Raspberry Pi 4B: собираем платформу для сервера Home Assistant

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com (подробнее »)
| Обзор | Умный дом

Здравствуйте друзья

Этот обзор будет посвящен аппаратной платформе на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi 4B, которую я собрал для сервера управления умным домом Home Assistant. Я расскажу полностью о всех ее частях, вплоть до выбора кабеля питания, а о установке операционной системы и сервера Home Assistant — можно будет узнать из видеоурока на моем канале youtube

Ссылки на все компоненты показанные в обзоре - 

Raspberry Pi 4B

Начну с главного — с одноплатника. На сегодняшний день существует 3 версии, отличающиеся объемом оперативной памяти, 1, 2 и 4 GB. Я выбрал максимальную версию — на 4 GB, сэкономить несколько долларов на более легких версиях не видел смысла.

 

В базовой поставке имеется только одноплатник размером 88 x 58 мм и инструкции, все остальные компоненты, про которые я расскажу далее, нужно покупать отдельно.

Сердцем устройства является 64х разрядный, 4х ядерный процессор Broadcom BCM2711, частотой 1,5 ГГц, графический процессор VideoCore VI с OpenGL ES 1.1, 2.0, 3.0  Как я уже сказал — в моей версии установлено 4 GB оперативной памяти. Одноплатник оснащен интерфейсами CSI и DSI для подключения камеры и дисплея, а также 40 пиновым разъемом GPIO

Разъем питания — в формате USB Type C, что облегчает покупку кабеля, к которой нужно отнестись внимательно — устройство достаточно мощное. Разъемов для видео — теперь два, в формате microHDMI (до 4Kp60). Так же имеется композитный 3.5 jack для вывода звука/видео

Четыре порта USB, два из которых стандарта 3.0 и гигабитный порт Ethernet, беспроводные коммуникации представлены двухдиапазонным Wi-Fi адаптером (2.4GHz / 5GHz) стандарта IEEE 802.11 b/g/n/ac, и Bluetooth 5.0 BLE

Встроенной памяти, к сожалению, в устройстве нет, штатный способ установки носителя — слот формата micro SD. На данный момент, напомню, поддержки загрузки с USB — нет. Хотя можно использовать карту памяти только для загрузки, а операционную систему устанавливать на внешний диск, либо, так поступил я, использовать EMMC память с разъемом под micro SD

Корпус

Мой личный опыт, показывает, что корпус и охлаждение лучше совмещать, это весьма эффективно, к тому же позволяет обходится без активных элементов — вентиляторов. Такой корпус я и приобрел для своей платформы. Цвет выбрал черный, он лучше смотрится в моих условиях.

Этот вариант корпуса — полностью закрытый, сделан из металла, отверстия имеются только для интерфейсных разъемов. 

Он собирается из двух частей, видно что для отвода тепла изнутри сделаны специальные отводы точно над самыми горячими точками одноплатника. 

Сначала устройство устанавливается в нижнюю часть корпуса, с той стороны теплоотводов нет. Все отверстия идеально совпадают с разъемами

Благодаря специальным выступам совпадающих с отверстиями на плате миникомпа — он отлично фиксируется на одном месте

Вид со стороны Ethernet и USB портов — все совпадает с точностью до миллиметра.

4 теплоотвода предназначены для процессора, чипа оперативной памяти, беспроводного и сетевого контроллера. Это главные горячие точки.

Стоит ли говорить о том, что в этом случае тоже все совпадает идеально. 

В комплекте с корпусом имеются и теплопроводящие накладки, для плотного и надежного контакта поверхности чипов с теплоотводами. не забываем перед установкой снять защитные бумажные стикеры.

Теперь можно соединить обе части корпуса, как видим — качество сборки на высоте, все совпадает, все отверстия там, где и должны быть

На одном из торцов имеется узкая вентиляционная щель выполняющая роль воздухозаборника, при этом пыль в нее попадать не будет

Части корпуса соединяются при помощи четырех винтов, которые идут в комплекте. Кроме соединения корпуса, они обеспечивают фиксацию платы и надежный тепловой контакт с чипами.

Шестигранник тоже нашелся в коробке с корпусом, никаких дополнительных инструментов не понадобится. Плотно завинчиваем все четыре винта

Теперь мини компьютер в сборе и почти готов к установке операционной системы и сервера умного дома

EMMC to micro SD

Вместо ненадежной карты памяти, я приобрел более надежный модуль EMMC с адаптером для установки в слот micro SD. Упакован он был во много слоев пузырьковой пленки.

Модуль памяти и адаптер под micro SD — сделаны раздельно, в комплекте еще есть пара крепежных винтов, правда они мне не пригодились

Соединяются они между собой через 20 контактный разъем, на модуле с памятью есть наклейка где указан его объем

Модуль в сборе — довольно громоздкий, и будет торчать из корпуса, но такова плата за надежность.

Еще один момент, для записи на этот модуль нужно иметь внешний USB картридер. У меня нашелся вот такой, все подошло замечательно. 

Через встроенный в ноутбук картридер — увидеть память не получилось. C USB — все отлично.

При использовании этого картридера я получил вот такие показатели скорости, но думаю тут основное бутылочное горлышко — сам картридер, в малину модуль ставится напрямую

Кабель питания

Я не поленился купить и отдельный кабель питания для одноплатника, обратившись к многократно проверенному производителю — Ugreen

Кабель имеет заявленную пропускную способность по току до 3А, я взял полуметровой длины, мне достаточно.

Я специально выбрал вариант с Г образным разъемом, кстати точно такие же кабеля но micro USB используется у меня для 3х версий raspberry

В случае с USB Type C — все гораздо удобнее, так как разъем симметричен и может подключаться любой стороной. 

Например если нужны разъемы micro HDMI — то его можно развернуть его таким образом

Я их не использую поэтому развернул кабель в сторону Ethernet и USB портов.

Из за громоздкости модуля EMMC я посчитал что удобнее будет расположить корпус, так сказать вверх ногами, хотя это конечно понятие относительное.

Видеоверсия обзора

 

Спасибо за внимание

48 комментариев

p
с таким корпусом сколько температура в простое/ под нагрузкой?
p
Просто у меня в подобном корпусе (https://aliexpress.ru/item/32959937765.html) держало 60 в покое (вентиляторы отключены). А штатные вентиляторы — полное г… шуметь начали через месяц.
Я приколхозил толстую 40 мм Noctua и запитал от системных 5В — стабильные 43С в покое и 62С под стресс тестом
1507278702933555@facebook
40 максимум
p
если не затруднит закатайте классический расбериан
apt-get install stress-ng
stress-ng --class cpu --sequential 4 --timeout 600s --metrics-brief
И минут через 5 после запуска в соседней консоли
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
Просто реально не понимаю почему у меня для поддержания тех же параметров требуется принудительный вентилятор
1507278702933555@facebook
Смысл в синтетических камнегрелках? Мне важно как он будет себя вести в реальных условиях, у меня стоит HA + c десяток контейнеров, самая трудоемкая задача — комплиция бинарников для esphome — справляется влет. Выше 40С не наблюдал ни разу, температурный мониторинг постоянно и в онлайне.
1507278702933555@facebook
106070644733302153770@google
На картинке Rpi 3B+, а 4-ка говорят сильно погорячее будет.
1507278702933555@facebook
На картинке 4ка
p
странно у меня 43-45 причем с внешним вентилятором.
На борт +24
k
Есть специальные флэшки под видеозапись постоянную, проще было их использовать.
107275252382382353460@google
У флешки скорость чтения/записи ниже.
k
Учитывая что сама платформа тормозная, мне такое бредовое стремление к скорости непонятно.
Нужна скорость? Берем что нибудь на интеле с ССД на мsata ( например GIGABYTE GA-SBCAP3350), он Raspberry порвет тогда легко.
Последний раз редактировалось
106070644733302153770@google
А сколько эта беда стоит?
Последний раз смотрел NUC'и, так они с приличными характеристиками с 16 т. начинались. Буржуи их любят, а по мне дороговато.
k
Плата GIGABYTE GA-SBCAP3350 сейчас 10 тысяч стоит.
p
у меня на этой платке homeassistant крутится и еще пара сервисов.
Да и для особых извр… эстетов 10-ку можно запустить
Последний раз редактировалось
1507278702933555@facebook
Отличный линукс, это вам не винда уродская :) работает как часики годами
p
Да, линукс требует изучения матчасти. У него минус — довольно высокий порог вхождения. Sad, bu true. Подскажи, какого софта для сервера тебе не хватает особенно серверного. Ибо для десктопа малинка и линукс не лучший выбор. Разве что бабушкакомп.
1507278702933555@facebook
Цель описана в заглавии обзора. Красноглазить не надо, достаточно посмотреть мой цикл уроков по установке и настройке Home Assisstant — ссылка на мой канал в начале обзоре. По этому мануалу с задачей справится даже кривой и убогий. И железка будет спокойно работать долгие годы.
107275252382382353460@google
Щель на торце корпуса не для вентиляции, а для шлейфа подключаемого к гребенке 40pin например для дисплеев.
1507278702933555@facebook
А в его отсутствие — для вентиляции! :)
N
а ещё есть много одноплатиков либо с напаянным emmc либо с более зарятанным разьемом
117728618187977888060@google
Зачем непонятные переходники для sd? Народ уже давно ставит ssd с подключением через USB. Тем более, что 3 и 4 rpi уже поддерживают загрузку с usb. У меня хорошо работает даже через usb2, а тут малинка имеет уже usb3 с отличными скоростями. И не надо мучаться с умирающими картами
1507278702933555@facebook
3 — да, 4 — нет, или вы написали собственный бутлоадер для нее? или посетили нас из будущего?
117728618187977888060@google
Скорее из прошлого. Нашел на форуме rpi скрипт, который настраивает /boot на загрузку системы с подключенного через USB диска. Это было решение для rpi2. Тема называется «Boot Pi2 from USB(extern SSD)»
1507278702933555@facebook
Это прекрасно и?
117728618187977888060@google
А дальше уже каждый сам для себя выбирает плюсы и минусы работы системы на SSD и через sd, в том числе с экзотическими emmc. У меня все крутится на SSD и я всегда могу подключить диск к компьютеру, при необходимости получить доступ к файлам, хранить всю информацию на относительно дешёвых носителях и не заморачиваться о надёжности носителя в сравнении с sd картой. SSD всегда можно заменить на 2,5 hdd, что будет ещё дешевле.
В
Эх и хорошо у вас там в прошлом было, Rpi4 поддерживала загрузку с usb, а у нас, тут в настоящем все плохо, USB boot is not currently supported. Once it is ready a beta release will be announced on the Raspberry Pi Forums, говорят разработчики малины, но не знали они, что те форумы находятся в прошлом!)))))
Собственно тут и говорят -
https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/booteeprom.md
117728618187977888060@google
К сожалению, очень многие видят буквы и слова, но им сложно сделать шаг вперёд и понять смысл информации. Если использовать ту статью, про которую я упоминал выше, то на RPi4 можно использовать ssd для рабочей системы точно так же, как на RPi2. Кстати, такой способ работает и для RPi3. Это подсказка для тех, кто не успел сообразить сам, что можно использовать sd карту для загрузки ядра (boot loader), а SSD для рабочей системы. Т.к. у sd карты в таком режиме практически отсутствует запись (только при обновлении компонентов ядра), то и карточка не помрёт через полгода в отличие от режима работы только на карте.
В
Так никто с этим и не спорит, просто автор стати имел ввиду, что на RPi3 это из коробки работает, а на RPi4 нужно bootcode.bin на sd карте держать. А по поводу EMMC to micro SD, я с Вами полностью согласен, ерунда какая-то, я на свою RPi4 купил SSD 32GB + адаптер, получилось в два раза дешевле и намного эстетичнее.
Nintendo
А смысл в модуле если можно поставить карту MicroSD такого же объёма? при таком симпатичном корпусе портить вид торчащей из него железкой ну такое себе. Я просто не понял чем модуль лучше чем нормальная флэшка. У вас это никак не описано. Кроме того что карта ненадежная. Хотя если купить сразу нормальную фирменную MicroSD, то она будет работать долго и без сбоев.
p
Микросд (особенно дешевые) мрут как мухи. Особенно при постоянном режиме запись-удаление. ТС же планирует под homeassistant. Тут в сутки пишется-удаляется 500 Мб+ в сутки
1507278702933555@facebook
Ни разу не будет… Дохнут постоянно что фирменные что дешманские, еще бабка надвое сказала какая дольше будет работать. Меня слабо трогает «симпатичность» корпуса, интересуют исключительно его способность эффективно отводить тепло, равно как и от модуля памяти — требуется максимальная надежность. К сожалению понятия микро СД и надежность — несовместимы
106070644733302153770@google
У меня карта Samsung на 64Г 10 класса накрылась, для HA специально брал. А я последние настройки не сохранил, то-то бомбануло. Буду пробовать предлагаемый вариант, спасибо автору за идею!
p
del
Последний раз редактировалось
1507278702933555@facebook
Давно уже поставил, крутится Home Assistant — все отлично
V
Где скорость чтения/записи на eMMC модуль ?
что бы понять целесообразность втыкания этого мутанта
1507278702933555@facebook
Скорость ни разу не целесообразность. Надежность
V
eMMC через какой то донгл и торчащий за пределы корпуса это «Надежность»
1507278702933555@facebook
Да. А в чем проблема? Намного надёжнее микро сд, прекрасно дохнущей внутри корпуса.
Я конечно понимаю, что вам с вашего дивана виднее :) Но тем не менее это факт
Последний раз редактировалось
V
я не диванный аналитик, у меня на малинах построены системы водоснабжения в населенных пунктах с централизованным контролем и мониторингом
за почти 5 лет только 2 MicroSD карты сдохло
raspbian конечно оптимизирован для уменьшения коо-ва записи на карты, да и температуры работы зимой -15 -20 в помещениях
так и не понял в чем смысл emmc ?
на недавних картах MicroSD скорость записи явно выше чем в обозреваемой eMMC
1507278702933555@facebook
А у меня более десятка карт сдохло и на распбианах и на убунтах за последние 4 года, доверия у меня к ним нет совершенно. И скорость записи меня слабо интересует в этом ключе
106070644733302153770@google
Последний раз редактировалось
G
Отличный обзор!
Хочу дать совет — в комплекте (по крайней мере мне достались такие) идут термопроводящие прокладки, на которые двусторонний скотч наклеен только с одной стороны. На фото из обзора видно, что ты налепил их на корпус не клеевой стороной, соответственно, они прилипнут к чипам на Raspberry. На мой взгляд, рациональнее лепить их на сам корпус, так как разобрав всю конструкцию, мы снова получим «голый» Pi, и корпус с наклеенными на него термопрокладками. Таким образом сохраняется возможность переставить Pi в другой корпус, наклеить на него радиаторы, а если нужно — вернуть всё в корпус из обзора.
113095695559819635217@google
Привет. Подскажите, питание любое подойдет? в плане должна ли быть поддержка QC3? заказываю блок питания и провод PZOZ.
1507278702933555@facebook
QC не надо, 5 В, 2.5-3 А
113095695559819635217@google
но если она будет, то так тоже можно?

Добавить комментарий