Jak podłączyć Raspberry Pi do komputera PC lub laptopa za pomocą USB?
Raspberry Pi to popularny komputer jednopłytkowy wykorzystywany w wielu projektach DIY. Choć zazwyczaj używany jest z monitorem, klawiaturą i myszą do interakcji na miejscu, zdarzają się sytuacje, w których może być potrzebny dostęp do Raspberry Pi z komputera PC lub laptopa za pomocą samego połączenia USB.
Pozwól mi wyjaśnić w erudycyjny sposób, poprowadzimy Cię krok po kroku, zapewniając łącze USB umożliwiające wprowadzanie poleceń, a także interfejs z graficznym interfejsem użytkownika (GUI) na urządzeniu Raspberry Pi.
Tryb gadżetu USB
Kluczowy aspekt, który umożliwia płynną łączność USB z Raspberry Pi w środowiskach Linux, jest określany jako “tryb gadżetu USB”. Atrybut ten okazuje się szczególnie korzystny w przypadku zdalnego dostępu do Raspberry Pi za pośrednictwem Secure Shell (SSH) zamiast polegania na połączeniach bezprzewodowych; można ustanowić bezpośrednie połączenie między urządzeniem a laptopem, wykorzystując USB zamiast Wi-Fi.
Aktywacja trybu gadżetu eliminuje konieczność konfigurowania połączenia Wi-Fi lub podłączania urządzeń zewnętrznych, a funkcjonalność ta może być wykorzystywana zarówno z modelami Raspberry Pi 4, jak i Raspberry Pi Zero. Jednak jego kompatybilność z najnowszą iteracją, Raspberry Pi 5, pozostaje obecnie niepewna.
Poprzez kompleksowe badanie, zagłębiamy się w istotne różnice, które charakteryzują najnowszą flagową ofertę Raspberry Pi, Raspberry Pi 5, w porównaniu do jej poprzednika, Raspberry Pi 4.
Niezbędne komponenty wymagane do konfiguracji
Oto lista tego, czego będziesz potrzebować:
Raspberry Pi 4, Raspberry Pi Zero i Raspberry Pi Zero W/Zero 2 W to popularne urządzenia komputerowe, które stanowią niedrogą alternatywę dla tradycyjnych komputerów.
Dostarczone akcesorium to kabel USB-C, który wymaga adaptera do połączenia z urządzeniami wyposażonymi w port micro USB. Należy pamiętać, że może to dotyczyć niektórych modeli urządzeń Zero.
⭐Laptop lub komputer stacjonarny
⭐Karta microSD
Instalacja systemu operacyjnego
Zacznij od zainstalowania Raspberry Pi OS na karcie microSD. Zostało to bardzo ułatwione dzięki oficjalnemu narzędziu Raspberry Pi Imager , które upraszcza flashowanie karty microSD.
Wykonaj kroki opisane poniżej w spójny sposób, aby uzyskać optymalne wyniki:1. Zainicjuj instalację Raspberry Pi Imager w systemie komputerowym.2. Po uruchomieniu przejdź do zakładki “Choose OS”.3. Wybierz żądaną opcję systemu operacyjnego, a mianowicie “Raspberry Pi OS”.4. Następnie kliknij przycisk “Wybierz kartę SD” i wybierz wyznaczone urządzenie pamięci masowej, które będzie hostować nowy system operacyjny - zazwyczaj jest to podłączona karta microSD.
Aby uzyskać dostęp do bardziej skomplikowanych opcji konfiguracji, należy kliknąć symbol koła zębatego znajdujący się w prawym dolnym rogu. W ten sposób można zmienić nazwę hosta na “raspberrypi.local”, aktywować połączenia Secure Shell i przypisać konto użytkownika “pi” lub dowolną alternatywną nazwę, określając jednocześnie hasło, które odpowiada Twoim wymaganiom.
Kliknij “Zapisz”. Gdy to zrobisz, rozpocznij proces flashowania, wybierając opcję “Write”, a następnie klikając ją.
Konfiguracja Raspberry Pi
Aby przejść do trybu gadżetu USB na Raspberry Pi, konieczne będzie wprowadzenie pewnych zmian w konfiguracji, podczas gdy karta microSD pozostaje podłączona do komputera. Korzystając z graficznego interfejsu użytkownika lub interfejsu wiersza poleceń, należy uzyskać dostęp do katalogu głównego za pomocą eksploratora plików lub emulatora terminala. Następnie w katalogu głównym zlokalizuj i zmodyfikuj plik konfiguracyjny zatytułowany “config.txt”, dodając następującą linię na jego końcu:
dtoverlay=dwc2
Włączenie modułu DWC2 (DesignWare Core) na Raspberry Pi umożliwia zarządzanie jego funkcjonalnością USB. W szczególności dotyczy to kontrolera USB wykorzystywanego przez sprzęt Raspberry Pi. Moduł DWC2 odgrywa kluczową rolę w ułatwianiu trybu gadżetu USB, umożliwiając tym samym Raspberry Pi działanie jako urządzenie USB, w tym służąc jako adapter Ethernet, po połączeniu z innym urządzeniem komputerowym przez USB.
Jeśli ten dokument zawiera linię “otg\_mode=1”, należy ją zakomentować za pomocą symbolu “#”, po którym następuje spacja, w następujący sposób: bash#otg_mode=1
# otg_mode=1
Aktywacja ustawienia “otg\_mode=1” staje się zbędna, gdy używany jest “dtoverlay=dwc2”, ponieważ z natury zarządza trybem gadżetu USB.
W pliku cmdline.txt zlokalizuj polecenie “rootwait” i dodaj nowy wiersz kodu bezpośrednio pod nim.
modules-load=dwc2,g_ether
moduły “dwc2” i “g\_ether”. Pierwszy z nich jest odpowiedzialny za nadzorowanie funkcji kontrolera USB DWC2, który jest niezbędny do pracy w trybie gadżetu USB. Jednocześnie drugi z nich umożliwia korzystanie z funkcji gadżetu Ethernet. Integrując te dwa elementy, Raspberry Pi ma możliwość podszywania się pod interfejs Ethernet poprzez połączenie USB, zapewniając tym samym zdalny dostęp przez SSH bez konieczności fizycznego połączenia sieciowego.
Przywołany fragment pliku cmdline.txt jest przedstawiony w następujący sposób:
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=6c586e13-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait modules-load=dwc2,g_ether quiet init=/usr/lib/raspi-config/init_resize.sh
Zapisano dokument i zamknięto aplikację do edycji tekstu.
Dodatkowe opcje konfiguracji dla użytkowników systemu Windows
Niektóre dodatkowe dostosowania mogą być wymagane dla użytkowników systemu Windows. Aby rozwiązać adres hosta .local Raspberry Pi, należy zainstalować Bonjour Print Services dla systemu Windows.
Instalacja sterownika RNDIS
Jeśli Raspberry Pi pojawia się tylko jako port COM w Menedżerze urządzeń, należy zainstalować sterownik RNDIS .
Konfiguracja udostępniania sieci
Aby uzyskać dostęp do opcji udostępniania połączenia sieciowego między hostem Windows a Raspberry Pi, przejdź do Panelu sterowania, wybierając “Panel sterowania” z menu Start lub naciskając klawisz Windows \ + X na klawiaturze, a następnie wybierz “Centrum sieci i udostępniania”. W tym interfejsie znajdziesz link “Zmień ustawienia adaptera” w lewym okienku; kliknij go raz, aby otworzyć okno Połączenia sieciowe.
Aby zlokalizować kartę sieciową Raspberry Pi, wyszukaj urządzenie o nazwie “USB Ethernet/RNDIS Gadget”. Po jego zidentyfikowaniu należy zwrócić uwagę na przypisaną mu nazwę, którą w razie potrzeby można zmodyfikować. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy konkretne połączenie sieciowe, które ma zostać udostępnione i przejdź do jego właściwości, wybierając “Właściwości” z menu kontekstowego. Następnie przejdź do zakładki “Udostępnianie” w ustawieniach sieci.
Wybierz, czy zezwolić użytkownikom zdalnym na nawiązywanie połączeń za pośrednictwem połączenia internetowego, wybierając opcję “Zezwalaj innym użytkownikom sieci na łączenie się przez połączenie internetowe tego komputera” lub odznaczając ją.
Dostęp do Raspberry Pi przez SSH
Po pomyślnym nawiązaniu połączenia USB można zdalnie uzyskać dostęp do systemu operacyjnego Raspberry Pi przez Secure Shell (SSH), otwierając aplikację terminala na urządzeniu komputerowym. Wystarczy wprowadzić kolejne polecenie w interfejsie terminala, aby zainicjować proces:
ssh [email protected]
Dzięki tej metodzie uzyskasz dostęp do interfejsu wiersza poleceń Raspberry Pi.
Dostęp do interfejsu graficznego Raspberry Pi za pomocą VNC
Płynne korzystanie z graficznego interfejsu użytkownika można osiągnąć poprzez implementację Virtual Network Computing (VNC), która jest wysoce zalecana do tego celu. Funkcja zdalnego dostępu zapewniana przez VNC umożliwia użytkownikom dostęp do graficznego interfejsu użytkownika (GUI) Raspberry Pi przy użyciu innego komputera za pośrednictwem bezpiecznego połączenia ustanowionego przez sieć. Aby zainicjować ten proces, można wykonać odpowiednie polecenia w ramach istniejącej sesji SSH na komputerze lokalnym lub urządzeniu zdalnym.
sudo raspi-config
W menu konfiguracyjnym Raspberry Pi, przejdź do sekcji “Interface Options” naciskając klawisz “Enter”.
Użyj klawisza strzałki w dół, aby dokonać wyboru spośród dostępnych opcji, a następnie potwierdź swoją decyzję, naciskając ponownie klawisz Enter.
Aby nawiązać zdalne połączenie z Raspberry Pi z komputera osobistego lub laptopa, należy najpierw pobrać i zainstalować na urządzeniu oprogramowanie RealVNC Viewer. Po zainstalowaniu uruchom program i przejdź do sekcji “Host” w interfejsie użytkownika. W tej sekcji wprowadź adres sieci lokalnej “raspberrypi.local” za pomocą klawiatury, a następnie naciśnij klawisz “Enter”.
Po nawiązaniu połączenia oczekuje się, że graficzny interfejs użytkownika Raspberry Pi zostanie wizualnie przedstawiony na ekranie urządzenia komputerowego.
Rozwiązywanie problemów
Podczas ustanawiania połączenia USB między Raspberry Pi a komputerem osobistym można napotkać powtarzające się błędy.
W przypadku wystąpienia problemu, w którym pulpit nie może zostać wyświetlony podczas próby nawiązania połączenia zdalnego za pośrednictwem Virtual Network Computing (VNC), zaleca się ponowne uzyskanie dostępu do sesji Secure Shell (SSH) i wykonanie krok po kroku procedury opisanej poniżej:
sudo raspi-config
Uzyskaj dostęp do menu Opcje systemowe, przechodząc do niego przy użyciu preferowanej metody. Po uzyskaniu dostępu do menu znajdź opcję uruchamiania lub automatycznego logowania. Wybierz tę opcję i użyj klawisza strzałki w dół, aby podświetlić “Desktop Autologin - Desktop GUI”. Spowoduje to skonfigurowanie systemu tak, aby po uruchomieniu automatycznie logował się do środowiska graficznego przy użyciu nazwy użytkownika “pi”. Po skonfigurowaniu autologowania, przejdź do menu Opcje wyświetlania i wybierz “Sesja VNC”.
Naciśnij klawisz “Enter”, a następnie wybierz “Zakończ”. Pojawi się monit o ponowne uruchomienie systemu. Po zapytaniu, czy chcesz kontynuować restart, wybierz “Tak”. Oczekuje się, że ta czynność wyeliminuje wszelkie problemy i umożliwi pomyślne połączenie z VNC.
Ponadto ważne jest, aby utrzymywać zaktualizowaną wersję systemu operacyjnego Raspberry Pi, ponieważ rozwiązuje to potencjalne niezgodności i optymalizuje jego ogólną funkcjonalność.
Sterowanie Raspberry Pi z komputera przez USB
Po ustanowieniu połączenia między Raspberry Pi a komputerem za pośrednictwem łącza USB, możliwe staje się zdalne sterowanie interfejsem wiersza poleceń urządzenia za pośrednictwem Secure Shell (SSH). Co więcej, aktywując Virtual Network Computing (VNC), możliwe jest wizualizowanie graficznego interfejsu użytkownika Raspberry Pi na laptopie przy użyciu oprogramowania RealVNC Viewer.
Takie podejście oferuje bezproblemowy sposób łączenia się z Raspberry Pi za pośrednictwem połączenia USB, co jest szczególnie korzystne, gdy łączność Wi-Fi jest niedostępna.