Ein Raspberry Pi PC-PSU Desktop-Computer mit Festplatte, Lüfter, Netzteil und Ein-Aus-Schalter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

September 2020: Ein zweiter Raspberry Pi, der in einem umfunktionierten PC-Netzteilgehäuse untergebracht ist, wurde gebaut. Dieser verwendet oben einen Lüfter - und die Anordnung der Komponenten im Inneren des PC-Netzteils ist daher anders. Ein modifizierter (für 64x48 Pixel) Adafruit SSD1306-Treiber oder Luma Oled für Python wird verwendet, um die Song- oder Videoinformationen auf einem kleinen OLED-Display anzuzeigen, das in der Front des Gehäuses angebracht ist. Weitere Details auf diesem Github.

Der i2s-Audiohut ist der Wolfson WM8960, wie in zwei meiner Github-Repositorys beschrieben. Das Display SSD1306 verwendet i2c für die Kommunikation und daher reicht ein vieradriges Flachbandkabel, um es mit dem Raspberry Pi GPIO-Anschluss (Pins SCL, SDA, 3V3 und GND) zu verbinden.

Ein modifizierter Python-Treiber für SSD1306 in seiner 64x48-Pixel-Version wird verwendet, nachdem eine Adafruit-Bibliothek basierend auf Kommentaren von Mike Causer und Luma Oled-Treiberkommentaren angepasst wurde.

Todo: Eine dauerhafte zweite Zeile des Displays wird verwendet, um die Raspberry Pi 5-Volt-Versorgungsspannung anzuzeigen, die entweder einen ATtiny85 als ADC verwendet - der über i2c mit dem Raspberry Pi kommuniziert, oder einen MCP3002 Dual Channel 10-Bit SPI ADC. Die CPU-Temperatur des Raspberry Pi und die Drehzahl des Gehäuselüfters werden permanent in der dritten Zeile des Displays angezeigt. Beide Leitungen leuchten für 1 von 5 Sekunden, um ein Einbrennen von OLED zu verhindern.

Vorher 2018 und 2019: Ich war es leid, jedes Mal, wenn ich es verwenden wollte, alle Peripheriegeräte an meinen Raspberry Pi 3 oder 4 anzuschließen. Ich beschloss, dass ich einen Raspberry Pi-Computer wollte, der dauerhaft an ein Netzteil, eine Festplatte oder eine SSD für das Root-Dateisystem und die Daten angeschlossen ist, einen großen Lüfter, der sich langsam und leise drehen kann, sowie einen Monitor und Lautsprecher.

Darüber hinaus ist es keine gute Idee, einen Pi über einen längeren Zeitraum von einer SD-Karte aus zu betreiben - diese haben einen begrenzten Schreibzyklus (ca. 10.000 Mal?)

Die Fotos zeigen das fertige Pi-Gehäuse, das mit einem kleinen Monitor, Stereolautsprechern und einem drahtlosen Kombi-Tastatur-Trackpad verbunden ist, und Hayley Westenra, die Scarborough Fair mit der Videohardwarebeschleunigung von Rasbian und omxplayer singt.

Vor kurzem habe ich einen Raspberry Pi 4 4GB erworben und den Raspberry Pi 3 durch diesen im selben Gehäuse ersetzt. Weitere Informationen finden Sie in Abschnitt 6.

Schritt 1: Teileliste

Raspberry Pi 3

AC-DC-Netzteil 12 V 3 A-Modul

DC-DC-Netzteilmodul Eingang 5 bis 35 V Ausgang 5 V 3 A

DC-DC-Netzteilmodul Eingang 5 bis 35 V Ausgang 1 A und Spannungsvariable (auf ca. 7 V für eine Lüftergeschwindigkeit von 900 U/min eingestellt)

Ein Wechselstrom-250-V-Druckknopf-Verriegelungsschalter

Drei USB-Buchsen

Drei USB-Stecker

Ein USB-Mini-Stecker

3-stelliges Voltmeter Blau

Altes Netzteilgehäuse

Festplattenlaufwerk geeigneter Größe (2,5 )

Platine von externer 2,5 HDD

12-Volt-Computerlüfter

Anschlusskabel usw.

Schritt 2: Aufbau und Anschlüsse

Ein altes Computer-Netzteilgehäuse schien eine bequeme Größe zu haben, um den Pi, sein Netzteil und eine abisolierte externe USB-Festplatte unterzubringen. Im Netzteilgehäuse war nicht genügend Platz, um die externe Festplatte mit ihrem Gehäuse zu montieren - ich habe sie daher geöffnet und nur die kleine Platine an der Festplatte befestigt. Ich habe auch einen Netzschalter plus USB-Buchsen auf der Vorder- und Rückseite hinzugefügt, und es hatte Platz für einen großen Lüfter, um alles kühl zu halten, und ich sah vor, dass ein DAC-Hut angebracht werden sollte, falls ich einen erwerben sollte. Ich habe ein 12V 3A AC-DC-Netzteil als Haupt-Netzteil verwendet und zwei kleinere einstellbare 5V und 7V für den Lüfter hinzugefügt, DC-DC-Netzteile.

Foto 1 zeigt alle Komponenten, wenn sie teilweise im Netzteilgehäuse montiert sind. Ich habe vier kurze USB-Kabel hergestellt, um die vier Raspberry Pi-USB-Anschlüsse mit der Festplatte und den USB-Anschlüssen an der Vorder- und Rückseite zu verbinden.

Fotos 2 und 4 zeigen das fertige Pi-Gehäuse, das mit einem kleinen Monitor, Stereolautsprechern und einem drahtlosen Kombi-Tastatur-Trackpad verbunden ist.

Die Fotos 5 bis 10 zeigen den fertigen Koffer aus verschiedenen Blickwinkeln.

Wenn Sie sich Foto 10 genau ansehen, können Sie sehen, dass ich zwei Drähte (braun und weiß) direkt an die Himbeer-Pi-GPIO-Pins angeschlossen habe. In diesem Fall wird der Pi 3 direkt über seine GPIO-Pins 2 oder 4 mit Strom versorgt, sind +5 V, Pin 6 (und andere) für Masse - aber beachten Sie, dass Sie dreifach überprüfen müssen, ob Sie an diesen Pins nicht mehr als etwa 5,2 Volt liefern da Sie damit den Poly-Fuse-Schutz umgehen. Ich habe Pins 2 für +5V und den Pin daneben für Ground verwendet. Da ich den Pi über zwei geregelte Netzteile versorge - erst 12V und dann 5,1V, war ich mit dem direkten Versorgungsanschluss zufrieden.

Ich hatte Bedenken, dass das Metallgehäuse die Verbindung des Raspberry Pi 3 mit meinem WLAN-Router blockieren würde - am Ende habe ich zwei 2 cm große Löcher in die Seitenwand neben der Pi-Platine gemacht, so dass die Anzahl der Balken auf die Wi-Fi-Anzeige auf Raspbian blieb gleich, ob das Gehäuse geschlossen oder geöffnet war.

Verbindungsdetails:

Schließen Sie die Wechselstromversorgung über den Netzschalter an das 12V 3A AC-DC-Modul an. Verbinden Sie den 12-V-Ausgang dieses Moduls mit dem DC-DC-5-V-3A-Modul, das den Raspberry Pi mit Strom versorgt (wenn zuerst auf etwa 5,1 Volt eingestellt - messen Sie es) und mit dem kleineren DC-DC-regulierbaren Modul, das den Lüfter mit Strom versorgt. Verbinden Sie den 5V-Ausgang des 5V-DC-DC-Moduls mit den Rapsberry Pi GPIO-Pins 4 (+5V) und Pin 6 (Masse). Verbinden Sie den Ausgang des kleineren DC-DC-Moduls mit dem 12-V-Lüfter und stellen Sie dessen Ausgang so ein, dass der Lüfter geräuschlos dreht. Verbinden Sie die Masse des 5V 3A DC-DC-Moduls mit dem PC-Netzteilgehäuse. Verbinden Sie die Masse und 5 V des 5 V DC-DC-Moduls mit der 3-stelligen Voltmeteranzeige auf der Vorderseite.

Verbinden Sie zwei der Raspberry PI USB-Anschlüsse mit den rückseitigen USB-Buchsen mit den beiden USB-Steckern, der 4-adrigen Verkabelung und den beiden auf der Rückseite angebrachten USB-Buchsen. Verbinden Sie einen der Raspberry PI USB-Ports mit der vorderen USB-Buchse mit einem USB-Stecker, 4-adriger Verkabelung und der einen USB-Buchse an der Vorderseite.

Verbinden Sie die Festplatte über einen USB-Plus-Stecker und einen weiteren Mini-USB-Stecker mit einem der Raspberry PI USB-Ports.

Schritt 3: Boot-Setup für die Festplatte

Es ist keine gute Idee, einen Pi über einen längeren Zeitraum von einer SD-Karte aus zu betreiben - diese haben einen begrenzten Schreibzyklus (ca. 10.000 Mal?)

(1) Legen Sie die Boot- und Root- sowie die Benutzerpartition auf eine Festplatte

(2) Belassen der kleinen 50 MB DOS-Bootpartition auf der SD-Karte (sie ist während des Bootens schreibgeschützt) und Verschieben des Root-Dateisystems und der Benutzerdaten auf eine Festplatte.

Es war sehr einfach, den Pi von der Festplatte zum Booten zu bringen - ich habe den neuesten Raspian Stretch mit dem Dienstprogramm Win32DiskImager auf eine SD-Karte kopiert. Ich habe es auch ein zweites Mal verwendet, um dasselbe Image auf ein 1 GB Toshiba 2,5-Zoll-Notebook-Laufwerk zu kopieren, dann habe ich die Boot-Sicherung des Pi wie im Link am Ende beschrieben gesetzt (Sie fügen die Zeile program_usb_boot_mode=1 zu /boot/ hinzu config.txt und den Neustart des Pi), entfernte die SD-Karte und der Pi startete dann von der Festplatte und fuhr mit der Größenänderung seiner Partitionen fort.

Um den USB-Boot-Modus zu aktivieren, gehen Sie wie folgt vor:

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

Dadurch wird program_usb_boot_mode=1 am Ende von /boot/config.txt hinzugefügt. Starten Sie den Raspberry Pi neu. Überprüfen Sie, ob das OTP programmiert wurde mit:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Stellen Sie sicher, dass die Ausgabe 17:0x3020000a angezeigt wird, was bedeutet, dass die OTP-Sicherung erfolgreich programmiert wurde.

Sie können auch die Zeile program_usb_boot_mode aus config.txt dem Nano-Editor hinzufügen, indem Sie den Befehl sudo nano /boot/config.txt verwenden.

Allerdings gab es bei dieser Vorgehensweise beim Ausschalten ein Problem, da ich die Festplatte über einen zweiten USB-Anschluss zusätzlich mit Strom versorgen musste, die Festplatte nach dem Ausschalten des Pi weiter lief und ich deshalb die Festplatte ausschalten musste durch Ausschalten über den Netzschalter auf der Frontplatte. Was ich wollte, ist, dass der Pi die Festplatte beim Ausschalten "parkt". Wenn ich den zusätzlichen Netzteilanschluss entfernte, weigerte sich der Pi, von der Festplatte zu booten.

Es gibt zwei Textkonfigurationsdateien (config.txt und cmdline.txt) im Boot-Ordner auf der DOS-Boot-Partition, die Sie bearbeiten können, um entweder die Festplatte während des Bootens mit zusätzlichem Strom zu versorgen oder länger auf die Festplatte, um sich zu drehen.

Fügen Sie Folgendes hinzu: rootdelay=5 und program_usb_timeout=1 und max_usb_current=1 zur langen Liste in der Datei /boot/config.txt. (Die Option rootdelay ist möglicherweise veraltet).

Fügen Sie hinzu: boot_delay=32 und wieder rootdelay=5 in die Zeile in /boot/cmdline.txt sollte den Kernel dazu bringen, auf das Root-Gerät zu warten, bevor die Boot-Sequenz fortgesetzt wird. (Das Hinzufügen von rootwait anstelle von rootdelay bedeutet, dass es auf unbestimmte Zeit wartet.)

Nachdem ich all die verschiedenen Kombinationen von SD-Karten- und Festplattenpartitionen ausprobiert hatte, entschied ich mich, die kleine DOS-Boot-Partition auf der SD-Karte zu belassen und die Root- und Benutzerdateien auf die Festplatte zu verschieben. Das Verfahren dazu ist ziemlich langwierig und ist wie im Link am Ende beschrieben.

Foto 11 ist ein Screendump des Ergebnisses von df -h auf meinem Pi und zeigt, dass /dev/sda1 das Root-Dateisystem ist, /dev/sda2 meine Benutzerdaten enthält und die Bootpartition auf der SD-Karte verblieb.

Ich schlage vor, dass Sie stattdessen zuerst versuchen, alles von der Festplatte zu booten, da dies nur das Erstellen von zwei Bildern erfordert - eines auf der SD-Karte, eines auf der Festplatte und dann das Setzen der Bootoptionssicherung des Pi. Beachten Sie, dass der Pi immer noch von einer SD-Karte booten kann, wenn die Sicherung gesetzt wurde - der einzige Unterschied besteht darin, dass er jetzt zuerst versucht, vom USB-Laufwerk zu booten. Wenn Sie nicht zuerst von der Festplatte booten können, dann booten Sie von der SD-Karte und schließen Sie die Festplatte an und mounten Sie, dann bearbeiten Sie die beiden Konfigurationsdateien wie zuvor beschrieben auf der Festplatten-Bootpartition und versuchen Sie erneut, zu booten.

Schritt 4: Quelle

So booten Sie Ihren Raspberry Pi 3 von einer USB-Festplatte

Warum es nicht gut ist, eine Festplatte einfach auszuschalten

Einstellungen für die Bootverzögerung

Verschieben Sie Ihr Raspberry Pi-System in 10 Schritten auf USB

Verschieben Sie das Dateisystem auf ein USB-Laufwerk

Starten Sie den Raspberry Pi von USB

Schritt 5: Belassen Sie die DOS-Boot-Partition auf der SD-Karte und verschieben Sie die Stamm- und Benutzerdateien auf eine Festplatte

Mit dem neuen Rasbian-Stretch-Setup im Juni verursacht es bei der ersten Startroutine eine Meldung, dass das Root-Laufwerk gesperrt ist, nachdem das Rootfs auf die Festplatte /dev/sda1 kopiert wurde

Um dies zu verhindern, gehen Sie wie folgt vor:

1. SD-Karte mit Stretch 29. Juni 2018 Image erstellen und Pi booten - sagen Sie CANCEL, wenn neue Setup-Prozedur angezeigt wird. Kann jetzt Desktop und Splashpage anpassen und WLAN-Verbindung hinzufügen, Temperaturmesser, Textdatei-Editor zur Taskleiste usw. hinzufügen. Schließen Sie das Festplattenlaufwerk noch nicht an.

2. Ändern Sie config.txt sudo nano /boot/config.txt (Drücken Sie Strg-O zum Speichern und Strg-X zum Beenden), indem Sie unten hinzufügen: program_usb_timeout=1 max_usb_current=1

Wenn ein DAC verwendet wird dann auch: Entfernen Sie den Treiber für den Onboard-Sound: Entfernen Sie die Zeile dtparam=audio=on aus /boot/config.txt, falls vorhanden (kann einfach # vorne hinzufügen) Auch in /boot/config.txt und fügen Sie die folgende Zeile hinzu: dtoverlay=hifiberry-dacplus

3. Ausschalten, HDD anschließen und booten - am besten erstellen Sie eine 100-GB-NTFS-Partition vorne und lassen den Rest mit einem Windows-PC nicht zugewiesen.

4. Erstellen Sie eine 100-GB-ext4-Partition und kopieren Sie die rootfs darauf und ändern Sie fstab auf der Festplatte und cmdline.txt auf der sdcard-Bootpartition: 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

Geben Sie n ein, um eine neue Partition zu erstellen, und wählen Sie Nummer 1. Wählen Sie den Startsektor, indem Sie die Eingabetaste drücken, und wählen Sie dann +100 G für die Größe. Wählen Sie nun das Standard-Dateisystem ('Linux-Dateisystem') aus, indem Sie erneut die Eingabetaste drücken.

Befehl (? für Hilfe): n Partitionsnummer (1-128, Standard 1): 1 Erster Sektor (34-61489118, Standard = 64) oder {+-}Größe{KMGTP}: Letzter Sektor (64-61489118, Standard =.) 61489118) oder {+-}Größe{KMGTP}: +100G Aktueller Typ ist 'Linux-Dateisystem' Hex-Code oder GUID (L zum Anzeigen von Codes, Enter = 8300): Partitionstyp in 'Linux-Dateisystem' geändert.

Drücken Sie w, um zu schreiben, um es dauerhaft zu machen. 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 Ändere root=**** in root=/dev/sda1

sudo nano /mnt/etc/fstab /dev/mmcblk0p2 / ext4 defaults ändern, noatime 0 1 in /dev/sda1 / ext4 defaults, noatime 0 1 sudo reboot

5. Dann nach dem Neustart nochmals mit df -h prüfen, ob /dev/sda1 jetzt als Root aufgeführt ist / Sie können dann die beim Start übersprungene Ersteinrichtung des Raspberry Pi mit dem Raspberry Pi Konfigurationstool aus dem Einstellungsmenü vornehmen: Ändern Passwort, Gebietsschema, WLAN-Land, Tastatur, Zeitzone einstellen - Sie müssen neu starten

6. Dann nach dem Neustart erneut mit df -h überprüfen Sie können dann Updates durchführen: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Wenn ein Problem mit fehlenden Paketen besteht, versuchen Sie, die ersten 2 Befehle erneut auszuführen und versuchen Sie es auch mit sudo apt-get update --fix-missing oder sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Neustart - Sie müssen den Desktop dann möglicherweise erneut anpassen. Installieren Sie zusätzliche Software (ich verwende mc, smartctl und audacious) mit dem Software-Manager. Anpassen der Browser-Startseite und -Suche.

7. Fahren Sie die Festplatte herunter und schließen Sie sie an einen Windows-PC an. Erstellen Sie eine NTFS-Partition im zweiten nicht zugewiesenen Speicherplatz und kopieren Sie Musik, Videos usw. auf diese NTFS-Partition

8. Stecken Sie die Festplatte wieder in den Raspberry Pi und schalten Sie sie ein. Dann tun Sie: sudo mkdir /mnt/data sudo chown pi:pi /mnt/data sudo nano /mnt/etc/fstab Hinzufügen: /dev/sda2 /mnt/data ntfs-3g rw, default 0 0

sudo mount -a sudo chown pi:pi /mnt/data df -h Überprüfen Sie, ob sda2 korrekt angezeigt wird.

9. Wenn ein DAC verwendet wird, erstellen Sie eine neue asound.conf in etc/ (nano /etc/alsa.conf mit den folgenden Zeilen:

pcm.!default { HW-Karte 0 eingeben }

ctl.!default { HW-Karte 0 eingeben }

10. Starten Sie neu und fügen Sie dann DSP und analogen Sound zur Soundkonfiguration in der Raspberry Pi-Einstellung hinzu Stellen Sie sicher, dass die Hauptlautstärke beim Klicken auf den Lautsprecher im Panel nicht 100% ist Öffnen Sie eine Konsole im sda2-Ordner mit dem Video dann:

Wenn DAC mit omxplayer abspielen: omxplayer -o auch "File Name.mp4" Auf einem normalen Pi mit BCM-Audio einfach das Terminal im Musikordner und omxplayer name.mp4 öffnen

Schritt 6: Raspberry Pi 4 4GB

Ich habe mir einen Raspberry Pi 4 4GB gekauft und den Raspberry Pi 3 durch diesen im gleichen Gehäuse ersetzt. Selbst unter starker CPU-Last bleibt die Temperatur zwischen 40 und 50 Grad Celsius. Ich habe auch zwei verschiedene USB 3 HDD/SSD zu SATA Konverter erworben und die USB 2 Version zu Testzwecken durch diese ersetzt.

Zuerst habe ich den Raspberry Pi 4 mit einer Orico USB 3 Gehäuseplatine getestet und es funktioniert gut - zum Entfernen der Platine die Aluminiumplatte oben ausklipsen und dann kann man die Platine nach dem Lösen von zwei kleinen Schrauben entfernen. Ein 10 cm langes Anschlusskabel wird einmal unter die Festplatte im Netzteilgehäuse geschlungen, damit sie nicht im Weg ist. Weitere Informationen finden Sie unter:

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

Zweitens habe ich einen 5cm langen offenen USB3-zu-SATA-Konverter getestet (siehe Bild), der auch gut funktionierte, aber das kürzere Kabel war zu steif, um es vollständig in das Netzteilgehäuse zu drücken.

Die Verwendung einer USB-3-Schnittstelle führte zwar zu schnelleren Boot- und Reaktionszeiten (z. B. beim Öffnen des Chromium-Browsers oder des LibreOffice Writer, aber es war nicht überwältigend schneller. Außerdem liefern die Raspberry Pi 3 und 4 maximal 1,2A verteilt auf alle 4 USB 2- und USB 3-Ports, was weniger als der USB 3-Standard ist. Ich werde daher den Stromanschluss an der vorderen USB-Schnittstelle entfernen und an ein zweites identisches, variables 5-V-Stromversorgungsmodul anschließen. Dadurch kann ich eine andere Festplatte betreiben die vordere USB-Schnittstelle.