Een Raspberry Pi PC-PSU desktopcomputer met harde schijf, ventilator, PSU en aan-uitschakelaar - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

September 2020: er werd een tweede Raspberry Pi gebouwd in een herbestemde pc-voedingskast. Dit maakt gebruik van een ventilator bovenop - en de opstelling van de componenten in de PC-PSU-behuizing is daarom anders. Een aangepast (voor 64x48 pixels), Adafruit SSD1306-stuurprogramma of Luma Oled voor Python zal worden gebruikt om het nummer of de video-informatie weer te geven op een klein OLED-scherm dat aan de voorkant van de behuizing is gemonteerd. Meer details op deze Github.

De i2s-audiohoed is de Wolfson WM8960 zoals besproken in twee van mijn Github-repositories. Het SSD1306-display gebruikt i2c voor communicatie en daarom is een vieraderige lintkabel voldoende om het aan te sluiten op de Raspberry Pi GPIO-connector (Pins SCL, SDA, 3V3 en GND).

Een aangepast python-stuurprogramma voor SSD1306 in zijn 64x48-pixelversie wordt gebruikt na het aanpassen van een Adafruit-bibliotheek op basis van opmerkingen van Mike Causer en Luma Oled-stuurprogramma's.

Todo: Een aanhoudende tweede regel van het display zal worden gebruikt om de Raspberry Pi 5 volt voedingsspanning weer te geven met behulp van een ATtiny85 als ADC - communicerend via i2c met de Raspberry Pi, of een MCP3002 dual channel 10-bit SPI ADC. De CPU-temperatuur van de Raspberry Pi en het toerental van de behuizingsventilator worden permanent weergegeven op de derde regel van het display. Beide lijnen staan 1 seconde op 5 aan om inbranden van de OLED te voorkomen.

Voorheen 2018 en 2019: ik werd het beu om elke keer als ik hem wilde gebruiken alle randapparatuur op mijn Raspberry Pi 3 of 4 aan te sluiten. Ik besloot dat ik een Raspberry Pi-computer wilde die permanent was aangesloten op een voeding, harde schijf of SSD voor het rootbestandssysteem en gegevens, een grote ventilator die langzaam en stil kan draaien, en een monitor en luidsprekers.

Bovendien is het geen goed idee om een Pi voor een langere periode vanaf een SD-kaart te laten draaien - deze hebben een beperkte schrijfcyclus (ongeveer 10.000 keer?) en daarom besloot ik twee andere manieren te onderzoeken om de Pi op te starten.

De foto's tonen de voltooide Pi-behuizing aangesloten op een kleine monitor, stereoluidsprekers en een draadloos combo-toetsenbord-trackpad, en Hayley Westenra die Scarborough Fair zingt met behulp van de Rasbian en omxplayer's videohardwareversnelling.

Meer recent kocht ik een Raspberry Pi 4 4GB en verving de Raspberry Pi 3 ermee in dezelfde behuizing. Zie hoofdstuk 6 voor meer informatie.

Stap 1: Onderdelenlijst

Raspberry Pi 3

AC-DC PSU 12v 3A-module

DC-DC PSU-module Ingang 5 tot 35v Uitgang 5v 3A

DC-DC PSU-module Ingang 5 tot 35v Uitgang 1A en spanning variabel (ingesteld op ongeveer 7v voor een ventilatorsnelheid van 900 tpm)

Eén AC 250v drukknopvergrendelingsschakelaar

Drie vrouwelijke USB-aansluitingen

Drie mannelijke USB-stekkers

Eén USB-ministekker

3-cijferige voltmeter blauw

Oude PSU-behuizing

Harde schijf van geschikt formaat (2,5 )

Printplaat van externe 2,5 HDD

12 volt computerventilator

Verbindingsdraad enz.

Stap 2: Constructie en aansluitingen

Een oude computer PSU-behuizing leek een handig formaat om de Pi, de voeding en een gestripte externe USB-harde schijf te huisvesten. Er was niet genoeg ruimte in de PSU-behuizing om de externe hdd met zijn behuizing te monteren - daarom opende ik hem en hield alleen de kleine printplaat aan de hdd vast. Ik voegde ook een aan / uit-schakelaar plus USB-aansluitingen aan de voor- en achterkant toe, en er was ruimte voor een grote ventilator om alles koel te houden, en ik zorgde ervoor dat er een DAC-hoed werd aangebracht als ik er een zou aanschaffen. Ik gebruikte een 12v 3A AC-DC voeding als de belangrijkste PSU, en voegde twee kleinere verstelbare 5v en 7v toe voor de ventilator, DC-DC PSU's.

Foto 1 toont alle componenten wanneer ze gedeeltelijk in de PSU-behuizing zijn gemonteerd. Ik heb vier korte USB-kabels gemaakt om de vier Raspberry Pi USB-poorten aan te sluiten op de harde schijf en de USB-connectoren op het voor- en achterpaneel.

Foto's 2 en 4 tonen de voltooide Pi-behuizing die is aangesloten op een kleine monitor, stereoluidsprekers en een draadloos combo-toetsenbord-trackpad.

Foto's 5 t/m 10 tonen de voltooide koffer vanuit verschillende hoeken.

Als je goed naar foto 10 kijkt, kun je zien dat ik twee draden (bruin en wit) rechtstreeks op de Raspberry Pi GPIO-pinnen heb aangesloten. In dit geval wordt de Pi 3 rechtstreeks gevoed via de GPIO-pinnen 2 of 4 zijn +5v, pin 6 (en andere) voor aarde - maar houd er rekening mee dat u driemaal moet controleren of u niet meer dan ongeveer 5,2 volt aan die pinnen levert omdat u hiermee de poly-fuse-beveiliging omzeilt. Ik gebruikte Pins 2 voor +5v en de pin ernaast voor Ground. Omdat ik de Pi voed via twee gereguleerde voedingen - eerst 12v en dan 5.1v, was ik tevreden met de directe voedingsverbinding.

Ik was bang dat de metalen behuizing het vermogen van de Raspberry Pi 3 om verbinding te maken met mijn wifi-router zou blokkeren - uiteindelijk maakte ik twee gaten van 2 cm in het zijpaneel naast het Pi-bord met als resultaat dat het aantal balken op de wifi-indicator op Raspbian bleef hetzelfde, of de behuizing nu gesloten of open was.

Verbindingsdetails:

Sluit de wisselstroom aan op de 12v 3A AC-DC-module via de aan/uit-schakelaar. Sluit de 12v-uitgang van deze module aan op de DC-DC 5v 3A-module die de Raspberry Pi van stroom zal voorzien (indien instelbaar eerst instellen op ongeveer 5,1 volt - meet deze) en op de kleinere DC-DC verstelbare module die de ventilator van stroom zal voorzien. Sluit de 5v-uitgang van de 5v DC-DC-module aan op de Rapsberry Pi GPIO-pinnen 4 (+5v) en pin 6 (aarde). Sluit de uitgang van de kleinere DC-DC module aan op de 12v ventilator en pas de uitgang aan zodat de ventilator stil draait. Sluit de aarde van de 5v 3A DC-DC-module aan op de pc PSU-behuizing. Sluit de aarde en 5v van de 5v DC-DC-module aan op het 3-cijferige voltmeterdisplay op het voorpaneel.

Sluit twee van de Raspberry PI USB-poorten aan op de USB-aansluitingen aan de achterkant met behulp van de twee mannelijke USB-stekkers, 4-aderige bedrading en de twee USB-vrouwelijke aansluitingen aan de achterkant. Sluit een van de Raspberry PI USB-poorten aan op de USB-aansluiting aan de voorkant met behulp van een mannelijke USB-stekker, 4-aderige bedrading en de ene vrouwelijke USB-aansluiting aan de voorkant.

Sluit de harde schijf aan op een van de Raspberry PI USB-poorten via een mannelijke USB plus en een andere mini-USB-stekker.

Stap 3: Opstartconfiguratie harde schijf

Het is geen goed idee om een Pi voor een langere periode vanaf een SD-kaart te gebruiken - deze hebben een beperkte schrijfcyclus (ongeveer 10.000 keer?) en daarom besloot ik twee andere manieren te onderzoeken om de Pi op te starten:

(1) De boot en root plus gebruikerspartitie op een harde schijf zetten

(2) De kleine Dos-opstartpartitie van 50 MB op de SD-kaart laten (deze is alleen-lezen tijdens het opstarten) en het rootbestandssysteem en de gebruikersgegevens naar een harde schijf verplaatsen.

Het was heel gemakkelijk om de Pi op te starten vanaf de harde schijf - ik kopieerde de nieuwste Raspian Stretch naar een SD-kaart met behulp van het hulpprogramma Win32DiskImager. Ik heb het ook een tweede keer gebruikt om dezelfde afbeelding te kopiëren naar een 1 GB Toshiba 2.5 notebookschijf, daarna heb ik de opstartzekering van de Pi ingesteld zoals beschreven in de link aan het einde (je voegt de regel program_usb_boot_mode=1 toe aan /boot/ config.txt, en het herstarten van de Pi), verwijderde de SD-kaart en de Pi startte vervolgens op vanaf de harde schijf en ging verder met het aanpassen van de partities.

Ga als volgt te werk om de USB-opstartmodus in te schakelen:

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

Dit voegt program_usb_boot_mode=1 toe aan het einde van /boot/config.txt. Start de Raspberry Pi opnieuw op. Controleer of de OTP is geprogrammeerd met:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Zorg ervoor dat de uitgang 17:0x3020000a wordt weergegeven, wat betekent dat de OTP-zekering met succes is geprogrammeerd.

Je kunt ook de regel program_usb_boot_mode uit config.txt de nano-editor toevoegen met de opdracht sudo nano /boot/config.txt.

Er was echter een probleem tijdens het uitschakelen om het op deze manier te doen, omdat ik via een tweede USB-connector extra stroom moest leveren aan de harde schijf, de schijf bleef draaien nadat de Pi was uitgeschakeld en ik moest daarom de harde schijf uitschakelen schijf door uit te schakelen via de aan/uit-schakelaar op het voorpaneel. Wat ik wilde, is dat de Pi de harde schijf "parkeert" tijdens het uitschakelen. Als ik de extra voedingsaansluiting verwijderde, weigerde de Pi op te starten vanaf de harde schijf.

Er zijn twee tekstconfiguratiebestanden (config.txt en cmdline.txt) in de opstartmap op de Dos-opstartpartitie die men kan bewerken in een poging om ofwel extra stroom te leveren aan de harde schijf tijdens het opstarten, of om langer te wachten op de schijf om te beginnen met draaien.

Voeg: rootdelay=5, en program_usb_timeout=1 en max_usb_current=1 toe aan de lange lijst in het bestand /boot/config.txt. (De optie rootdelay kan verouderd zijn).

Toevoegen: boot_delay=32 en nogmaals rootdelay=5 aan de regel in /boot/cmdline.txt zou de kernel moeten laten wachten op het root-apparaat voordat de opstartvolgorde wordt voortgezet. (Het toevoegen van rootwait in plaats van rootdelay betekent dat het voor onbepaalde tijd zal wachten.)

Nadat ik alle verschillende combinaties van SD-kaart en harde schijfpartities had geprobeerd, besloot ik de kleine dos-opstartpartitie op de SD-kaart te houden en de root- en gebruikersbestanden naar de harde schijf te verplaatsen. De procedure om dit te doen is vrij lang en is zoals beschreven in de link aan het einde.

Foto 11 is een screendump van het resultaat van df -h op mijn Pi, en laat zien dat /dev/sda1 het rootbestandssysteem is, /dev/sda2 mijn gebruikersgegevens heeft en de opstartpartitie op de SD-kaart is gebleven.

Ik stel voor dat je in plaats daarvan eerst alles probeert op te starten vanaf de harde schijf, aangezien dit slechts het maken van twee afbeeldingen inhoudt - één op de SD-kaart, één op de harde schijf, en dan de opstartzekering van de Pi in te stellen. Merk op dat de Pi nog steeds kan opstarten vanaf een SD-kaart als de zekering is ingesteld - het enige verschil is dat hij nu eerst probeert op te starten vanaf de USB-schijf. Als je eerst niet kunt opstarten vanaf de hdd, start dan op vanaf de SD-kaart en bevestig en koppel de hdd, bewerk vervolgens de twee configuratiebestanden zoals eerder beschreven op de hdd-opstartpartitie en probeer opnieuw op te starten.

Stap 4: Bron

Hoe u uw Raspberry Pi 3 opstart vanaf een USB-harde schijf

Waarom het niet goed is om een hdd gewoon uit te zetten

Instellingen voor opstartvertraging

Verplaats je Raspberry Pi-systeem naar USB in 10 stappen

Verplaats het bestandssysteem naar een USB-stick

Start de Raspberry Pi op vanaf USB

Stap 5: Bewaar de Dos-opstartpartitie op de SD-kaart en verplaats de root- en gebruikersbestanden naar een harde schijf

Met de nieuwe Rasbian Stretch-configuratie van juni bij de eerste startroutine veroorzaakt het een root-drive vergrendeld bericht nadat de rootfs is gekopieerd naar de hdd /dev/sda1

Om dit te voorkomen doet u het volgende:

1. Maak een SD-kaart met Stretch 29 juni 2018-afbeelding en start Pi op - zeg ANNULEREN wanneer de nieuwe installatieprocedure wordt weergegeven. Kan nu desktop en splashpage aanpassen en wifi-verbinding toevoegen, temperatuurmeter, tekstbestandseditor toevoegen aan taakbalk enz. Sluit de hdd-schijf nog niet aan.

2. Wijzig config.txt sudo nano /boot/config.txt (Druk op Ctr-O om op te slaan en op Ctr-X om af te sluiten) door onderaan toe te voegen: program_usb_timeout=1 max_usb_current=1

Als een DAC wordt gebruikt, dan ook: Verwijder de driver voor het ingebouwde geluid: Verwijder de regel dtparam=audio=on uit /boot/config.txt als deze bestaat (kan gewoon # vooraan toevoegen) Ook in /boot/config.txt en voeg de volgende regel toe: dtoverlay=hifiberry-dacplus

3. Schakel uit, sluit de hdd aan en start op - het is het beste om een 100GB NTFS-partitie vooraan te maken en de rest niet toegewezen te laten met behulp van een Windows-pc.

4. Maak een 100GB ext4-partitie en kopieer de rootfs ernaar, en verander fstab op de hdd en cmdline.txt op de sdcard-opstartpartitie: 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

Voer n in om een nieuwe partitie te maken en selecteer nummer 1. Selecteer de startsector door op Return te drukken en selecteer vervolgens +100G voor de grootte. Selecteer nu het standaard bestandssysteem ('Linux bestandssysteem') door nogmaals op Enter te drukken.

Commando (? voor hulp): n Partitienummer (1-128, standaard 1): 1 Eerste sector (34-61489118, standaard = 64) of {+-}grootte{KMGTP}: Laatste sector (64-61489118, standaard = 61489118) of {+-}grootte{KMGTP}: +100G Huidig type is 'Linux-bestandssysteem' Hex-code of GUID (L om codes weer te geven, Enter = 8300): Type partitie gewijzigd in 'Linux-bestandssysteem'.

Druk op w voor schrijven om het permanent te maken. 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 Verander root=**** in root=/dev/sda1

sudo nano /mnt/etc/fstab Wijzig /dev/mmcblk0p2 / ext4 standaardwaarden, noatime 0 1 naar /dev/sda1 / ext4 standaardwaarden, noatime 0 1 sudo reboot

5. Controleer na het opnieuw opstarten opnieuw met df -h of /dev/sda1 nu wordt vermeld als de root / U kunt dan de initiële Raspberry Pi-configuratie uitvoeren die bij de start werd overgeslagen met behulp van de Raspberry Pi-configuratietool in het menu Instellingen: Wijzigen Wachtwoord, landinstelling, WiFi-land, toetsenbord, tijdzone instellen - u moet opnieuw opstarten

6. Controleer na het opnieuw opstarten opnieuw met df -h U kunt dan updates uitvoeren: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Als er problemen zijn met ontbrekende pcakages, probeer dan de eerste 2 opdrachten opnieuw uit te voeren en probeer ook sudo apt-get update --fix-missing of sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Opnieuw opstarten - het kan zijn dat u het bureaublad dan opnieuw moet aanpassen. Installeer extra software (ik gebruik mc, smartctl en audacious) met behulp van de softwaremanager. Pas de startpagina en zoekfunctie van de browser aan.

7. Sluit de hdd af en sluit deze aan op een Windows-pc. Maak een NTFS-partitie in de tweede niet-toegewezen ruimte en kopieer muziek, video's enz. naar die NTFS-partitie

8. Sluit de hdd weer aan op de Raspberry Pi en zet hem aan. Doe dan: sudo mkdir /mnt/data sudo chown pi:pi /mnt/data sudo nano /mnt/etc/fstab Toevoegen: /dev/sda2 /mnt/data ntfs-3g rw, default 0 0

sudo mount -a sudo chown pi:pi /mnt/data df -h Controleer of sda2 correct wordt weergegeven.

9. Als een DAC wordt gebruikt, maak dan een nieuwe asound.conf aan in etc/ (nano /etc/alsa.conf met de volgende regels:

pcm.!default { type hw-kaart 0 }

ctl.!default { typ hw-kaart 0 }

10. Start opnieuw op en voeg vervolgens DSP en analoog geluid toe aan de geluidsconfiguratie in de Raspberry Pi-instelling. Zorg ervoor dat het hoofdvolume, klik op de luidspreker in het paneel, niet 100% is. Open een console in de sda2-map met de video en dan:

Als DAC Speel met omxplayer: omxplayer -o ook "File Name.mp4" Op normale Pi met BCM-audio opent u gewoon de terminal in de muziekmap en omxplayer name.mp4

Stap 6: Raspberry Pi 4 4GB

Ik kocht een Raspberry Pi 4 4GB en verving de Raspberry Pi 3 ermee in dezelfde behuizing. Zelfs onder zware CPU-belasting blijft de temperatuur tussen de 40 en 50 graden Celsius. Ik heb ook twee verschillende USB 3 HDD/SSD naar SATA-converters aangeschaft en de USB 2-versie daarmee vervangen voor testdoeleinden.

Ten eerste heb ik de Raspberry Pi 4 getest met een Orico USB 3-behuizingsprintplaat en het werkt goed - om de printplaat te verwijderen, maak je de aluminium plaat aan de bovenkant los en dan kun je de printplaat verwijderen na het losdraaien van twee kleine schroeven. Een 10 cm lange verbindingskabel wordt eenmaal onder de harde schijf in de PSU-behuizing doorgelust, waardoor deze niet in de weg zit. Raadpleeg voor meer informatie:

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

Ten tweede heb ik een 5 cm lange open USB3 naar SATA-converter getest (zie afbeelding), die ook goed werkte, maar de kortere kabel was te stijf om hem helemaal in de PSU-behuizing te forceren.

Het gebruik van een USB 3-interface resulteerde wel in snellere opstart- en responstijden (zoals bij het openen van de Chromium-browser of LibreOffice Writer, maar het was niet overweldigend sneller. Bovendien leveren de Raspberry Pi 3 en 4 maximaal 1.2A verspreid over alle 4 USB 2- en USB 3-poorten, wat minder is dan de standaard USB 3. Ik zal daarom de stroomaansluiting op de USB-interface aan de voorkant verwijderen en deze aansluiten op een tweede identieke variabele 5v-voedingsmodule. Hierdoor kan ik een andere HDD van de USB-interface aan de voorzijde.