جهاز كمبيوتر سطح المكتب Raspberry Pi PC-PSU مع قرص صلب ومروحة و PSU ومفتاح تشغيل وإيقاف: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

سبتمبر 2020: تم بناء Raspberry Pi ثان داخل علبة إمداد طاقة للكمبيوتر الشخصي تم إعادة تصميمها. يستخدم هذا مروحة في الأعلى - وبالتالي يختلف ترتيب المكونات داخل علبة PC-PSU. سيتم استخدام نسخة معدلة (64 × 48 بكسل) ، برنامج تشغيل Adafruit SSD1306 أو Luma Oled for Python لعرض معلومات الأغنية أو الفيديو على شاشة OLED صغيرة مثبتة في مقدمة العلبة. مزيد من التفاصيل في هذا جيثب.

قبعة الصوت i2s هي Wolfson WM8960 كما تمت مناقشته في مستودعات Github الخاصة بي. تستخدم شاشة SSD1306 i2c للاتصال ، وبالتالي فإن كبل الشريط ذي الأربعة أسلاك كافٍ لتوصيله بموصل Raspberry Pi GPIO (Pins SCL و SDA و 3V3 و GND).

يتم استخدام برنامج تشغيل بيثون معدل لـ SSD1306 في إصدار 64 × 48 بكسل بعد تكييف مكتبة Adafruit بناءً على تعليقات مايك كوزر ولوما أولد.

Todo: سيتم استخدام السطر الثاني المستمر من الشاشة لإظهار جهد إمداد Raspberry Pi 5 فولت باستخدام إما ATtiny85 مثل ADC - التواصل عبر i2c مع Raspberry Pi ، أو MCP3002 ثنائي القناة 10 بت SPI ADC. سيتم عرض درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية Raspberry Pi ومروحة الهيكل RPM بشكل دائم على السطر الثالث من الشاشة. سيتم تشغيل كلا الخطين لمدة ثانية واحدة من أصل 5 لمنع احتراق OLED.

سابقًا 2018 و 2019: لقد سئمت من توصيل جميع الأجهزة الطرفية بـ Raspberry Pi 3 أو 4 في كل مرة كنت أرغب في استخدامها. قررت أنني أرغب في توصيل جهاز كمبيوتر Raspberry Pi بشكل دائم بمصدر طاقة أو قرص صلب أو SSD لنظام ملفات الجذر والبيانات ، ومروحة كبيرة يمكن أن تدور ببطء وبهدوء ، وشاشة ومكبرات صوت.

بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الجيد تشغيل Pi لفترة ممتدة من بطاقة SD - فهذه دورة كتابة محدودة (حوالي 10000 مرة؟) ولذلك قررت أن أبحث في طريقتين أخريين لتشغيل Pi.

تُظهر الصور حالة Pi المكتملة متصلة بشاشة صغيرة ومكبرات صوت استريو ولوحة تتبع لوحة مفاتيح لاسلكية ، وغناء Hayley Westenra في Scarborough Fair باستخدام Rasbian و omxplayer لتسريع أجهزة الفيديو.

حصلت مؤخرًا على Raspberry Pi 4 4GB واستبدلت Raspberry Pi 3 به في نفس العلبة. لمزيد من التفاصيل ، يرجى الاطلاع على القسم 6.

الخطوة 1: قائمة الأجزاء

Raspberry Pi 3

وحدة AC-DC PSU 12v 3A

DC-DC PSU module Input 5 to 35v Output 5v 3A

وحدة PSU DC-DC الإدخال 5 إلى 35 فولت الإخراج 1A ومتغير الجهد (ضبط على حوالي 7 فولت لسرعة مروحة تبلغ 900 دورة في الدقيقة)

مفتاح إغلاق واحد AC 250 فولت

ثلاثة مآخذ USB أنثى

ثلاثة مقابس ذكر USB

قابس ذكر USB صغير واحد

3 أرقام الفولتميتر الأزرق

حالة PSU القديمة

محرك أقراص صلبة بحجم مناسب (2.5 بوصة)

لوحة دوائر كهربائية من محرك أقراص صلبة خارجي مقاس 2.5 بوصة

مروحة كمبيوتر 12 فولت

سلك التوصيل إلخ.

الخطوة الثانية: البناء والتوصيلات

يبدو أن علبة PSU القديمة للكمبيوتر ذات حجم مناسب لإيواء Pi ، ومصدر الطاقة الخاص بها ، وقرص USB خارجي مجرد. لم تكن هناك مساحة كافية في علبة PSU لتركيب محرك الأقراص الصلبة الخارجي بحالته - لذلك فتحته واحتفظت فقط بلوحة الدائرة الصغيرة المتصلة بالقرص الصلب. أضفت أيضًا مفتاح طاقة بالإضافة إلى مآخذ USB في الأمام والخلف ، وكان بها مساحة لمروحة كبيرة للحفاظ على برودة كل شيء ، وقمت بتوفير قبعة DAC ليتم تركيبها إذا حصلت على واحدة. لقد استخدمت مصدر طاقة 12v 3A AC-DC كوحدة PSU رئيسية ، وأضفت مصدرين أصغر قابلين للتعديل 5 فولت و 7 فولت للمروحة ، DC-DC PSU.

تُظهر الصورة 1 جميع المكونات عند تجميعها جزئيًا في علبة PSU. لقد صنعت أربعة كبلات USB قصيرة لتوصيل منافذ Raspberry Pi USB الأربعة بالقرص الصلب وموصلات USB باللوحة الأمامية والخلفية.

تُظهر الصورتان 2 و 4 حالة Pi المكتملة المتصلة بشاشة صغيرة ومكبرات صوت استريو ولوحة تتبع لوحة مفاتيح لاسلكية مجمعة.

تُظهر الصور من 5 إلى 10 الحالة المكتملة من زوايا مختلفة.

إذا نظرت إلى الصورة 10 بعناية ، يمكنك أن ترى أنني قمت بتوصيل سلكين (بني وأبيض) مباشرة بدبابيس Raspberry Pi GPIO. في هذه الحالة ، يتم تشغيل Pi 3 مباشرة عبر دبابيس GPIO 2 أو 4 هي + 5 فولت ، والدبوس 6 (وغيرها) للأرض - لكن لاحظ أنه يجب عليك التحقق ثلاث مرات من أنك لا تزود هذه المسامير بأكثر من 5.2 فولت من خلال القيام بذلك ، فإنك تتجاوز حماية الصمامات المتعددة. لقد استخدمت Pins 2 لـ + 5v والدبوس المجاور له للأرض. نظرًا لأنني أقوم بتزويد Pi من خلال مصدري طاقة منظمين - الأول 12 فولت ثم 5.1 فولت ، فقد كنت راضيًا عن اتصال الإمداد المباشر.

كنت قلقًا من أن العلبة المعدنية ستمنع قدرة Raspberry Pi 3 على الاتصال بجهاز توجيه Wi-Fi الخاص بي - في النهاية قمت بعمل فتحتين بحجم 2 سم على اللوحة الجانبية بجوار لوحة Pi مما أدى إلى تشغيل عدد الأشرطة ظل مؤشر Wi-Fi على Raspbian كما هو سواء تم إغلاق العلبة أو فتحها.

تفاصيل الاتصال:

قم بتوصيل طاقة التيار المتردد بوحدة 12v 3A AC-DC من خلال مفتاح الطاقة. قم بتوصيل خرج 12 فولت من هذه الوحدة بوحدة DC-DC 5v 3A التي ستعمل على تشغيل Raspberry Pi (إذا تم ضبطه أولاً على حوالي 5.1 فولت - قم بقياسه) وإلى الوحدة الأصغر القابلة للتعديل DC-DC والتي ستعمل على تشغيل المروحة. قم بتوصيل مخرج 5 فولت لوحدة 5 فولت DC-DC بوحدة Rapsberry Pi GPIO Pins 4 (+ 5v) و Pin 6 (أرضي). قم بتوصيل خرج وحدة DC-DC الأصغر بمروحة 12 فولت واضبط خرجها بحيث تدور المروحة بصمت. قم بتوصيل أرضي وحدة 5v 3A DC-DC بعلبة PSU للكمبيوتر الشخصي. قم بتوصيل الأرض و 5 فولت لوحدة 5 فولت DC-DC بشاشة عرض الفولتميتر المكون من 3 أرقام على اللوحة الأمامية.

قم بتوصيل اثنين من منافذ Raspberry PI USB بمآخذ USB الخلفية باستخدام مقابس USB من الذكور و 4 أسلاك أساسية ومقبسي USB أنثى مثبتين في الخلف. قم بتوصيل أحد منافذ Raspberry PI USB بمقبس USB الأمامي باستخدام قابس USB ذكر و 4 أسلاك أساسية ومقبس USB أنثى واحد مثبت في المقدمة.

قم بتوصيل القرص الصلب بأحد منافذ Raspberry PI USB عبر ذكر USB بالإضافة إلى قابس ذكر صغير USB آخر.

الخطوة 3: إعداد تمهيد القرص الصلب

ليس من الجيد تشغيل Pi لفترة ممتدة من بطاقة SD - فهذه دورة كتابة محدودة (حوالي 10000 مرة؟) ولذلك قررت البحث في طريقتين أخريين لتشغيل Pi:

(1) وضع قسم المستخدم boot and root plus على القرص الصلب

(2) ترك قسم التمهيد Dos الصغير بسعة 50 ميجابايت على بطاقة SD (للقراءة فقط أثناء التمهيد) ، ونقل نظام الملفات الجذر وبيانات المستخدم إلى قرص ثابت.

كان من السهل جدًا تشغيل Pi من القرص الصلب - لقد قمت بنسخ أحدث Raspian Stretch إلى بطاقة SD باستخدام الأداة المساعدة Win32DiskImager. لقد استخدمتها أيضًا للمرة الثانية لنسخ نفس الصورة إلى محرك أقراص محمول Toshiba 2.5 بوصة سعة 1 جيجا بايت ، ثم قمت بتعيين فتيل التمهيد Pi كما هو موضح في الرابط الوارد في النهاية (يمكنك إضافة سطر program_usb_boot_mode = 1 إلى / boot / config.txt ، وإعادة تشغيل Pi) ، أزال بطاقة SD ، ثم قام Pi بالتمهيد من القرص الصلب وشرع في تغيير حجم أقسامه.

لتمكين وضع تمهيد USB ، قم بما يلي:

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

يؤدي هذا إلى إضافة program_usb_boot_mode = 1 إلى نهاية /boot/config.txt. أعد تشغيل Raspberry Pi. تأكد من برمجة كلمة المرور لمرة واحدة مع:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

تأكد من ظهور الناتج 17: 0x3020000a مما يعني أن فتيل OTP تمت برمجته بنجاح.

يمكنك أيضًا إضافة سطر program_usb_boot_mode من config.txt في محرر النانو باستخدام الأمر sudo nano /boot/config.txt.

ومع ذلك ، كانت هناك مشكلة أثناء إيقاف التشغيل بهذه الطريقة ، لأنني اضطررت إلى توفير طاقة إضافية للقرص الصلب عبر موصل USB ثانٍ ، واستمر القرص في العمل بعد إيقاف تشغيل Pi ، وبالتالي اضطررت إلى إيقاف تشغيل القرص الصلب. القرص عن طريق الإغلاق عن طريق مفتاح الطاقة على اللوحة الأمامية. ما أردته هو أن يقوم Pi "بإيقاف" القرص الصلب أثناء إيقاف التشغيل. إذا قمت بإزالة اتصال مزود الطاقة الإضافي ، فإن Pi رفض التمهيد من القرص الثابت.

يوجد ملفان لتكوين النص (config.txt و cmdline.txt) ، في مجلد التمهيد بقسم التمهيد Dos الذي يمكن تحريره في محاولة لتوفير طاقة إضافية للقرص الثابت أثناء التمهيد ، أو الانتظار لفترة أطول حتى القرص لبدء الدوران.

أضف: rootdelay = 5 ، و program_usb_timeout = 1 و max_usb_current = 1 إلى القائمة الطويلة في الملف /boot/config.txt. (قد يتم إهمال خيار rootdelay).

أضف: boot_delay = 32 ومرة أخرى rootdelay = 5 إلى السطر في /boot/cmdline.txt يجب أن تجعل kernel تنتظر الجهاز الجذر قبل متابعة تسلسل التمهيد. (ستؤدي إضافة rootwait بدلاً من rootdelay إلى الانتظار إلى أجل غير مسمى.)

بعد تجربة جميع التركيبات المختلفة لبطاقة SD وأقسام القرص الصلب ، استقرت على الاحتفاظ بقسم التمهيد الصغير على بطاقة SD ونقل ملفات الجذر والمستخدم إلى القرص الصلب. إجراء القيام بذلك طويل إلى حد ما وكما هو موضح في الرابط في النهاية.

الصورة 11 عبارة عن screendump لنتيجة df -h على Pi الخاص بي ، وتوضح أن / dev / sda1 هو نظام الملفات الجذر ، و / dev / sda2 به بيانات المستخدم الخاصة بي ، وبقي قسم التمهيد على بطاقة SD.

أقترح أن تحاول بدلاً من ذلك أولاً تشغيل كل شيء من القرص الصلب لأن هذا يتضمن فقط عمل صورتين - واحدة على بطاقة SD ، وواحدة على القرص الصلب ، ثم ضبط فتيل خيار التمهيد Pi. لاحظ أن Pi ستظل قادرة على التمهيد من بطاقة SD إذا تم ضبط المصهر - والفرق الوحيد هو أنه يحاول الآن التمهيد من محرك أقراص USB. إذا لم تتمكن من التمهيد في البداية من محرك الأقراص الثابتة ، فقم بالتمهيد من بطاقة SD وإرفاق محرك الأقراص الثابتة وتثبيته ، ثم قم بتحرير ملفي التكوين كما هو موضح سابقًا في قسم تمهيد محرك الأقراص الثابتة وحاول التمهيد مرة أخرى.

الخطوة 4: المصدر

كيفية تمهيد Raspberry Pi 3 من قرص صلب USB

لماذا ليس من الجيد فقط إيقاف تشغيل محرك الأقراص الصلبة

إعدادات تأخير التمهيد

انقل نظام Raspberry Pi الخاص بك إلى USB في 10 خطوات

انقل نظام الملفات إلى محرك أقراص USB

قم بتشغيل Raspberry Pi من USB

الخطوة 5: احتفظ بقسم التمهيد Dos على بطاقة SD وانقل ملفات الجذر والمستخدم إلى القرص الصلب

مع إعداد يونيو Rasbian Stretch الجديد في روتين البدء الأول ، فإنه يتسبب في ظهور رسالة مؤمنة لمحرك أقراص الجذر بعد نسخ ملفات rootf إلى محرك الأقراص الصلبة / ديف / sda1

لمنع ذلك ، قم بما يلي:

1. اصنع بطاقة sd مع Stretch June 29 2018 image and boot Pi - قل CANCEL عندما يظهر إجراء الإعداد الجديد. يمكن الآن تخصيص سطح المكتب وصفحة البداية وإضافة اتصال wifi وإضافة مقياس درجة الحرارة ومحرر ملف نصي إلى شريط المهام وما إلى ذلك. لا تقم بتوصيل محرك الأقراص الصلبة حتى الآن.

2. قم بتغيير config.txt sudo nano /boot/config.txt (اضغط على Ctr-O للحفظ و Ctr-X للخروج) عن طريق الإضافة في الأسفل: program_usb_timeout = 1 max_usb_current = 1

إذا تم استخدام DAC ، فحينئذٍ أيضًا: قم بإزالة برنامج تشغيل الصوت الموجود على اللوحة: قم بإزالة السطر dtparam = audio = on من /boot/config.txt إذا كان موجودًا (يمكنك فقط إضافة # في المقدمة) أيضًا في /boot/config.txt وأضف السطر التالي: dtoverlay = hifiberry-dacplus

3. قم بإيقاف التشغيل وتوصيل محرك الأقراص الثابتة والتمهيد - من الأفضل إنشاء قسم NTFS بسعة 100 جيجابايت في المقدمة وترك الباقي غير مخصص باستخدام كمبيوتر يعمل بنظام Windows.

4. قم بإنشاء قسم ext4 بسعة 100 جيجابايت وانسخ ملفات rootfs إليه ، وقم بتغيير fstab على القرص الصلب و cmdline.txt على قسم التمهيد 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

أدخل n لإنشاء قسم جديد ، وحدد الرقم 1. حدد قطاع البداية بالضغط على Return ، ثم حدد + 100G للحجم. الآن حدد نظام الملفات الافتراضي ('Linux filesystem') بالضغط على Enter مرة أخرى.

الأمر (؟ للمساعدة): n رقم القسم (1-128 ، الافتراضي 1): 1 قطاع أول (34-61489118 ، افتراضي = 64) أو {+ -} الحجم {KMGTP}: القطاع الأخير (64-61489118 ، افتراضي = 61489118) أو {+ -} الحجم {KMGTP}: + 100G النوع الحالي هو "نظام ملفات Linux" كود Hex أو GUID (L لإظهار الرموز ، أدخل = 8300): تم تغيير نوع القسم إلى "نظام ملفات Linux".

اضغط على w للكتابة لجعلها دائمة. 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 غيّر root = **** إلى root = / dev / sda1

sudo nano / mnt / etc / fstab Change / dev / mmcblk0p2 / ext4 الافتراضيات ، noatime 0 1 to / dev / sda1 / ext4 الافتراضي ، noatime 0 1 sudo reboot

5. ثم بعد إعادة التشغيل ، تحقق مرة أخرى باستخدام df -h إذا كان / dev / sda1 مدرجًا الآن كجذر / يمكنك بعد ذلك إجراء إعداد Raspberry Pi الأولي الذي تم تخطيه في البداية باستخدام أداة تكوين Raspberry Pi من قائمة الإعدادات: تغيير كلمة المرور ، وتعيين اللغة ، وبلد WiFi ، ولوحة المفاتيح ، والمنطقة الزمنية - ستحتاج إلى إعادة التشغيل

6. ثم بعد إعادة التشغيل ، تحقق مرة أخرى باستخدام df -h ، يمكنك بعد ذلك إجراء التحديثات: sudo apt-get update sudo apt-get Upgrade -y sudo apt-get dist-Upgrade -y sudo apt-get autoremove

إذا كانت هناك مشكلة في فقدان pcakages ، فحاول إعادة تشغيل الأمرين الأولين وحاول أيضًا sudo apt-get update --fix-missing أو sudo apt-get dist-Upgrade --fix-missing

إعادة التشغيل - قد تضطر بعد ذلك إلى تخصيص سطح المكتب مرة أخرى. قم بتثبيت برامج إضافية (أستخدم mc و smartctl وجريئة) ، باستخدام مدير البرنامج. تخصيص الصفحة الرئيسية للمتصفح والبحث.

7. قم بإيقاف تشغيل محرك الأقراص الثابتة وتوصيله بجهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows. قم بإنشاء قسم NTFS في المساحة الثانية غير المخصصة وانسخ الموسيقى ومقاطع الفيديو وما إلى ذلك إلى قسم NTFS هذا

8. قم بتوصيل القرص الصلب مرة أخرى في Raspberry Pi وتشغيله. ثم قم بما يلي: sudo mkdir / mnt / data sudo chown pi: pi / mnt / data sudo nano / mnt / etc / fstab Add: / dev / sda2 / mnt / data ntfs-3g rw ، افتراضي 0 0

sudo mount -a sudo chown pi: pi / mnt / data df -h تحقق مما إذا كان sda2 يظهر بشكل صحيح.

9. إذا تم استخدام DAC ، فقم بإنشاء asound.conf جديد في etc / (nano /etc/alsa.conf مع الأسطر التالية:

pcm.! default {type hw card 0}

ctl.! default {type hw card 0}

10. أعد التشغيل ثم أضف DSP والصوت التناظري إلى تهيئة الصوت في إعداد Raspberry Pi تأكد من أن النقر على وحدة التخزين الرئيسية على مكبر الصوت في اللوحة ليس 100٪ افتح وحدة التحكم في مجلد sda2 بالفيديو ثم:

إذا لعبت DAC مع omxplayer: omxplayer -o alsa "File Name.mp4" على Pi العادي مع صوت BCM فقط افتح المحطة الطرفية في مجلد الموسيقى واسم omxplayer.mp4

الخطوة 6: Raspberry Pi 4 4GB

اشتريت Raspberry Pi 4 4GB واستبدلت Raspberry Pi 3 به في نفس العلبة. تظل درجة الحرارة بين 40 و 50 درجة مئوية حتى في ظل ظروف تحميل وحدة المعالجة المركزية الثقيلة. حصلت أيضًا على جهازي USB 3 HDD / SSD مختلفين لمحولات SATA ، واستبدلت إصدار USB 2 بذلك لأغراض الاختبار.

أولاً ، قمت باختبار Raspberry Pi 4 باستخدام لوحة دائرة حاوية Orico USB 3 وهي تعمل بشكل جيد - لإزالة لوحة الدائرة الكهربائية ، قم بفك لوحة الألومنيوم في الأعلى ثم يمكنك إزالة لوحة الدائرة بعد فك اثنين من البراغي الصغيرة. يتم لف كابل توصيل بطول 10 سم مرة واحدة أسفل القرص الصلب داخل علبة PSU مما يبقيه بعيدًا عن الطريق. لمزيد من التفاصيل يرجى الرجوع إلى:

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

ثانيًا ، اختبرت محول USB3 مفتوحًا بطول 5 سم إلى SATA (يرجى الاطلاع على الصورة) ، والذي كان يعمل أيضًا بشكل جيد ولكن الكبل الأقصر كان صلبًا جدًا لفرضه على طول الطريق داخل علبة PSU.

أدى استخدام واجهة USB 3 إلى أوقات تمهيد واستجابة أسرع (مثل عند فتح متصفح Chromium أو LibreOffice Writer ، لكنه لم يكن أسرع بشكل كبير. بالإضافة إلى أن Raspberry Pi 3 و 4 يوفران 1.2A كحد أقصى موزعة على جميع 4 منافذ USB 2 و USB 3 ، وهو أقل من معيار USB 3. لذلك سأقوم بإزالة اتصال الطاقة من واجهة USB الأمامية وتوصيله بوحدة إمداد طاقة متغيرة أخرى 5 فولت. وهذا سيمكنني من تشغيل محرك أقراص ثابتة آخر من واجهة USB الأمامية.