Кластер Raspberry Pi 4 с водяным охлаждением

Дешевый конкурент Raspberry Pi

Компания Hardkernel выпустила новый одноплатный компьютер Odroid-C4, способный, по заверениям ее представителей, конкурировать с Raspberry Pi 4 и обладающий большей по сравнению с ним производительностью. Построенный на четырехъядерном процессоре компании Amlogic, он поставляется с пассивной системой охлаждения, вместе с которой весит 59 граммов при размерах платы 85 мм в длину и 56 мм в ширину.

Odroid-C4

Hardkernel – это южнокорейский разработчик одноплатных компьютеров. Свой первый ПК, получивший название Odroid (без дополнительных индексов) она выпустила в 2009 г., на три года раньше релиза самого первого Raspberry Pi – плата Raspberry Pi 1 Model A вышла в 2012 г.

Как установить Windows на Raspberry Pi

Для самой быстрой и беспроблемной подготовки карты памяти для Raspberry потребуется операционная система Windows. Владельцы компьютеров Mac могут воспользоваться утилитой BootCamp, виртуальной машиной или средствами виртуализации приложений.

1. Переходим на сайт UUP dump для формирования и загрузки нужного образа Windows для Raspberry Pi.

2. Открываем раздел с актуальной сборкой для разработчиков под ARM-архитектуру.

3. Выбираем единственную доступную в списке сборку Windows 11.

4. Указываем подходящий язык системы и версию (Home или Pro).

5. Выбираем пункт Скачать и преобразовать в ISO после чего нажимаем кнопку Создать проект для скачивания.

6. Распаковываем загруженный архив и запускаем скрипт uup_download_windows.cmd.

7. Начнется загрузка и формирование образа для установки Windows 11. На это потребуется от 10 до 30 минут.

8. Скачиваем приложение Windows on Raspberry imager с сайта разработчика.

9. Распаковываем утилиту из архива и запускаем её.

10. Выбираем целевую карту памяти для записи образа и исходный файл образа Windows 11, который будет сформирован в папке с загруженной ранее программой.

11. В диалогах выбора драйверов, UEFI-прошивки и конфигурации ничего менять не нужно. Следует лишь указать используемую версию Raspberry 3 или 4.

12. Нажимаем кнопку Установить. Ждем пока произойдет форматирование карточки и распаковка образа.

13. Устанавливаем карту памяти в “малинку” и включаем одноплатник. Не забываем подключить монитор, клавиатуру и мышь.

14. Останется лишь произвести первоначальную настройку Windows 11 и дождаться установки и запуска системы.

Все зависит от используемой версии Raspberry и класса карты памяти. На установку может уйти от получаса до нескольких часов. На моей тестовой Raspberry четвертого поколения процесс занял около 40 минут, а вот вторая “малина” третьей генерации возилось с установкой почти два часа.

Next Steps

I travel a lot. That means I spend a lot of time away from my home office. While I can leave the cluster up and running and just ssh into it while I’m away, I’d actually sort of like to be able to take it on the road with me to shows. So, going forward, I’d really like just to be able to pick the cluster up and dump it down on any network.

That means I’m going to have to reconfigure the networking just a little bit.

Instead of directly connecting the Ethernet switch to the external network, and having my home router allocate IP addresses for each of the nodes, as a next step I’m going to add a USB Ethernet adaptor to the head node. This will give the head node two Ethernet connections.

The first will connect to the external network, giving the head node — and hence the cluster — an ‘external’ IP address. The second will connect to the cluster’s Ethernet switch. We can then configure the head node as a DHCP server for other three ‘internal’ nodes attached to the switch, creating a second network visible only to the cluster.

In this configuration I’ll still be able to ssh into the head node, but I’ll only be able to reach the three compute nodes from the head node. There is a problem however: How will I know the external IP address of the head node?

Пи теплоотводы

Чтобы начать охлаждение Raspberry Pi, вы можете подумать о подключении радиаторов. Они обычно доступны в парах, один для системы на чипе ( Broadcom BCM2835 SoC, стекированный процессор, графический процессор и чип оперативной памяти), а другой — для чипа локальной сети (который управляет адаптером Ethernet).

Радиаторы для Raspberry Pi обычно уже имеют нанесенный термоклей. Все, что вам нужно сделать, это отогнуть защитную пленку и прикрепить к чистому процессору (для уверенности используйте 91% спирта и ватный тампон).

В большинстве случаев стандартные радиаторы можно приобрести у Amazon. Доступно несколько разных типов, но все они очень похожи. Они также очень доступны. Если у вас есть несколько Raspberry Pi, стоит снабдить их всех радиаторами.

особенно хорошие примеры того, как можно использовать пассивное охлаждение.

Однако, если вы хотите что-то более активное, можно подключить вентилятор к Raspberry Pi, чтобы устройство оставалось прохладным. Все, что вам нужно, это подходящий вентилятор, который подключен к двум контактам GPIO для питания.

Многие подходящие поклонники доступны для Raspberry Pi, который вы найдете в Интернете. Однако вы можете предпочесть чехол с включенным вентилятором.

Вентилятор Raspberry Pi 3 Case Акриловый защитный чехол Raspberry Pi 3 Model B плюс прозрачный с внешним вентилятором Вентилятор Raspberry Pi 3 Case Акриловый защитный чехол Raspberry Pi 3 Model B плюс прозрачный с внешним вентилятором Купить сейчас на Amazon

Сравнение производительности

Разработчики из Hardkernel провели ряд сравнительных тестов нескольких одноплатных компьютеров, в подавляющем большинстве из которых Odroid-С4 значительно опережал Raspberry Pi 4. К примеру, в бенчмарке Dhrystone-2, тестирующем производительность процессора, Odroid-C4 набрал 4309 баллов, тогда как его соперник – лишь 3396.

Тест производительности процессоров

Графическая подсистема тестировалась в бенчмарке Glmark2-es2. Полученные результаты: 192 балла у Odroid-C4, 154 балла у Raspberry Pi 4.

Тест видеоподсистемы

По заверениям разработчиков, Odroid-C4 также обходит Raspberry Pi 4 по скорости работы памяти, потребляя при этом меньше энергии.

С новым макетом платы Raspberry Pi 4 не подойдет для старых образцов, но это небольшая цена за улучшения

Все изменения означают, что в макете платы есть некоторые изменения. Для начала порты USB и порт Gigabit Ethernet поменялись местами сзади. Теперь есть два порта micro-HDMI, а не один полноразмерный порт HDMI. И вход питания теперь USB-C, так как Pi 4 требуется 5 В 3 А питания, а не рекомендуемые 5 В 2,5 А питания более старых моделей.

Макет изменился с Pi 3 (слева) на Pi 4 (справа)

Все это означает, что Pi 4 потребуется новый корпус, поскольку он не подходит для корпусов Pi 3. Это небольшая цена, и вы можете купить официальный чехол Raspberry Pi 4 Model B, украшенный красно-белым пластиком.

Официальная упаковка для нового Pi 4

То, что осталось прежним, помогает Pi 4. Таким образом, вы по-прежнему получаете 40-контактный порт GPIO (который теперь переключается быстрее), и внутри находятся те же разъемы для камеры и дисплея, поэтому вы можете продолжать использовать эти периферийные устройства в своих проектах. ,

Поддержание этих разъемов с предыдущих компьютеров Pi означает, что вы можете легко перенести свои старые проекты на новый Pi. Или если вы начинаете с нуля и ищете вдохновение, старые проекты которые вы найдете в интернете, будут работать с новой платой.

Защитный чехол MazerPi для Pi 4

• Отличная тепловая эффективность
• Отличная производительность по низкой цене
• Достойное качество сборки

• Сложно построить
• Неприятный дизайн
• Хрупкие термопрокладки

Тип охлаждения: Активное | Размеры: 3,94 x 1,57 x 2,36 дюйма | Вес: 3,98 унции

Следующим в нашем списке стоит еще один MazerPi. Они определенно делают что-то правильное, чтобы дважды попасть в этот список. Этот чехол Armor — отличный вариант, и его обязательно стоит рассмотреть. Если вы в основном ориентированы на термические характеристики и производительность, этот вариант — беспроигрышный вариант. Однако он приносит некоторые жертвы в других областях. Вам решать, хотите ли вы с ними разобраться.

Во-первых, хотя этот чехол достаточно защитный, на самом деле он не выглядит соответствующим. Честно говоря, некоторые люди любят эту эстетику и любят выставлять радиатор и порты. Однако мы должны сказать, что такие кейсы, как Flirc и Argon Neo, выглядят намного лучше, чем этот. Это терпимо, но тот факт, что вы видите провода для фанатов, не приносит очков с точки зрения внешнего вида

К счастью, у этого кейса есть одно важное качество

Как мы уже говорили в начале, этот случай касается исключительно термиков. Он поставляется с двумя вентиляторами, которые охлаждают процессор, а также другие компоненты. Это гарантирует, что Pi 4 всегда работает холодно. Это действительно имеет большое значение, поскольку вы заметите огромное падение температуры при работе обоих вентиляторов. Поклонники здесь немного тише, в отличие от их предыдущего случая из этого списка.

Помимо эстетики, у этого есть еще несколько мелких недостатков. Одна из самых больших проблем заключается в том, что это может быть немного сложно собрать. Вместо винтов с крестообразной головкой используются фирменные винты. Будьте осторожны, применяя термопрокладки, так как они могут сломаться, если вы поторопитесь. Если вы можете справиться со всем этим для отличной производительности, это хороший случай только для теплового КПД.

Post Views:
158

Зачем охлаждать свой Raspberry Pi?

В большинстве случаев вам не нужно беспокоиться о том, чтобы ваш Raspberry Pi 3 остыл. Однако, если вы используете его в качестве медиа-центра Kodi

или как ретро игровой центр

тогда есть большая вероятность, что это окажется полезным.

Тепло это враг. Когда процессор загружается, становится теплее. Это тепло замедляет процесс, что приводит к увеличению объема обработки … Это замкнутый круг. Уменьшение тепла, выделяемого компьютерами, повышает производительность. Вот почему графические процессоры поставляются с огромными радиаторами и вентиляторами для отвода воздуха. Именно поэтому в корпусах ПК установлены вентиляторы на входе и выходе.

Когда дело доходит до Raspberry Pi, применяются те же правила. Но будьте осторожны: хотя охлаждение вашего Raspberry Pi может помочь, существует физический предел, который ограничит то, что вы можете с ним сделать. Даже помещение Raspberry Pi в морозильник здесь не поможет.

Overview

This tutorial will be a brief walk through the process of getting MicroK8s up and running on Raspberry Pi, and joining multiple Pis to form a production-grade Kubernetes cluster.

MicroK8s is a lightweight, fast, enterprise-grade Kubernetes. Whether you’re new to K8s or a power user, MicroK8s will help you save time and space on any embedded device or IoT projects.

This setup can be fully headless or using an HDMI screen and USB keyboard to control nodes of your cluster.

What you’ll learn

• Deploying Kubernetes on Raspberry Pi using MicroK8s
• Joining multiple deployments to form a cluster
• Managing the cluster: adding and removing nodes

What you’ll need

• A 16.04 LTS (or later) Ubuntu desktop
• A minimum of 2 Raspberry Pis, they need to be Pi 3B or later. (You can use as many as you like, here we use 3)
• A micro-USB power cable for each Pi (USB-C for Pi4)
• A USB power-supply with as many ports as you have boards
• A microSD card per Pi (8GB recommended), flashed with an Ubuntu Server image
• Some basic command-line knowledge

Optional:

• A monitor with an HDMI interface
• An HDMI cable if you’re using Pis 2 or 3 or a MicroHDMI cable for the Pi 4
• A Cat5/6 network cable for each board is preferred, but Wi-FI setup is possible as well
• A USB keyboard
• A cluster rack (Here we are using the Cluster Case from the PiHut)

You will also need to have all of the boards on the same network, with a terminal window ready to connect to each Pi through SSH.

Области применения

Тестирование операционных систем — это не единственный способ применения “Малинки Пи”. Устройство приобрело известность благодаря обширным возможностям преобразования мини-компьютера в оборудование для различного предназначения. Конечно, одним из самых популярных проектов является игровая приставка в стиле ретро (которая на практике является эмулятором).

Вместо того, чтобы на волне ностальгии заниматься поиском и покупкой NES Mini, SEGA Mega Drive Classic или PlayStation Classic, можно попытаться создать ретро-консоль самостоятельно. Те, кто не чувствует в себе силы создать такое устройство самостоятельно, можно попросту приобрести один из множества модифицированных вариантов Raspberry — включая Pegazus или даже ретро-автомат.

Конечно, возможностей применения множество. Начиная с датчиков парковки, детекторов движения, умного дома или даже интерактивного зеркала и заканчивая проектами, которые намного превосходят потребности «типичного» пользователя. В Интернете доступны проекты умной кофеварки, робота-животного, планшета, телефона, электронного скейтборда или игрушечного автомобиля, которые можно изготовить самостоятельно.

Преимущества:

• компактный размер;
• комплектация;
• высокая функциональность для различных приложений;
• расширенный интерфейс;
• относительно простая сборка и настройка;
• легкая операционная система с программным обеспечением;
• мощный процессор и много оперативной памяти.

Недостатки:

• высокие температуры процессора;
• вентилятор слишком громкий.

Blinking Lights

Alongside the USB flash drive (since I had one lying around) I installed a Blinkstick. A single software-controllable RGB LED, the stick actually comes in rather handy for server status light. It’s hard to ignore a blinking light. After slotting the stick into the head node’s last remaining USB port, you can set up the software by,

% sudo apt-get install -y python-pip python2.7-dev
% sudo pip install blinkstick
% sudo blinkstick --add-udev-rule 

from there it’s actually pretty easy to manipulate the RGB LED from the command line.

The Blinkstick is pretty bright.

Or when you want to use the Blinkstick programmatically to indicate status you can use the API, and your programming language of choice.

Building the Hardware

Putting together a cluster this size is actually pretty easy, after all I could just have had a pile of boards and a tangle of wires in the corner of my office and be done with it. But, inspired by a recent case build, I wanted to make my cluster as compact as possible, but I didn’t really have time to head down to my local FabLab and design an enclosure. Instead I just wanted to order all the appropriate bits and pieces and then bolt them together. Not amazingly Maker-y I know, but the cluster was a means to an end, not the project itself.

Since I had enough Raspberry Pi boards kicking around my office already, the first thing I needed was an enclosure to hold them.

The 4 board ‘dogbone’ enclosure

The enclosure I finally settled on was a four board stackable ‘dog bone’ case that I picked up on Amazon, although if you’re willing to wait a little bit there are plenty of similar cases on AliExpress that can be had for much less. It shipped overnight and I had it the next day; it was the only thing I bought to build the cluster as I had everything else on the shelf.

The 5-port USB Hub

The USB hub I used was the thing that actually inspired me to do the build in the first place: It’s a 5-port hub from Anker and has coincidentally about the same footprint as the Raspberry Pi itself. With five ports, there’s one port for each of my four Raspberry Pi boards, and a final port left over to power an Ethernet switch for the cluster.

The 5-port Ethernet Switch

My choice of Ethernet switch was entirely driven by two factors, size and voltage. I wanted it to more-or-less have the same footprint as Raspberry Pi, but I also desperately wanted it to be powered from my USB hub. So it had to take a 5V supply.

I couldn’t find a switch that was powered directly from USB, however I did find a couple on my shelves that were about the right size, and crucially could be driven using a 5V supply. That did however mean hacking a Frankenstein cable together.

The 5V power supply and a spare USB cable

The first step is to carefully snip off the end of the 5V supply cable, making sure to label which of the two wires corresponded to the two wires left attached to the power brick. Stripping off the ends of the wires you can plug the brick into the wall and use a volt meter to measure which of the two wires is +5V and which is GND.

The 5V supply cable (top) and the USB cable end (bottom)

Then snip off the end of the USB cable and carefully, as the wires inside the cable are small and delicate, strip back the cover to reveal the wires. You’re looking for the red and black wires, the others carry data. You can just cut them off, you won’t need them.

The internal wiring of a USB cable

Soldering the two end of the cables together — joining the +5V to +5V, and the GND to GND — and then covering each individual wire, as well as the join itself, with some shrink wrap gives me the Frankenstein cable I need to power the Ethernet switch from the last available port of my USB hub.

The Frankenstein cable

After searching through my stack of spare cables to find the shortest USB and Ethernet cables possible, sticking the cluster together at this point came down to cable ties and velcro.

The finished Raspberry Pi cluster

After tying everything together I added a Blinkstick for status notification, alongside a small 64GB USB flash drive for shared storage across the cluster, filling the two USB ports of the head node.

Related questions

Can I add more nodes in my cluster now? You can add more nodes to your existing cluster at any time (that’s what they do with supercomputers). You just need to create a new SD card, follow the node configuration steps for the new node and add the new IP address in the nodes_ips file.

The IP addresses are changing every day, what can I do? Yes, it’s a problem. For the test I didn’t do this step, but if you want to keep your cluster you need to do this. Depending on your network, you can either set a reservation in your DHCP server (so each Pi will always get the same IP on boot). Or you can set manually a static IP address in your network configuration (I explain how to do this at the end of this article).

What kind of usage do I really need a cluster for? In this tutorial, it was mainly the technology and the installation process that interested me. Not the possibilities that are now available with this cluster. This is another topic and I can’t fit all in only one article. If you want to go further, you can find more projects about clusters on Hackaday

Тестирование Raspberry Pi 4

Стресс-тест

Прежде чем приступать к тестированию я оценил эффективность использующегося охлаждения, установив утилиту stress:

sudo apt-get install stress

И выполнив следующую команду:

while true; do vcgencmd measure_clock arm; vcgencmd measure_temp; sleep 10; done& stress -c 4 -t 2100

Эта команда запускает выполнение утилиты stress, обеспечивающей 100% нагрузку на все 4 ядра в течение 35 минут. Параллельно выводятся текущие значения температуры и частоты процессора.

Начальная температура процессора составляла 45°C. При повышении нагрузки она быстро повысилась до 54°C, затем вышла на плато с колебаниями в пределах 56°C — 59°C. За первые 15 минут температура доросла до 61°C. К моменту окончания тестирования максимальное значение температуры составило 64°C.

Напомню, что предельная рабочая температура процессора Raspberry Pi составляет 85°C, а троттлинг начинается на 82°C.

Таким образом, использующийся в обзоре корпус подтвердил свою эффективность при использовании в качестве пассивного охлаждения и я могу рекомендовать его к покупке.

Использование в качестве десктопа: субъективные впечатления

Когда я тестировал Khadas Edge, то отметил, что при наличии 4 Гб оперативной памяти и более-менее производительного процессора использовать ARM-микрокомпьютер в качестве десктопа становится комфортно.

Нет, система не летает как на современных компьютерах с традиционной x86 архитектурой. Но уже и не выводит из себя постоянными микроподтормаживаниями после каждого действия.

С Raspberry Pi ситуация аналогичная: система не летает, но работает достаточно сносно для того, чтобы не вызывать дискомфорта. Ей вполне можно пользоваться в качестве десктопа. Особенно если речь идет о гараже, даче, мастерской — тех местах, где наличие компьютера не требуется на повседневной основе, но все же не помешало бы.

Веб-серфинг и YouTube

«Тяжелые» сайты на Raspberry Pi 4 грузятся медленнее, чем на ПК. Там, где на хорошем ПК загрузка страницы займет пару секунд, на малине придется подождать секунд 5-6. Но уже прогруженной страницей можно нормально пользоваться, ничего не дергается и не подвисает при скролле.

Видео в 1080p на YouTube идет с едва заметными подергиваниями. Зато в 720p все идеально.

Проблемы с Wi-Fi

Так и не смог оценить качество беспроводного соединения при подключении к беспроводной сети в 5 Ггц диапазоне.

Во-первых, Wi-Fi-адаптер «малинки» обладает очень низкой чувствительностью и даже будучи вытащенным из металлического корпуса и расположенным в метре от роутера умудряется иногда отображать низкий уровень сигнала.

Во-вторых, соединение с 5 Ггц беспроводной сетью постоянно рвется по непонятным для меня причинам. Попытки переключения каналов ситуацию не улучшили. Возможно предназначенный для китайского рынка Xiaomi Mi Router 4 имеет какие-то особенности, несовместимые с микрокомпьютером, создававшимся в первую очередь для рынка британского, но подобных проблем с другими устройствами у меня никогда не возникало.

Впрочем, проблемы с работой Wi-Fi я не считаю серьезными, поскольку убежден что при наличии у устройства Ethernet-адаптера нужно пользоваться именно проводным подключением к сети. А тут у Raspberry Pi 4 все обстоит хорошо.

Тестирование производительности

Для тестирования производительности использовался пакет Phoronix Test Suite и браузерный бенчмарк Octane 2.0.

	Khadas Edge	Raspberry Pi 3	Raspberry Pi 4
PostMark (Disk perfomance) больше — лучше	1282	88	94
RAMSpeed SMP (Integer) больше — лучше	4713.37	1692.45	3941.44
RAMSpeed SMP (Floating point) больше — лучше	4691.84	1580.41	3814.39
C-Ray (CPU perfomance) меньше — лучше	632.93	2831.820*	648.866
Octane 2.0	7024	2685	8382

* во время проведения теста начался троттлинг

Непонятными для меня остаются результаты теста C-Ray: и в случае с Khadas Edge и в случае с Raspberry Pi 4 я ожидал значительно лучших результатов. И если в случае с Edge имеющийся результат можно было оправдать перегревом, то в случае с Raspberry Pi 4 троттлинга в процессе проведения этого теста не было.

Ставим Zabbix 4.0

Создаем пользователя и базу для zabbix в MariaDB под рутом:

Далее устанавливаем zabbix

Импортируем схему и данные (вводим пароль от базы zabbix)

Редактируем конфиг:

Добавляем туда пароль от базы zabbix

Чтобы при перезагрузке сервера zabbix не вешал на пол часа систему из-за того MariaDB успела остановиться раньше чем zabbix (в этому случае zabbix будет пытаться долго и упорно сконнектиться с базой) — прописываем в настройках сервиса что требуется mysql:

В редакторе прописываем следующие строчки и сохраняем файл:

Стартуем сервер и агент zabbix и прописываем в автозапуск

Далее настраиваем фронтенд для zabbix, редактируем конфиг zabbix для апача

прописываем нашу таймзону там где комментарий # php_value date.timezone Europe/Riga и рестартуем апач

Выставляем права на файлы zabbix

Заходим в веб-морду zabbix http://raspberry-ip/zabbix/ и прописываем настройки zabbix, после завершения входим с дефолтными пользователем и паролем:

Username: Admin

Password: zabbix

Меняем сразу пароль на свой.

Качаем этот архив, распаковываем. Файл userparameter_rpi.conf копируем в папку /etc/zabbix/zabbix_agentd.d , а файл rpi_zabbix_cputemp.xml импортируем в шаблоны zabbix (Настройка-Шаблоны-Импорт). Добавляем импортированный шаблон «Raspberry PI CPU Temperature» — Настройка-Узлы сети-Шаблоны.

Перезапускаем агент:

Программное обеспечение

Raspbian основан на популярном дистрибутиве Linux Debian 10. Это система, используемая на серверах и суперкомпьютерах, которая славится своим стабильным, тщательно протестированным и безопасным программным обеспечением. Для Raspbian использовалась облегченная среда рабочего стола LXDE, созданная специально для менее производительных компьютеров. В нее включена поддержка многих языков, хотя могут встретиться некоторые элементы на английском. Так что для полной конфигурации могут потребоваться его базовые знания.

Raspbian не испугает пользователей, которые ранее не общались с Linux. Система основана на рабочем столе, окнах и управляется с помощью левого и правого щелчка мыши, как и в среде Microsoft Windows. В Raspbian панель задач по умолчанию находится вверху, а раскрывающееся меню находится слева.

В нем размещены предустановленные программы, отсортированные по категориям, включая Libre Office, браузер Chromium с функциями безопасности и блокировки рекламы, инструменты для программирования, простые аксессуары и игры (в том числе упрощенный Minecraft). Программное обеспечение можно установить с помощью «Установка и удаление программного обеспечения» или «Рекомендованного программного обеспечения». В общем, недостатка в простых играх и инструментах, включая GIMP, не ощущается.

Доступен и файловый менеджер, похожий на тот, что использует Windows. Ярлыки можно добавить на рабочий стол или в верхнюю панель. В правом верхнем углу находится панель со значками для настройки сети, устройств Bluetooth, времени и календаря. Более опытные пользователи найдут здесь и терминал, управляемый с помощью текстовых команд.

Для тех, кого не устраивает интерфейс, похожий на Linux, хорошим решением будет установка операционной системы от внешних поставщиков, таких как Windows 10 IoT Core или OSMC. Первый вариант — это предложение для пользователей, привыкших к среде Microsoft, а второй превращает мини-компьютер в домашний мультимедийный центр. Не лишним будет протестировать Ubuntu MATE, LibreELEC, RISC OS или Ichigo RPI, потому что каждое программное обеспечение может «превратить» Распбери в устройство для выполнения совершенно разных задач.

Управление вентилятором с помощью биполярного NPN-транзистора

Первое что приходит на ум — поставить биполярный NPN-транзистор. Вентилятору требуется 200мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 200мА, лучше раза в 2-3. В импортных даташитах этот параметр называется Ic, в наших Iк. Подойдут транзисторы: 2N5550, 2N5551, 2N2222A и т.д.. У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику.

Схема подключения вентилятора

Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:

Таким образом, при подаче «1» на вход нашей схемы ток от источника питания потечёт через резистор R1, базу и эмиттер на землю. При этом транзистор откроется и ток сможет идти через переход коллектор-эмиттер, а значит и через нагрузку (вентилятор).

Резистор R1 играет важную роль — он ограничивает ток через переход база-эмиттер. Если бы его не было, ток не был бы ничем ограничен и просто испортил бы управляющую микросхему (ведь именно она связывает линию питания с транзистором).

Кроме того, нужно помнить, что нагрузка индуктивная и нужен защитный диод D1. Дело в том, что энергия, запасённая магнитным полем, не даёт мгновенно уменьшить ток до нуля при отключении ключа. А значит, на контактах нагрузки возникнет напряжение обратной полярности, которое легко может нарушить работу контроллера или даже повредить его.

Adding Disk

One of the things I plugged into the head node was a 64GB flash drive. This is fairly easy to mount,

% mkdir /mnt/usb
% sudo chown -R pi:pi /mnt/usb
% sudo mount /dev/sda1 /mnt/usb -o uid=pi, gid=pi

but if you want it to automatically mount on boot you’ll need to add the following to the /etc/fstab file,

/dev/sda1 /mnt/usb auto defaults,user 0 1

However I wanted to go a bit further and make this disk available to all four of the nodes. To do this I used NFS and autofs. On all four of the nodes you’ll need to go ahead and install the NFS client software,

% sudo apt-get install nfs-common

and on rpi1, rpi2, and rpi3 you’ll need to create a mount point

% sudo mkdir /mnt/nfs
% sudo chown -R pi:pi /mnt/nfs

Then on the head node, rpi0, you’ll need to install the NFS server software

% sudo apt-get install nfs-server

and edit the /etc/exports file,

# /etc/exports: the access control list for filesystems which may be exported
/mnt/usb rpi1(rw,sync)
/mnt/usb rpi2(rw,sync)
/mnt/usb rpi3(rw,sync)

to add the three compute nodes. After doing that you’ll need to restart the RPC services,

% sudo update-rc.d rpcbind enable && sudo update-rc.d nfs-common enable
% sudo reboot

After rebooting you can check from one of the compute nodes to make sure that rpi0 is exporting the disk over NFS correctly. At this point you could pretty easily just edit the /etc/fstab file and add the disks. However that might prove problematic depending on the order in which the nodes boot. Instead on all three of the compute nodes you should install autofs,

% sudo apt-get install autofs

and then edit the /etc/auto.master file adding

/mnt/nfs /etc/auto.nfs

at the end. Then create the /etc/auto.nfs file, adding,

rpi0   rpi0:/mnt/usb

and restart the autofs service,

% sudo /etc/init.d/autofs restart.

if all goes well at this point if you change to the /mnt/nfs/rpi0/ directory and the disk attached to the head node should automatically mount itself. You can check,

% df -h
Filesystem 1K-blocksUsed Available Use% Mounted on
rootfs14984668 25132281181235618% /
/dev/root 14984668 25132281181235618% /
devtmpfs470416 0470416 0% /dev
tmpfs94944 232 94712 1% /run
tmpfs 5120 05120 0% /run/lock
tmpfs 189880 0189880 0% /run/shm
/dev/mmcblk0p1 57288 19448 3784034% /boot
rpi0:/mnt/usb 604670086460466944 1% /mnt/nfs/rpi0

to see whether it has been automatically mounted.