由于市面上的 NAS 设备一般价值不菲,如果你手里有个树莓派,对于工程师来说自己 DIY 一个是非常的经济实惠的。
我们可以根据自己的喜好来定制外壳的造型:
只保留电源和网线接口
两个连接口都位于背面且彼此相邻
USB 连接器和电缆必须全部位于外壳内,以确保设计简洁美观
打印简单,不需要过于复杂的部件
可以适用树莓派 4 和 5
多行 OLED 显示屏
所有的部件都是价格便宜且容易获得的
在进行这个 NAS 设备的制作过程不仅需要一定的手工制作经验,还涉及到 3D 打印外壳部件、焊接技术以及软件配置等多方面的技能。
oledinfo.py
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Raspberry+Pi+NAS+-+Stand.stl
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Raspberry+Pi+NAS+-+Rack.stl
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Raspberry+Pi+NAS+-+Lid.stl
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Raspberry+Pi+NAS+-+Enclosure.stl
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在树莓派上安装操作系统镜像最简单的方法是使用 Raspberry Pi Imager。你可以在这里下载:Raspberry Pi Imager
Raspberry Pi Imager 非常方便使用:
将 micro SD 卡插入计算机
启动 Raspberry Pi Imager
选择 Raspberry Pi 型号
选择操作系统 ->选择“Raspberry Pi OS(其他)” ->选择“Raspberry Pi OS Lite(64位)'
在“选择存储”中,选择您的 micro SD 存储卡
单击“下一步”并按照进一步说明进行操作
自定义树莓派引导设置:
主机名
用户名
密码
时区
键盘布局
启用 SSH -> 选中
映像过程成功完成后,将 SD 卡插入树莓派的 SD 卡插槽。然后将电源线和网线连接到树莓派,并等待树莓派启动。几分钟后,查看路由器确定已分配给树莓派的 IP 地址。现在,可以通过 SSH 登录树莓派了。
提示:像 NAS 这样的网络设备应该始终具有固定的 IP 地址。固定 IP 地址可以通过 openmediavault 在树莓派操作系统中设置,也可以作为 DHCP 服务器上的静态分配。
名称解析可以通过 DNS 完成。如果你的网络中没有 DNS 服务器,则主机名也可以存储在网络中所有计算机上的主机文件中。NAS 也可以在没有名称解析的情况下进行操作,但只能通过其 IP 地址进行访问。
对于全新安装的操作系统来说,我们建议立即安装任何缺少的更新。通过 SSH 登陆到你的树莓派,并运行以下命令(如果是在国内,因为下载速度会很慢,请谨慎更新操作):
sudo apt-get -y update && sudo apt-get -y upgrade && sudo reboot
这个命令将搜索并安装系统中所有可用的更新,并在完成后重新启动系统
树莓派重启成功后,再次登录 SSH 并一一运行以下命令来安装我们一会儿需要使用的一些软件包:
sudo apt-get -y install i2c-tools
sudo apt-get -y install python3-pip
sudo apt-get -y install python3-psutil
sudo apt-get -y install python3-luma.oled
安装完所有软件包后,你可以将树莓派关机并断电。
NAS 机箱仅由四个部分组成,可以通过项目文件库下载外壳图纸打印:
https://make.quwj.com/project/510
外壳打印完成之后,使用烙铁将四个 M2.5 黄铜螺纹插件熔化到机架中,
通过 M2.5 黄铜螺纹以及螺钉,安装好树莓派和硬盘后,使用 SATA 转 USB 线将硬盘连接到树莓派。
打印外壳托盘后,使用烙铁将六个 M3 黄铜螺纹嵌件到外壳托盘的底部用来固定机架,再将另外四个 M3 黄铜螺纹嵌件到盖子连接点上。
下一步,准备电源连接。由于外壳打印的电源开口太小,因此 USB 插座的电线必须焊接在外壳内的 USB 插头上。
在开始焊接插头时,记得把连接器外壳滑道电线上。将黑线焊接到引脚 G 上,将红线焊接到引脚 V 上。这些引脚的位置可能会因 USB 插头制造商的不同而有所不同。最后,将外壳滑到 USB 插头上,在外壳上滴入一点热熔胶以便于更好的固定插头。
由于 OLED 屏幕非常敏感,在连接 OLED 屏幕 时,不要对显示屏施加太大的压力,可以略微弯曲外壳将显示器放入支架中,显示屏的上侧带有四个接线柱连接器,将显示器的底侧放入支架中,然后将其与上侧和两个支架卡入到位。
将机架放入机柜中,并用六颗 M3 螺钉将其固定,并将 USB-C 连接器插入树莓派的电源口。
与直接布线相比,使用 keystone 模块进行网络连接具有很多优势。LAN 端口可从外部访问,你可以非常轻松地连接和断开 LAN 电缆。如果你当前使用树莓派 4 作为 NAS,并希望稍后升级到树莓派 5,则不需要新的外壳,因为内部适配器非常灵活,既适合树莓派 4,也适合树莓派 5。
连接网线:
将跳线一端剪掉 25 厘米,并在电缆开口端剥去 3 厘米绝缘层。
将屏蔽层向后弯曲以接触到电线,将屏蔽层缠绕在电缆周围。
取下电线周围的保鲜膜
将电线穿过框架:引脚 1、2、3 和 6 的电线位于左侧,引脚 4、5、7 和 8 的电线位于右侧。
将电线固定在框架中并使用侧切刀将其切断
将框架推到触点上,然后合上金属半壳,直至其牢固地卡入到位
使用扎带消除应力
将梯形校正模块安装到机柜上。首先将模块插入顶部,然后向下摆动,直至塑料挂钩卡入到位
将跳线连接器插入树莓派的网络插座
现在将网线和电源连接到 NAS 并检查网络连接是否正常
将 OLED 的四个引脚连接到树莓派几个连接点较近的 GPIO 引脚上 。
GPIO 引脚 1 <=> VCC
GPIO 引脚 3 <=> SDA
GPIO 引脚 5 <=> SCK
GPIO 引脚 9 <=> GND
OLED 显示屏上的引脚位置可能会因制造商的不同而有所不同。在将显示器连接到树莓派的 GPIO 引脚之前,请务必检查显示器上的引脚名称!
你可以在项目文件库中找到附加的文件 oledinfo.py:
https://make.quwj.com/project/510
在这个程序中,会在 OLED 显示屏上显示不同的界面,其中包含有关 NAS 的有用信息。界面每 10 秒更换一次,循环往复。显示屏的亮度将在晚上 10 点至早上 7 点之间降低。由于该程序是 Python 代码,可以根据自己的需要轻松修改它。
在安装软件前,你需要开启 树莓派的 I2C 接口 ,通过 SSH 登录到你的树莓派 :
输入以下命令启动树莓派配置工具
sudo raspi-config
在配置工具中,转到“ 3 Interface Options ”并选择“ I4 I2C ”。然后你会被问到
Would you like the ARM I2C interface to be enabled?
选择“<Yes>”启用 I2C 接口。确认成功对话框后,选择“<完成>”按钮或按 Esc 键退出配置工具。
运行命令
sudo i2cdetect -y 1
你会看到以下内容
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 3c -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
如果你在此表中看到“3c”,则说明已检测到 OLED 显示屏,并且一切正常。如果没有,请按照之前步骤中的说明检查布线。
附加文件 oledinfo.py 包含显示输出的 Python 代码。当你的 OLED 显示屏正常工作时,你可以将文件 oledinfo.py 复制到树莓派上的用户主目录。最简单的方法是使用 scp 命令复制文件。
scp oledinfo.py admin@192.168.1.4:/home/admin
这里我使用的用户名和 IP 地址是 “admin ”和“192.168.1.4”,根据你的配置调整数值。
接下来登录你的树莓派并运行以下命令:
sudo mv /home/admin/oledinfo.py /usr/local/bin/
sudo chown 0:0 /usr/local/bin/oledinfo.py && sudo chmod 755 /usr/local/bin/oledinfo.py
将文件移动到正确的位置,并设置该文件的所有者和权限。
运行以下命令,测试显示是否正常使用:
/usr/local/bin/oledinfo.py
如果一切正常的话,你的 OLED 屏幕会开始显示一些输出。
你可以按 Ctrl + C 停止该程序的执行。
最后,配置每次树莓派启动时执行的文件:
sudo crontab -e
编辑 crontab
@reboot /usr/bin/python3 /usr/local/bin/oledinfo.py
到 crontab 的末尾,当你保存文件并离开编辑器时,将安装新的 Crontab。
重新启动你的树莓派查看显示屏是否在系统启动时激活:
sudo reboot
如果显示屏没有出现 openmediavault 的图标,请不要担心,因为接下来我们需要安装openmediavault,来让图标显示。
硬件准备好运行后,最重要的一点是:NAS 软件。
当然,可以安装任何喜欢的 NAS 软件。在下文中,描述了 openmediavault 的安装,因为安装易于执行,并且基于 Web 的用户界面使其易于管理。
安装 openmedivault 非常简单。要安装 openmediavault 软件,请通过 SSH 登录树莓派并运行命令:
sudo wget -O - https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/raw/master/install | sudo bash
安装完成后,在计算机上启动浏览器,然后转到:
http://192.168.1.4
(IP地址按照自己的来)
重要:使用 http:// 前缀,因为默认情况下不启用 HTTPS 协议。可以稍后启用 HTTPS。
openmediavault 登录页面应显示在浏览器中,可以使用以下凭据登录到 openmediavault 实例:
用户:admin
密码:openmediavault
(你可以使用自定义的用户密码)
现在,就可以开始配置 NAS了。