Una computadora de escritorio Raspberry Pi PC-PSU con disco duro, ventilador, fuente de alimentación e interruptor de encendido y apagado: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Septiembre de 2020: se había construido una segunda Raspberry Pi alojada dentro de una caja de fuente de alimentación de PC reutilizada. Esto usa un ventilador en la parte superior y, por lo tanto, la disposición de los componentes dentro de la carcasa de la PC-PSU es diferente. Se utilizará un controlador Adafruit SSD1306 modificado (para 64x48 píxeles) o Luma Oled para Python para mostrar la información de la canción o el video en una pequeña pantalla OLED montada en la parte frontal de la carcasa. Más detalles en este Github.

El sombrero de audio i2s es el Wolfson WM8960 como se discutió en dos de mis repositorios de Github. La pantalla SSD1306 usa i2c para la comunicación y, por lo tanto, un cable plano de cuatro hilos es suficiente para conectarlo al conector GPIO de Raspberry Pi (Pines SCL, SDA, 3V3 y GND).

Se utiliza un controlador Python modificado para SSD1306 en su versión de 64x48 píxeles después de adaptar una biblioteca Adafruit basada en los comentarios de Mike Causer y los comentarios del controlador Luma Oled.

Todo: Se utilizará una segunda línea persistente de la pantalla para mostrar el voltaje de suministro de 5 voltios de la Raspberry Pi utilizando un ATtiny85 como ADC, comunicándose a través de i2c con la Raspberry Pi, o un ADC SPI de 10 bits de canal dual MCP3002. La temperatura de la CPU de la Raspberry Pi y las RPM del ventilador de la carcasa se mostrarán permanentemente en la tercera línea de la pantalla. Ambas líneas estarán encendidas durante 1 segundo de cada 5 para evitar el quemado de OLED.

Antes de 2018 y 2019: me cansé de conectar todos los periféricos a mi Raspberry Pi 3 o 4 cada vez que quería usarlo. Decidí que quería una computadora Raspberry Pi conectada permanentemente a una fuente de alimentación, disco duro o SSD para el sistema de archivos raíz y los datos, un ventilador grande que pueda girar lenta y silenciosamente, un monitor y parlantes.

Además, no es una buena idea ejecutar un Pi durante un período prolongado desde una tarjeta SD; estos tienen un ciclo de escritura limitado (¿aproximadamente 10, 000 veces?) Y, por lo tanto, decidí investigar otras dos formas de arrancar el Pi.

Las fotos muestran la carcasa Pi completa conectada a un pequeño monitor, parlantes estéreo y un trackpad de teclado combinado inalámbrico, y Hayley Westenra cantando Scarborough Fair usando la aceleración de hardware de video de Rasbian y omxplayer.

Más recientemente adquirí una Raspberry Pi 4 4GB y reemplacé la Raspberry Pi 3 con ella en el mismo gabinete. Para obtener más detalles, consulte la Sección 6.

Paso 1: Lista de piezas

Frambuesa pi 3

Módulo AC-DC PSU 12v 3A

Módulo PSU DC-DC Entrada 5 a 35v Salida 5v 3A

Módulo PSU DC-DC Entrada 5 a 35v Salida 1A y voltaje variable (establecido en aproximadamente 7v para una velocidad del ventilador de 900 rpm)

Un interruptor de enclavamiento de botón de 250 V CA

Tres tomas USB hembra

Tres enchufes macho USB

Un mini enchufe macho USB

Voltímetro de 3 dígitos azul

Caja de fuente de alimentación antigua

Unidad de disco duro de tamaño adecuado (2,5 )

Placa de circuito de disco duro externo de 2,5"

Ventilador de computadora de 12 voltios

Cable de conexión, etc.

Paso 2: Construcción y conexiones

Una caja de fuente de alimentación de computadora vieja parecía tener un tamaño conveniente para albergar el Pi, su fuente de alimentación y un disco duro USB externo despojado. No había suficiente espacio en la caja de la fuente de alimentación para montar el disco duro externo con su caja; por lo tanto, lo abrí y solo mantuve la pequeña placa de circuito conectada al disco duro. También agregué un interruptor de encendido más tomas USB en la parte delantera y trasera, y tenía espacio para un ventilador grande para mantener todo fresco, y tomé medidas para instalar un sombrero DAC en caso de que adquiriera uno. Usé una fuente de alimentación AC-DC de 12v 3A como la fuente de alimentación principal, y agregué dos fuentes de alimentación DC-DC ajustables más pequeñas de 5v y 7v para el ventilador.

La foto 1 muestra todos los componentes cuando están parcialmente ensamblados en la caja de la fuente de alimentación. Hice cuatro cables USB cortos para conectar los cuatro puertos USB de la Raspberry Pi al disco duro y los conectores USB del panel frontal y posterior.

Las fotos 2 y 4 muestran la carcasa Pi completa conectada a un monitor pequeño, altavoces estéreo y un trackpad de teclado combinado inalámbrico.

Las fotos 5 a 10 muestran el caso completo desde varios ángulos.

Si miras la Foto 10 con atención, puedes ver que he conectado dos cables (marrón y blanco) directamente a los pines GPIO de la Raspberry Pi. En este caso, el Pi 3 se alimenta directamente a través de sus pines GPIO 2 o 4 son + 5v, el pin 6 (y otros) para tierra, pero tenga en cuenta que debe verificar tres veces que no está suministrando más de aproximadamente 5.2 voltios a esos pines. ya que al hacer esto está evitando la protección de fusibles múltiples. Usé los pines 2 para + 5v y el pin al lado para tierra. Como estoy suministrando el Pi a través de dos fuentes de alimentación reguladas, primero 12v y luego 5.1v, quedé satisfecho con la conexión de suministro directo.

Me preocupaba que la carcasa de metal bloqueara la capacidad de la Raspberry Pi 3 para conectarse a mi enrutador Wi-Fi; al final hice dos agujeros de 2 cm en el panel lateral al lado de la placa Pi con el resultado de que el número de barras en el indicador de Wi-Fi en Raspbian permaneció igual si el caso estaba cerrado o abierto.

Detalles de la conexión:

Conecte la alimentación de CA al módulo de CA-CC de 12v 3A a través del interruptor de encendido. Conecte la salida de 12v de este módulo al módulo DC-DC 5v 3A que alimentará la Raspberry Pi (si se ajusta primero a aproximadamente 5,1 voltios, mida) y al módulo ajustable DC-DC más pequeño que alimentará el ventilador. Conecte la salida de 5v del módulo DC-DC de 5v a los pines 4 (+ 5v) y 6 (tierra) de Rapsberry Pi GPIO. Conecte la salida del módulo DC-DC más pequeño al ventilador de 12v y ajuste su salida para que el ventilador gire silenciosamente. Conecte la tierra del módulo DC-DC 5v 3A a la caja de la fuente de alimentación de la PC. Conecte la tierra y 5v del módulo DC-DC de 5v a la pantalla del voltímetro de 3 dígitos en el panel frontal.

Conecte dos de los puertos USB Raspberry PI a los enchufes USB traseros utilizando los dos enchufes USB macho, el cableado de 4 núcleos y los dos enchufes USB hembra montados en la parte trasera. Conecte uno de los puertos USB Raspberry PI a la toma USB frontal usando un enchufe USB macho, cableado de 4 núcleos y una toma USB hembra montada en la parte frontal.

Conecte el disco duro a uno de los puertos USB Raspberry PI a través de un USB plus macho y otro conector macho mini USB.

Paso 3: Configuración de arranque del disco duro

No es una buena idea ejecutar un Pi durante un período prolongado desde una tarjeta SD; estos tienen un ciclo de escritura limitado (¿aproximadamente 10, 000 veces?) Y, por lo tanto, decidí investigar otras dos formas de iniciar el Pi:

(1) Colocación de la partición de usuario de arranque y raíz más en un disco duro

(2) Dejar la pequeña partición de inicio Dos de 50 MB en la tarjeta SD (es de solo lectura durante el inicio) y mover el sistema de archivos raíz y los datos del usuario a un disco duro.

Fue muy fácil hacer que el Pi arrancara desde el disco duro: copié el Raspian Stretch más nuevo en una tarjeta SD usando la utilidad Win32DiskImager. También lo utilicé por segunda vez para copiar la misma imagen en una unidad portátil Toshiba de 2,5 de 1 GB, luego configuré el fusible de arranque de Pi como se describe en el enlace que se proporciona al final (agrega la línea program_usb_boot_mode = 1 a / boot / config.txt, y reiniciar el Pi), quitó la tarjeta SD, y el Pi luego arrancó desde el disco duro y procedió a cambiar el tamaño de sus particiones.

Para habilitar el modo de arranque USB, haga lo siguiente:

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

Esto agrega program_usb_boot_mode = 1 al final de /boot/config.txt. Reinicia la Raspberry Pi. Compruebe que la OTP se haya programado con:

vcgencmd otp_dump | grep 17:

Asegúrese de que se muestre la salida 17: 0x3020000a, lo que significa que el fusible OTP se ha programado correctamente.

También puede agregar la línea program_usb_boot_mode desde config.txt el editor nano usando el comando sudo nano /boot/config.txt.

Sin embargo, hubo un problema durante el apagado al hacerlo de esta manera, porque tuve que suministrar energía adicional al disco duro a través de un segundo conector USB, el disco siguió funcionando después de que el Pi se apagó y, por lo tanto, tuve que apagar el disco duro disco apagándolo a través del interruptor de encendido en el panel frontal. Lo que quería es que el Pi "estacionara" el disco duro durante el apagado. Si eliminé la conexión de la fuente de alimentación adicional, el Pi se negó a arrancar desde el disco duro.

Hay dos archivos de configuración de texto (config.txt y cmdline.txt), en la carpeta de inicio de la partición de inicio de Dos, que se pueden editar en un intento de suministrar energía adicional al disco duro durante el inicio o para esperar más tiempo para disco para comenzar a girar.

Agregue: rootdelay = 5, program_usb_timeout = 1 y max_usb_current = 1 a la lista larga en el archivo /boot/config.txt. (La opción rootdelay puede estar obsoleta).

Agregue: boot_delay = 32 y nuevamente rootdelay = 5 a la línea en /boot/cmdline.txt debería hacer que el kernel espere al dispositivo raíz antes de continuar con la secuencia de arranque. (Agregar rootwait en lugar de rootdelay significará que esperará indefinidamente).

Después de probar todas las diversas combinaciones de particiones de tarjeta SD y disco duro, me decidí por mantener la pequeña partición de arranque DOS en la tarjeta SD y mover los archivos raíz y de usuario al disco duro. El procedimiento para hacer esto es bastante largo y es como se describe en el enlace al final.

La foto 11 es un volcado de pantalla del resultado de df -h en mi Pi, y muestra que / dev / sda1 es el sistema de archivos raíz, / dev / sda2 tiene mis datos de usuario y la partición de arranque permaneció en la tarjeta SD.

Le sugiero que primero intente arrancar todo desde el disco duro, ya que esto solo implica hacer dos imágenes: una en la tarjeta SD, otra en el disco duro y luego configurar el fusible de la opción de arranque de Pi. Tenga en cuenta que el Pi aún podrá arrancar desde una tarjeta SD si se ha configurado el fusible; la única diferencia es que ahora primero intenta arrancar desde la unidad de disco USB. Si no puede arrancar al principio desde el disco duro, arranque desde la tarjeta SD y conecte y monte el disco duro, luego edite los dos archivos de configuración como se describe anteriormente en la partición de arranque del disco duro e intente arrancar de nuevo.

Paso 4: Fuente

Cómo arrancar tu Raspberry Pi 3 desde un disco duro USB

Por qué no es bueno simplemente apagar un disco duro

Configuración de retardo de arranque

Mueva su sistema Raspberry Pi a USB en 10 pasos

Mueva el sistema de archivos a una unidad USB

Arranque la Raspberry Pi desde USB

Paso 5: Mantenga la partición de arranque de Dos en la tarjeta SD y mueva la raíz y los archivos de usuario a un disco duro

Con la nueva configuración de June Rasbian Stretch en la primera rutina de inicio, provoca un mensaje de bloqueo de la unidad raíz después de que se haya copiado rootfs en el disco duro / dev / sda1

Para evitar esto, haga lo siguiente:

1. Haga una tarjeta SD con la imagen Stretch del 29 de junio de 2018 y arranque Pi: diga CANCELAR cuando se muestre el nuevo procedimiento de configuración. Ahora puede personalizar el escritorio y la página de inicio, y agregar conexión wifi, agregar medidor de temperatura, editor de archivos de texto a la barra de tareas, etc. No conecte la unidad de disco duro todavía.

2. Cambie config.txt sudo nano /boot/config.txt (presione Ctr-O para guardar y Ctr-X para salir) agregando en la parte inferior: program_usb_timeout = 1 max_usb_current = 1

Si se usa un DAC, entonces también: Elimine el controlador para el sonido integrado: Elimine la línea dtparam = audio = on de /boot/config.txt si existe (solo puede agregar # al frente) También en /boot/config.txt y agregue la siguiente línea: dtoverlay = hifiberry-dacplus

3. Apague, conecte el disco duro y arranque; es mejor crear una partición NTFS de 100 GB al frente y dejar el resto sin asignar usando una PC con Windows.

4. Haga una partición ext4 de 100GB y copie el rootfs en ella, y cambie fstab en el disco duro y cmdline.txt en la partición de arranque 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

Ingrese n para crear una nueva partición y seleccione el número 1. Seleccione el sector de inicio presionando Retorno, luego seleccione + 100G para el tamaño. Ahora seleccione el sistema de archivos predeterminado ('sistema de archivos Linux') presionando Enter nuevamente.

Comando (? Para obtener ayuda): n Número de partición (1-128, predeterminado 1): 1 Primer sector (34-61489118, predeterminado = 64) o {+ -} tamaño {KMGTP}: Último sector (64-61489118, predeterminado = 61489118) o {+ -} tamaño {KMGTP}: + 100G El tipo actual es 'Sistema de archivos Linux'. Código hexadecimal o GUID (L para mostrar códigos, Intro = 8300): se cambió el tipo de partición a 'Sistema de archivos Linux'.

Presione w para escribir para que sea permanente. 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 Cambiar root = **** a root = / dev / sda1

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

5. Luego, después de reiniciar, verifique nuevamente con df -h si / dev / sda1 ahora aparece como raíz / Puede realizar la configuración inicial de Raspberry Pi que se omitió al principio utilizando la herramienta de configuración Raspberry Pi desde el menú Configuración: Cambiar Contraseña, configuración regional, país de WiFi, teclado, zona horaria: deberá reiniciar

6. Luego, después de reiniciar, verifique nuevamente con df -h Luego puede hacer actualizaciones: sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo apt-get autoremove

Si hay problemas con los pcakages que faltan, intente volver a ejecutar los primeros 2 comandos y también intente sudo apt-get update --fix-missing o sudo apt-get dist-upgrade --fix-missing

Reinicie: es posible que deba volver a personalizar el escritorio. Instale software adicional (yo uso mc, smartctl y audacious), usando el administrador de software. Personalice la página de inicio y la búsqueda del navegador.

7. Apague y conecte el disco duro a una PC con Windows. Cree una partición NTFS en el segundo espacio no asignado y copie música, videos, etc.a esa partición NTFS

8. Vuelva a conectar el disco duro a Raspberry Pi y enciéndalo. Luego haga: sudo mkdir / mnt / data sudo chown pi: pi / mnt / data sudo nano / mnt / etc / fstab Agregar: / dev / sda2 / mnt / data ntfs-3g rw, predeterminado 0 0

sudo mount -a sudo chown pi: pi / mnt / data df -h Compruebe si sda2 se muestra correctamente.

9. Si se utilizó un DAC, cree un nuevo asound.conf en etc / (nano /etc/alsa.conf con las siguientes líneas:

pcm.! default {type hw card 0}

ctl.! default {type hw card 0}

10. Reinicie y luego agregue DSP y sonido analógico a la configuración de sonido en la configuración de Raspberry Pi Asegúrese de que el volumen principal, haga clic en el altavoz en el panel no sea 100% Abra una consola en la carpeta sda2 con el video y luego:

Si DAC Play con omxplayer: omxplayer -o alsa "Nombre de archivo.mp4" En Pi normal con audio BCM, simplemente abra el terminal en la carpeta Música y omxplayer name.mp4

Paso 6: Raspberry Pi 4 4GB

Compré una Raspberry Pi 4 4GB y reemplacé la Raspberry Pi 3 con ella en el mismo gabinete. La temperatura se mantiene entre 40 y 50 grados Celsius incluso en condiciones de carga de CPU elevadas. También adquirí dos convertidores USB 3 HDD / SSD a SATA diferentes, y reemplacé la versión USB 2 con eso para fines de prueba.

Primero probé la Raspberry Pi 4 con una placa de circuito de caja Orico USB 3 y funciona bien: para quitar la placa de circuito, desenganche la placa de aluminio en la parte superior y luego puede quitar la placa de circuito después de desatornillar dos tornillos pequeños. Un cable de conexión de 10 cm de largo se coloca una vez debajo del disco duro dentro de la caja de la fuente de alimentación, lo que lo mantiene fuera del camino. Para obtener más detalles, consulte:

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

En segundo lugar, probé un convertidor USB3 a SATA abierto de 5 cm de largo (consulte la imagen), que también funcionó bien, pero el cable más corto era demasiado rígido para forzarlo completamente dentro de la caja de la fuente de alimentación.

El uso de una interfaz USB 3 resultó en tiempos de respuesta y arranque más rápidos (como al abrir el navegador Chromium o LibreOffice Writer, pero no fue abrumadoramente más rápido. Puertos USB 2 y USB 3, que es menor que el estándar USB 3. Por lo tanto, eliminaré la conexión de alimentación en la interfaz USB frontal y la conectaré a un segundo módulo de fuente de alimentación variable de 5v idéntico. Esto me permitirá ejecutar otro HDD desde la interfaz USB frontal.