạch bao quanh Orico USB 3 và nó hoạt động tốt - để tháo bảng mạch, hãy tháo tấm nhôm ở trên cùng và sau đó bạn có thể tháo bảng mạch sau khi tháo hai vít nhỏ. Một cáp kết nối dài 10 cm được vòng một lần bên dưới đĩa cứng bên trong hộp PSU để giữ cho nó không bị kẹt. Để biết thêm chi tiết, vui lòng tham khảo:

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

Thứ hai, tôi đã thử nghiệm một bộ chuyển đổi USB3 sang SATA dài 5 cm (vui lòng xem hình ảnh), nó cũng hoạt động tốt nhưng cáp ngắn hơn quá cứng để buộc nó vào bên trong vỏ PSU.

Sử dụng giao diện USB 3 dẫn đến thời gian khởi động và phản hồi nhanh hơn (chẳng hạn như khi mở trình duyệt Chromium hoặc LibreOffice Writer, nhưng nó không nhanh hơn quá nhiều. Ngoài ra, Raspberry Pi 3 và 4 cung cấp tối đa 1,2A trải rộng trên cả 4 Cổng USB 2 và USB 3, ít hơn so với tiêu chuẩn USB 3. Do đó, tôi sẽ loại bỏ kết nối Nguồn trên giao diện USB phía trước và kết nối nó với mô-đun cấp nguồn 5v giống hệt nhau thứ hai. Điều này sẽ cho phép tôi chạy một ổ cứng HDD khác từ giao diện USB phía trước.