Raspberry Pi: instalacja obrazu systemu Raspbian (cz. 3)

W poprzedniej części tego kursu uruchomiliśmy Rasberry Pi za pomocą Noobs. Noobs (New Out Of Box Software) to rodzaj sprytnego instalatora, który pozwala na łatwe przygotowanie karty SD oraz umieszczenie na niej wybranego systemu operacyjnego. Albo kilku…

Niestety prostota ma swoją cenę: taka instalacja trwaaaaa… Na szczęście są znacznie szybsze sposoby na przygotowanie karty SD dla naszej Raspberry. Wymagają wprawdzie kilku dodatkowych operacji – ale za to pozwolą szybciej rozpocząć zabawę, są bardziej niezawodne i nie robią takiego bałaganu na karcie, jak tylko Noobs potrafi.

Poniższy tekst stanowi kolejną część mini-cyklu na temat obsługi Raspberry Pi. Listę wszystkich części znajdziecie tutaj.


Kurs wspiera: electropark.pl
electropark_logo


Raspbian Jessie – pobieranie

W tej chwili, bezpośrednio ze strony Fundacji, możecie pobrać dwie wersje Raspbiana Jessie: „normalną” i „lite”. Jessie wyposażono w bogaty zestaw narzędzi (np. pakiet LibreOffice). Wersja „lite” jest mniejsza i w ogóle pozbawiona interfejsu graficznego – świetnie nadaje się dla Raspberry Zero.

Starsze wersje dystrybucji dostępne są pod tym linkiem.

Zaczynamy od pobrania obrazu dystrybucji – w tym przypadku wersji Jessie:

Co to jest dystrybucja? Dystrybucja to taki zestaw, kompozycja różnych aplikacji, bibliotek, sterowników i skonfigurowanego jądra systemu (aka. systemu operacyjnego). Użytkownik „biurowy” wybierze dystrybucję wypełnioną aplikacjami, która pozwoli mu na swobodną pracę. Guru programowania wybierze dystrybucję, która uruchamia się w 0.30 sekundy i wymaga zdolności Jedi, żeby ją skonfigurować.

Czym jest obraz dystrybucji? Obraz dystrybucji (systemu) to rodzaj jej kopii, ale z pominięciem organizacji logicznej. Kopiowanie pliku między katalogami opiera się na organizacji logicznej systemu plików (drzewa katalogów). Tworzenie obrazu systemu polega na „zrzucie” sektorów dysku, jego fizycznej zawartości, bez wgłębiania się w szczegóły np. jakie są nazwy poszczególnych plików. Stąd też obraz dysku będzie  zawierał również dane normalnie niewidoczne dla użytkownika lub przestrzenie nie zajęte przez żadne pliki.

Jak widzicie pobieranie jest darmowe i nie wymaga żadnej rejestracji.

Pobrany obraz spakowano programem ZIP. Nie powinniście mieć problemu z jego rozpakowaniem. Pod Windows wystarczy dwukrotnie kliknąć na pobrane archiwum i przeciągnąć znajdujący się w nim plik typu „img” w jakieś znane miejsce – tu założę, że jest to katalog c:\temp\.

Nie nagrywajcie na kartę pobranego pliku ZIP… Nie uszkodzicie Raspberry… ale też się ona nie uruchomi… Rozpakujcie ZIP’a – nagrywamy „img”, który jest w jego środku.

Teraz pozostaje nagrać rozpakowany plik c:\temp\2016-02-26-raspbian-jessie.img na kartę SD.

Rozpakowany przez Was plik może mieć trochę inną nazwę. Pierwszy człon nazwy tego pliku stanowi data stworzenia obrazu. Im nowszy obraz – tym świeższa data. Zawsze starajcie się pobierać najnowsze wersje dystrybucji.

Nagrywanie obrazu dystrybucji na kartę SD

Nie chodzi tu o zwykłe przekopiowanie tego pliku na kartę SD. Rozpakowany przez Was plik zawiera dokładną, fizyczną (nie logiczną) kopię systemu udostępnnionego dla Was przez Fundację. I tak właśnie trzeba go umieścić na karcie: bajt po bajcie, blok po bloku na Waszej karcie SD. Nie nagrywamy tutaj plików – raczej fizyczne dane.

Zacznijcie od umieszczenia karty SD w Waszym komputerze. Większość laptopów wyposażono już w czytnik kart SD. Jeżeli go nie macie – możecie użyć takie podłączanego do gniazda USB:

U góry: czytnik kart podłączany do USB; u dołu: karta microSD i adapter do USB
U góry: czytnik kart podłączany do USB; u dołu: karta microSD i adapter do USB

Nie musicie czyścić karty, ponieważ:

Poniższe operacje całkowicie i nieodwracalnie usuną dane z karty SD – i zastąpią je Raspbianem. Upewnijcie się, że nie ma tej karcie żadnych wartościowych danych. Zwłaszcza, jeżeli właśnie wyjęliście ją z kamery wideo, aparatu fotograficznego czy Waszego smartfona. Jeżeli to potrzebne, zróbcie kopię danych.

Do nagrywania obrazu dystrybucji pod Windows najwygodniej posłużyć się programem Win32Imager. Możecie go za darmo pobrać z sieci: pobieranie Win32Imager.

Win32Imager do uruchomienia wymaga praw Administratora.

settings_6Program jest bardzo prosty w obsłudze – jednak zanim go uruchomicie, pamiętajcie:

Wybranie dysku w polu „Device” i wciśnięcie klawisza „Write” spowoduje usunięcie wszystkich danych na wskazanym urządzeniu. Co więcej – urządzenie takie może stać się „niewidzialne” dla Waszego systemu. Upewnijcie się, że w polu „Device” nie figuruje napęd, który odpowiada np. dyskowi twardemu podłączonemu do jednego z portów USB.

W powyższy sposób straciłem kiedyś zawartość mojego czytnika e-Ink. Pomyliły mi się literki i zamiast na karcie SD – Raspbian wylądował w pamięci czytnika. Wierzcie mi, ponowne uruchomienie go zajęło ładnych kilka godzin. Uważajcie.

Uruchomcie teraz program Win32Imager. Następnie:

  • W polu „Image file” podajcie nazwę pliku obrazu ze ścieżką dostępu do niego, tutaj: „c:\temp\2016-02-26-raspbian-jessie.img”. Możecie kliknąć ikonkę katalogu, żeby wybrać ten plik w okienku dialogowym;
  • Upewnijcie się, że pole „Device” wskazuje numer napędu określającego Waszą kartę SD;
  • Jeszcze raz sprawdźcie, czy napęd wskazany w „Device” to Wasza karta SD;
  • Wciśnijcie „Write” – rozpocznie to proces zapisu na kartę.

Po chwili program poinformuje Was, że proces nagrywania obrazu na kartę został zakończony. Dobra robota – możecie uruchomić Raspberry używając właśnie nagranej karty!

A co na Linuksie?

Na Linuksie jest jeszcze łatwiej – bo odpowiednie narzędzie do nagrania obrazu systemu na kartę już istnieje – nazywa się „dd”. Cóż – może nie jest tak efektowne (nie ma interfejsu graficznego) – ale równie skuteczne. Wystarczy użyć komendę „dd”:
dd bs=1M if="źródło" of="urządzenie karty"

Tu również musicie uważać przy wyborze docelowego urządzenia: nagranie obrazu nieodwracalnie uszkodzi dane na nim. Najpewniej docelowym urządzeniem będzie /dev/mmcblk0. Możecie to sprawdzić za pomocą innej komendy:
$ lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 465,8G 0 disk
├─sda1 8:1 0 9,3G 0 part [SWAP]
├─sda2 8:2 0 4M 0 part
├─sda3 8:3 0 240,5G 0 part /home
├─sda4 8:4 0 139,7G 0 part /
└─sda5 8:5 0 76,3G 0 part
mmcblk0 179:0 0 14,5G 0 disk
└─mmcblk0p1 179:1 0 14,5G 0 part /media/arek/EOS_DIGITAL

Widać tu, że nasza karta SD to „mmcblk0”. Stąd jej urządzenie to „/dev/mmcblk0”. Dla pliku obrazu zapisanego w katalogu domowym ~/Downloads/2016-02-26-rasbian-jessie.img, kartę możecie zapisać poleceniem:
sudo dd bs=1M if=~/Downloads/2016-02-26-rasbian-jessie.img of=/dev/mmcblk0

Konfiguracja Raspbiana

Karta przygotowana. Włóżcie ją do gniazda na spodzie Raspberry. Podłączcie monitor, klawiaturę, myszkę, kabel sieciowy (lub karte WiFi) i zasilcie płytkę. Wasz Raspbian wystartuje i automatycznie uruchomi interfejs graficzny (lub konsolę tekstową dla wersji „lite”).

Jest kilka elementów, które możecie skonfigurować.

Sieć bezprzewodowa WiFi

Mając uruchomiony interfejs graficzny, możecie skonfigurować kartę WiFi. Udostępni to Raspberry możliwość bezprzewodowego łączenia z Waszą siecią domową.

Włóżcie Kartę WiFi do portu USB. Jeżeli system jej nie zobaczy –  zrestartujcie Raspberry.

Kupując Raspberry Pi 3 zaoszczędzicie na dodatkowej karcie WiFi – już wbudowano ją w system.

W górnym – prawym rogu ekranu znajdziecie ikonkę przedstawiającą 2 komputery. Kliknijcie ją lewym klawiszem myszy. Pojawi się lista znanych sieci bezprzewodowych; wybierzcie Waszą sieć domową:

2016-01-17-14-07-31Teraz pojawi się okienko z zapytaniem i klucz do siecie (jeżeli Wasza sieć jest w ten sposób zabezpieczona). Podajcie odpowiednie hasło:

2016-01-17-14-07-44Po chwili Raspberry połączy się z siecią. Wtedy ikonka komputerów zmieni się na wskaźnik mocy sygnału sieci.

Rozszerzenie systemu plików

Gdy wypalacie obraz systemu operacyjnego na karcie SD, tworzycie jakby fizyczną kopię oryginalnego dysku, na którym zbudowano system. Obraz ten jest zazwyczaj mniejszy niż rozmiar karty SD. Ale system nie widzi pozostałego, wolnego miejsca na karcie SD. Procedura „rozszerzania” systemu plików polega na takiej zmianie, żeby system operacyjny zobaczył całe miejsce dostępne na karcie SD. Warto ją więc przeprowadzić, żeby uzyskać dodatkowe miejsce na Wasze pliki i programy.

Uruchomcie narzędzie konfiguracyjne Raspberry: z menu startowego wybierzcie „Preferences/Raspberry Pi Configuration”:

settings_0Na zakładce „System”, wybierzcie opcje „Expand filesystem”:

settings_1System plików zostanie rozszerzony przy następnym starcie systemu operacyjnego. W związku z tym następny start systemu może potrwać trochę dłużej.

W trybie konsoli możecie użyć polecenia „sudo raspi-config”.

Strefa czasowa

Raspberry będzie pobierała czas z Internetu. Musi jednak również uwzględnić lokalną strefę czasową. W tym samym narzędziu konfiguracyjnym, wybierzcie zakładkę „Localisation” i wciśnijcie przycisk „Set Timezone”:

settings_2Teraz ustawcie „Area” na „Europe” a „Location” na „Warsaw”:

settings_3Wciśnijcie klawisz „OK”. Teraz Raspberry do czasu pobranego z internetu doda odpowiednie przesunięcie tak, żeby czas był zgodny z lokalną strefą.

Interfejsy

Za pomocą narzędzia do konfiguracji, możecie również uruchamiać (ang. enable) lub wyłączać (ang. disable) interfejsy. Wybierzcie zakładkę „Interfaces” i zaznaczcie jedną z opcji:

  • Camera: uruchomienie kamery podłączanej do złącza CSI,
  • SSH: konsola SSH, zdalne łączenie się/zarządzanie Raspberry po sieci,
  • SPI: interfejs komunikacyjny SPI, używany np. do sterowania wyświetlaczami,
  • I2C: interfejs komunikacyjny I2C, używany np. do sterowania pamięciami EEPROM,
  • Serial: szeregowa konsola podłączana do pinów 8 i 10 (Tx i Rx) – trzeba wyłączyć np. dla GPS komunikującego się przez UART.
settings_4Taktowanie i pamięć GPU

Na zakładce performance możecie ustawić dwie rzeczy:

  • Taktowanie procesora: im wyższe, tym procesor chodzi szybciej – ale układ bardziej się grzeje i może szybciej zużywać,
  • GPU memory: ilość pamięci przydzielona dla układu graficznego – im większa, tym szybciej będzie wyświetlana grafika, ale wolniej mogą być dokonywane np. operacje arytmetyczne.

settings_5Kompatybilność wstecz

SoC Broadcoma 2835 (Pi A/B, A+/B+ i Pi Zero), 2836 (Pi 2) oraz 2837 (Pi 3) są kompatybilne. Oznacza to, że możecie używać tej samej wersji Raspbiana na każdej z tych platform.

Nie dla każdej dystrybucji jest to prawdziwe. Dla przykładu OSMC (system multimedialny) należy użyć osobnego obrazu dla SoC 2835 i osobnego dla pozostałych.

Podsumowanie

Powyższy poradnik pozwoli Wam na szybkie zainstalowanie Raspbiana na karcie SD. Skoncentrowałem się tutaj na Raspbianie, ale każdy system operacyjny, dostarczany w formie obrazu, instaluje się w taki sam sposób.

Opisany tutaj Raspbian to najpopularniejsza, ale nie jedyna dystrybucja, którą możecie zainstalować na Raspberry. Oprócz niego możecie użyć dystrybucji Ubuntu (w wersjach Mate lub Snappy Core), multimedialne OSMC lub OpenELEC – zajmiemy się nimi w kolejnych częściach tego kursu.

Dodatek: jak wyłączyć Rasberry?

Podobnie jak w przypadku Windows, system Raspberry powinno się odpowiednio zamykać. W tym celu, kliknijcie przycisk menu w górnym lewym rogu i wybierzcie pozycję „Shutdown”.

2016-01-17-15-38-33 Na ekranie pojawi się okienko, które pozwala wyłączyć Raspberry („Shutdown”), zestartować ją („Reboot”) lub wylogować użytkownika („Logout”).

2016-01-17-15-38-53Wybierzcie akcję i wciśnijcie klawisz „OK”.

Arkadiusz Merta