Raspberry Pi 4 デスクトップ環境

Raspberry Pi 4でHDMIモニターの動作を確認できたところでメインのデスクトップ環境をPi3からPi4に変更します。
Pi3で使っていた電源コントロールなどを移設
またPi4になってUSBの配置が変更になり多少使いづらくなったのでモニター側にUSB3.0ハブを増設してみました。
OSはRaspberryPi Os BETA(64bit)
SSDは現在ユーザーディレクトリにのみ使用しています。

電源コントロール


ACラインはモニタースタンドの背中にテーブルタップを張り付けて1本化します。
必要があれば電源アダプターなどを利用できます。


中央に5V 3Aの電源ユニット 使い古しですが貰ってきました。現在の製品はもう少し小型ですね。
その下にモニターの電源アダプター
左に見えるのが電源コントロールユニット 右にSSD
上側はスピーカー、アンプ、制御用電源
全て両面テープでねっぱしています。


Pi用5Vは以前作成したUSBコネクタを再利用、穴開け圧着端子をハンダ付け電源ユニットの出力端子に挟み込んでネジ止め


AC100Vはコントロールユニットに入ります。Piに設けたGPIO基板のパワースイッチでオン、出力は端子台に接続
端子台から電源ユニット、モニター電源アダプターはケーブルをカットして接続AC100Vを供給
Piのシャットダウン正常終了後はコントロールユニットでAC100Vをカット、Pi及びモニター電源を切ります。
ハングアップ時などはスイッチの長押し、またはコントロールユニットのリセットボタンで強制断

コントロールユニット https://dbpro.xyz/4107

SSDケース


SSDはORICOケースを使用
ORICOケースの固定は廃材のアルミLアングル、0.5mmアルミ板を切り貼りして作成
両面テープでねっぱしただけのかなり雑な工作ですが軽いので特に問題ありません。

スピーカー


古いディスプレイに内蔵していたスピーカーを利用
アンプ PAM8403
raspi-config – 7 Advanced Options – A4 Audio – 1 Headphones
(またはスピーカーアイコン右クリック アナログ)

通常音声はpulseaudioをインストール ~/.config/pulse/client.confでmoode audioに送っていますがmoode audioでpulseaudioがスタートしていない時は自動で自スピーカーに振り分けられます。

speaker-test (Ctrl-c stop)

$ speaker-test -h # help
$ speaker-test -c2 -t wav
$ speaker-test -c2 -t sine -f 1000 # default 440Hz
$ speaker-test -c2 -t pink # pink noize

USB3.0 HUB


使用したHUBはこのタイプ
このUSB HUBはHP-22fとほぼ奥行きが同じくらいになっています。


作成したHUBの画像は撮り忘れました。
ボトムには70mmx60mm位 0.5mmのアルミ板を用いています。60mm側を25mm位で折り曲げ底に両面テープで張り合わせます。
TOPにはLアングルをHP-22fにピッタリ挟み込むように張り合わせ間には1mmのアルミ板をやはり張り合わせておきます。
HP-22fのボトム部は前側が僅かに膨らんでいるのでフラットな部分に密着するように両面テープを貼ります。
両面テープは1mm厚クッションのある強力形を用いています。
抜き差しのきついUSBは多少抑えてやる必要がありますが通常はこのまま抜き差しが可能です。
4portのうち1portは更にUSB2.0 HUBを取り付けてキーボードドングルなど普段抜き差ししない用途に使っています。


Pi4は前に引き出す余裕があります。
Pi3は予備機として即交代が可能です。

ウインドウ設定


desktop pagerは9個設定
htop pulaeaudio application-menuはdevilspie2のpin_window()で全てのページャーで表示
xtermはxdotoolで各ページャー個別に起動


TigerVNC Serverは自由にウインドウサイズを変更できるのでvncviewer起動時devilspie2でサイズを変更


moode audioのTightVNCは取り敢えずそのままで配置を変更

やはり作業エリアが広いと楽ですね。

Raspberry PI 4 HDMIモニター

当サイトにもやっとHDMIモニターがやってきました。

購入したHDMIモニターはHP 22f 21.5インチ 安い 軽い 小さめのモデル(価格.com限定モデル)

Raspberry PI 4 をメインのデスクトップ環境にしてみたいと思います。

Raspberry Pi 3B

取り敢えず現在メインのRaspberry PI 3Bに接続

ハマりポイントその1
無印のマイクロHDMI-HDMIケーブルを用意していたのですが全くダメダメでした。
動作保証のあるケーブルを購入するのがいいと思います。
結局100均アダプタと付属のケーブルで動作しました。

/boot/config.txtは以下の設定で動作

hdmi_force_hotplug=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=82


$ tvservice -s
DMT (82) RGB full 16:9 1920×1080 @ 60.00Hz
$ tvservice -n
device_name=HPN-HP_22f
defaultのconfig.txtでも映るのですが 4:3 1024×768になります。

Raspberry Pi 4B (32bit)

RaspberryPiOs(32bit)をインストール

3Bで設定した内容では4:3 1024×768となりアンパンマンの表示になります。
devica_nameが取得できない、またはsamsonのテレビ?として認識することが原因と思います。

HDMIの設定は以下にまとまっていると思います。
https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/hdmi-config.md
https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/config-txt/video.md
以上のページ(下側)からカスタムモードを設定

hdmi_force_hotplug=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_cvt 1920 1080 60 3
hdmi_drive=1 # 音声-hpjack


ハマりポイントその2
Custom modeはhdmi_mode=87を指定
16:9 1920×1080になりました。


正常表示
HP-22fはスピーカーを内蔵していないのでHPジャックから音声を出力します。
hdmi_drive=1 (raspi-configからも変更可)

Raspberry Pi 4B (64bit)

そろそろRaspberryPiOs(64bit)の正式公開も近いかなと感じています。(12月か?)
Raspberry Pi OS (64 bit) beta test version

config.txtは上記の設定でインストール
$ tvservice -s はDVI DMT (87)となりますが正常に表示しているので気にしないことにします。
ユーザーディレクトリは3Bのファイルを移行
文字サイズは相対的に小さくなったので各設定で1ポイント位大きくしています。

chromium-browserからchromiumに変わっているようです。(chromium-browserパッケージもあるようですが)
キャッシュを削除、chromium-l10nを追加インストールしています。

RaspberryPiOs(64bit)で環境を構築しようと思います。

Raspberry Pi(OrangePi) TigerVNC-Server + gparted

gpartedを起動するには特権(root権限)を必要とします。 当サイトで運用しているTigerVNC-Server環境では認証ライブラリが動いていないためgpartedをインストールしただけでは起動に失敗します。

オートマウントはudiskieをインストール、設定しています。

gpartedインストール

https://wiki.archlinux.jp/index.php/Polkit

 

# apt install gparted policykit-1-gnome

認証エージェントはpolkit-gnome
スタートは~/.vnc/xstartupに追記

/usr/lib/policykit-1-gnome/polkit-gnome-authentication-agent-1 &

gparted起動

$ gparted &


認証ダイアログが登場します


gparted起動

OrangePi3

Armbian_20.08.2_Orangepi3_focal_current

$ uname -a
Linux orangepi3 5.8.6-sunxi64 #20.08.2 SMP Fri Sep 4 08:52:31 CEST 2020 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux

gpartedインストール
アイコンセットにyaruを要求しているのでインストール

# apt install gparted policykit-1-gnome yaru-theme-icon

polkit agentは同様に

/usr/lib/policykit-1-gnome/polkit-gnome-authentication-agent-1 &


認証ダイアログ


gparted起動
メニューは英文表記のままですが特に困らないと思います
パーティション分割などはやはりGUIのgpartedが便利

当サイトの環境ではHDDをパーティション分割すると何故かデバイスIDが頻繁に変わってしまう現象が発生します。
単一のパーティションでは特に問題なく読み書きできています。
この現象は1TBのドライブでもあった(?)ように記憶しています。

OrangePi3の/etc/fstabは2.5インチHDDのみ固定しています。3.5HDDはnoautoを指定、udiskieでfstabの指定位置に自動マウント
起動時は2.5インチHDDのみ接続してあれば正常起動します。

UUID=xxx /home/hda ext4 defaults,noatime,nodiratime,commit=600,errors=remount-ro 0 1
UUID=xxx /home/hd3.5 ext4 defaults,noatime,noauto,nodiratime,commit=600,errors=remount-ro 0 1
UUID=xxx /home/hd4 ext4 defaults,noatime,noauto,nodiratime,commit=600,errors=remount-ro 0 1

Raspberry Pi 4TB 3.5インチHDDの実験 (USB-SATA)

今回は手元にあるUSB-SATAアダプターをいくつか試してみたいと思います。

いずれも中華ローコストアダプターです。

TOSHIBA DT02ABA400

4TB DT02ABA400 5V 560mA 12V 340mA
1TB DT01ACA100 5V 420mA 12V 420mA
4TBの12V定格電流は現在運用中の1TBより少ないのですが電源投入時の回転はじめは相当の電流を必要とするようです。

レビューではうるさいという報告がありますがヘッドの移動に伴うと思われる振動があります。
特にフォーマット直後はOSから何らかのチェックが入り数時間続きます。
終了後待機時は静かになります。
HDDケースまたは固定の仕方によっては気になるかもしれません。

Norel Systems NS1068X


ORICO 2189U3
1TB 2.5HDD 1TB 3.5HDD+XL6009 現在稼働中


Norel Systems NS1068X
4TB 3.5HDD+XL6009(改)で動作確認OK

JMICRON JMS578


今回購入 無印ケース
2.5インチ HDD SSD 外付けケース USB3.0 SSD 透明 クリア SATA3.0 ハードディスク 5Gbps 高速データ転送 UASP対応 3TB 電源不要 ポータブル ドライブ ケース


JMICRON JMS578
クリアケースに青LEDが映えるので2.5インチHDDはこのケースに変更予定


動作確認OK

VLI VL711-Q4


このタイプは中のチップに何が使われているかわからないことが多いです。
また中華品質なのでハズレに当たることもあります。


VLI VL711-Q4
今回は4TBにこのタイプを使って見ることにしました。
アダプタ $ 2.67 (送料込み)
XL6009基板 $ 0.77 (送料込み)


USB電源は40cmケーブル長を取り付け
アダプタへの5V供給は実験のためにジャンパーで切り替えを設けていますがやはり起動時は5Vを供給する必要がありそうです。
昇圧基板はLEDが見えるように貼り付け


動作確認OK
いずれも安定した電源(電圧、電流)が必要です。
ボードのUSB電圧も関係してきます。

ファイルサーバー OrangePi3

OrangePi3に積んでみました。(計6TB)

起動時は4TBディスクの電圧がドロップするので電源アダプタから供給しています。
取り敢えず読み書きは問題ありません。
基本は大事なファイルを今までどおり1TBのディスクに保存、クローンにもう1個の1TBディスク
それ以外のファイルを4TBディスクに保存の予定ですがディスク構成は再度考慮

問題点
Raspberry Pi4はSSDを装着しています。各アダプタはSSDで動作します。
作成した4TBアダプタとSSDの組み合わせでは4TBディスク読み書きの際マウントが外れたりハングアップしたりします。(原因不明)
OrangePi3のUSB3.0ポートは内蔵ハブに接続されています。ここが関係しているかどうかは不明ですがまたいずれPi4で確認してみたいと思います。

Raspberry Pi 4TB 3.5インチHDDの実験

ファイルサーバー(OrangePi3)は

以前作成した昇圧モジュール付きのUSB-SATAアダプタ

で1TBの3.5インチHDDを運用しています。

今回3年越しで貯めたポイントで4TBのHDDをGETしました。
以前と同様に5Vを昇圧して12VをHDDに印加することにします。
Raspberry PiやほかSBCで動作を確認、ファイルサーバーのOrangePi3に増設する予定でいます。

XL6009昇圧基板

以前の基板と予備として購入していた基板は大分様子が変わっています。

仮組みして動作させるとモーターは回転するのですがディスクを認識しません。
いろいろ検討してみましたが違いはこの基板しか無いようです。

回路

xl6009.pdf
上が旧基板、下新基板
基本回路は同じようですが新基板はコンデンサとコイルが追加(枠内)されており直流としては入力と出力が分離しています。
コンデンサとコイルを撤去、コンデンサ部分を直結にして旧基板と同じ方式に改造します。


邪魔になるものを外してコイルを取り外し
コイルはハンダを盛って熱を加え片側ずつこじると外れます
60Wクラスのコテと吸い取り線が必要です


コイルを外してコンデンサのところはハンダブリッジ
ポテンショメータはオリジナルと逆につけると右回しで電圧上昇

sata接続図

シリアルATA Wiki
コネクターピン配置


GND 5V 12Vは各3PINアダプター側でショートされています


各真ん中のピンを狙ってハンダ付け


XL6009基板には5V2Aの電源を用意、先に電源を入れてからZero(W)へ接続
無事ディスクが認識されました。

旧タイプはスイッチング(LOW)の期間も入力の5Vを確保することからボード側はSpin UPの状態を見ているものと考えています。

partedを日本語化

# apt install libparted-i18n

# parted /dev/sda
GNU Parted 3.3
/dev/sda を使用
GNU Parted へようこそ! コマンド一覧を見るには 'help' と入力してください。
(parted) p
エラー: /dev/sda: ディスクラベルが認識できません。
モデル: ATA TOSHIBA DT02ABA4 (scsi)
ディスク /dev/sda: 4001GB
セクタサイズ (論理/物理): 512B/4096B
パーティションテーブル: unknown
ディスクフラグ:


USB-SATA + XL6009の作成、SBCでの確認テストは次回にします。

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