Raspberry Pi 3ヘッドレス セットアップ: Raspberry Pi 3にRaspbianとNOOBSをインストールする

Pi 3を独立したコンピュータとして使用できるように、専用のモニター、キーボード、マウスを使用することをお勧めしますが、これが常に可能であるとは限りません。では、仕事をこなすのにノートパソコンしかなく、スペースも資金も限られている場合はどうすればよいでしょうか?心配しないで。Raspberry PiシステムはSSHまたはシリアル接続で完全に機能し、実行するために追加のアイテムをまったく必要としません。効果的なヘッドレス セットアップを行うには、OSをインストールして接続を確立するという2つのことを行う必要があります。方法は次のとおりです。

Raspberry Pi 3シリアルからUSBへの変換の間違い

私が最初に考えたのは、次のようなシリアル-USBアダプタを利用することでした。 アダフルーツ Raspberry Piシリアルケーブル。私はこれまで、Pi 1および2だけでなく、さまざまなプログラミング プロジェクトでもこれらを信頼して使用してきました。比較的簡単だと思っていましたが、すぐにそうではないことがわかりました。RXとTXは デバイスに受信する そして デバイスから送信する そのため、アダプタのRXをRaspberry PiのTXに接続し、TXをPiのRXに接続する必要があります。Raspberry Piでは、TXとRXの適切なピンはそれぞれ8と10です。必ずピン9または6のいずれかにアースを接続してください。私は、5V電源とアースにピン4と6を使用する小型ファンがあり、負荷の高い作業中でもPiを冷却できるため、ピン9をアースに使用することを好みます。

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シリアル ケーブルをすべて接続し、NOOBSをSDカードにロードしてシステムを起動する準備ができたのですが、すぐに2つの問題に遭遇しました。NOOBSはデフォルト構成ではすぐにはヘッドレス インストールを実行できず、シリアル ポートは操作できない回復コンソールに接続しました。追加のインターフェース デバイスがないとNOOBSのインストールに苦労する問題を回避するために、SDカードにRaspbianを直接再ロードしました。このプロセス全体を通して、私はPiをセカンダリ モニターに接続して、進行状況を確認し、作業が順調に進んでいることを確認しました。Raspbianは正常にインストールされましたが、シリアル コンソールに何も表示されず、入力にも反応しませんでした。

調べてみると、 ラズベリーパイ3 シリアルコンソールを接続します。新しいPiにはWi-Fiや ブルートゥース、彼らを支援するためコネクションが利用されました。具体的には、以前はシリアル コンソールが存在していたUARTがBluetooth通信に使用されるようになりました。このUARTが必要だった理由は、Bluetoothモジュールに必要なシステム クロック速度に依存せずにバス速度を設定できるためです。Raspberry Pi 3にはセカンダリUARTが存在しますが、ボーレートがシステム周波数に結びついているため、プロセッサ速度が変化するとボーレートも変化してしまうという問題があります。固定ボーレートがなければ、効果的な通信を実現することはほぼ不可能です。この問題を解決するには、システム周波数を固定し、115200の一貫したボー レートを可能にする構成フラグを使用します。これには、Raspberry Piの全体的なパフォーマンスが低下するという残念な副作用がありますが、Raspberry Piを強制的に一定のターボ モードにすることで対処できます。注意: Piにヒートシンクを設置し、ファンで冷却している場合にのみ、ターボ モードを強制してください。

シリアルインターフェースを有効にした場合の影響

mini-UARTのシリアル接続を有効にするには、Raspbianが入ったSDカードをWindowsマシンに挿入したときにルート ディレクトリにあるconfig.txtファイルに「enable_uart=1」を追加します。Raspberry Pi内からファイルシステムを見ると、Config.txtは /boot/ にも存在します。これを行うと、Piが起動して実行されるとすぐにシリアル コンソールにアクセスできるようになります。これで、Raspbianがロードされた microSDカード を挿入し、Puttyなどのターミナルを開いてPiに接続できるようになります。

Raspberry Piへのシリアル インターフェイスが開かれたので、コマンド ラインを使用してWi-Fiに接続できるようになりました。Piの範囲内にあるすべてのアクセス ポイントを一覧表示するには、コマンド「sudo iwlist wlan0 scan」を使用します。接続するWi-FiのESSIDと、SSIDの下にリストされている使用されている認証スタイルを特定する必要があります。この方法の残りの部分はWPAおよび新しいWPA2保護では適切に機能しますが、RADIUSサーバーまたはWPA2エンタープライズを使用して認証する場合は別のガイドが必要になります。WEPは簡単に破られるため、ワイヤレス設定では使用しないことを強くお勧めします。SSIDとWi-Fiキーを取得したら、「sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf」を使用してwpa-supplicant構成ファイルを編集します。SSIDとキーを自分の情報に置き換えて、ファイルの末尾に次のテキストを追加します。

ネットワーク={

ssid="以前のESSID"
                psk="Wi-Fiパスワード"
}

Ctrl+Xを押し、次にYを押し、最後にEnterを押してnanoを終了し、ファイルを保存します。これで、WPAサプリカントは変更を認識し、リストされたネットワークへの接続を試行するはずです。そうでない場合は、「sudo ifdown wlan0 && sudo ifup wlan0」を使用して手動でインターフェースを再起動するか、「sudo reboot now」で再起動してください。「ifconfig wlan0」を使用して、ネットワーク接続を確認し、SSH経由で接続するIPアドレスを特定できます。Inet addrは、ネットワーク上のPiのIPアドレスです。

専用のキーボードとマウスがない場合、このようにシリアルを使用することは、Raspberry Pi 3をオンラインにするための私の推奨方法です。これにより、WiFiを構成し、IPアドレスをすばやく決定して、シリアルからSSHに移動できるためです。シリアル インターフェイスの使用が終了したら、Piでより高いクロック速度を再度有効にするために、前に変更したconfig.txtファイルで「enable_uart」を0に変更することをお勧めします。この最後のステップは、シリアル接続によってもたらされる結果を回避するのに役立ちます。

Raspberry Pi 3でのRaspbian WiFi設定: より簡単な方法

Wi-Fiを起動して実行するためのもう1つのはるかに簡単な方法は、構成した wpa_supplicant.conf ファイルを、最近作成したRaspbian SDカードのルートにドロップすることです。これは、まだインストール プロセスを経ていない、新しく作成されたSDカードであることが重要です。Raspberry PiでSDカードを起動すると、インストール プロセスによってカスタマイズされた構成ファイルがメイン システムに引き込まれ、Piがネットワークに接続できるようになります。シリアル接続と比較したこの方法の欠点の1つは、SSH経由で接続できるようにIPアドレスがすぐにわからないことです。カスタマイズされていない新しく起動したPiのネットワーク名は「raspberrypi」になります。つまり、プライマリ マシンと同じネットワーク上にある場合は簡単にpingを実行して、SSH接続のIPアドレスを取得できます。

SDカード経由でRaspberry Pi 3にNOOBSをインストールする

利用可能なNOOBSインストーラーは少し手間がかかりますが、複数のOS機能に対応するNOOBSが提供されます。NOOBSヘッドレスを使用するには、サイレント インストール用に設定し、Raspbianをインストールした後にwpa-supplicantファイルを移動できる必要があります。NOOBSでサイレント インストールを有効にするには、SDカードのルート ディレクトリにある recover.cmdline ファイルを編集する必要があります。最初、ファイルは次のようになります。

runinstaller quiet ramdisk_size=32768 root=/dev/ram0 init=/init vt.cur_default=1 elevator=deadline

サイレントインストール用に変更され、デフォルトでUSキーボードに設定されたバージョンは次のようになります。

runinstaller quiet ramdisk_size=32768 root=/dev/ram0 init=/init vt.cur_default=1 elevator=deadline keyboard=us silentinstall

このバージョンの リカバリ.cmdline SDカードにあるOSを自動的にインストールします。SDカードにはOSが1つだけ存在することが重要であり、そうでないとサイレント インストールは機能しません。現在のNOOBSオフライン インストーラーにはRaspbianが搭載されており、変更なしで正常に動作しました。

コピーをサポートするために wpa_supplicant.conf ファイルに、ProcountのNOOBSConfigというサードパーティ ツールを追加する必要があります。これには、Raspbianのwpaファイルをコピーするための具体的な例があります。

silentinstallとNOOBSConfigを追加すると、Raspberry Piに挿入して完全に自動インストールし、ネットワークに接続できるSDカードが提供されます。上記と同じ手順に従って、pingを使用してIPアドレスを見つけ、新しい小さなLinuxマシンにSSHで接続することができます。

ヘッドレスRaspberry Pi 3セットアップ完了

上記のいずれかの方法を実行してヘッドレスRaspberry Pi 3を実現した後、完了するためにさらにいくつかの手順を実行することをお勧めします。「sudo raspi-config」を使用すると、便利なツールが多数含まれるメニューが表示されます。最初に行うべきことは、「ファイルシステムの拡張」です。これは、イメージをSDカードに書き込むと未割り当て領域が残る可能性があるため、システムを拡張して使用可能な領域をすべて使用できるようにします。メニューの2番目のオプションを使用して、必ずユーザー パスワードを変更してください。デフォルトのパスワードでは、システムが安全でなくなり、攻撃に対して無防備な状態になります。5番目のオプションを使用すると、ロケール、タイムゾーン、キーボード レイアウト、Wi-Fiの国を変更して、すべてがシステムで期待どおりに機能することを確認できます。詳細オプションメニューにはさらに多くのオプションが含まれていますが、特にシリアル通信を有効または無効にするオプションがあり、 uartを有効にする 先ほどお話しした変数です。

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