树莓派NAS制作教程：从硬件组装到软件配置的完整指南

树莓派NAS制作教程：从硬件组装到软件配置的完整指南

市面上的NAS设备价格不菲，如果你手里有个树莓派，自己DIY一个是非常经济实惠的选择。本文将详细介绍如何使用树莓派4或5制作一个功能齐全的NAS设备，包括硬件准备、软件配置、外壳制作等多个方面。

组件清单

• 支持打印200 x 200毫米以上的3D打印机 × 1
• 烙铁，推荐用于螺纹嵌件的尖端 × 1
• 美工刀 × 1
• 螺丝刀 × 1
• 杜邦连接器压接工具（可选） × 1
• 树莓派4或树莓派5带电源，2GB RAM就足够了
• 32 GB microSD卡，推荐使用SanDisk Extreme PRO × 1
• 2.5英寸SATA硬盘，推荐SSD一个或两个
• USB 3.0转SATA适配器，推荐使用Sabrent适配器一个或两个
• Raspberry Pi OS系统映像（64位无桌面版）
• 适用于Raspberry Pi OS的NAS软件，推荐openmediavault
• M3黄铜螺纹嵌件 × 10
• M3 x 5螺钉（第二个硬盘驱动器还有4个螺钉） × 10
• M2.5黄铜螺纹嵌件 × 4
• M2.5 x 6螺丝 × 4
• M3 x 6沉头螺钉 × 4
• Keystone模块RJ45 Cat 6 × 1
• RJ45 Cat 6跳线（长度或颜色无关紧要） × 1
• USB C型公头连接器插头，用于焊接 × 1
• USB C型母头连接器插孔2针，带线 × 1
• SH1106 1.3英寸OLED模块I2C 128X64 4针 × 1
• 4针电缆，带杜邦母连接器 × 1

配置树莓派

安装树莓派操作系统镜像

在树莓派上安装操作系统镜像最简单的方法是使用Raspberry Pi Imager。你可以在这里下载：Raspberry Pi Imager

Raspberry Pi Imager非常方便使用：

• 将micro SD卡插入计算机
• 启动Raspberry Pi Imager
• 选择Raspberry Pi型号
• 选择操作系统->选择“Raspberry Pi OS（其他）”->选择“Raspberry Pi OS Lite（64位）’
• 在“选择存储”中，选择你的micro SD存储卡
• 单击“下一步”并按照进一步说明进行操作

自定义树莓派引导设置：

• 主机名
• 用户名
• 密码
• 时区
• 键盘布局
• 启用SSH->选中

映像过程成功完成后，将SD卡插入树莓派的SD卡插槽。然后将电源线和网线连接到树莓派，并等待树莓派启动。几分钟后，查看路由器确定已分配给树莓派的IP地址。现在，可以通过SSH登录树莓派了。

分配静态IP地址

提示：像NAS这样的网络设备应该始终具有固定的IP地址。固定IP地址可以通过openmediavault在树莓派操作系统中设置，也可以作为DHCP服务器上的静态分配。

网络名称解析

名称解析可以通过DNS完成。如果你的网络中没有DNS服务器，则主机名也可以存储在网络中所有计算机上的主机文件中。NAS也可以在没有名称解析的情况下进行操作，但只能通过其IP地址进行访问。

更新和安装程序

对于全新安装的操作系统来说，我们建议立即安装任何缺少的更新。通过SSH登陆到你的树莓派，并运行以下命令（如果是在国内，因为下载速度会很慢，请谨慎更新操作）：

sudo apt-get -y update && sudo apt-get -y upgrade && sudo reboot

这个命令将搜索并安装系统中所有可用的更新，并在完成后重新启动系统

树莓派重启成功后，再次登录SSH并一一运行以下命令来安装我们一会儿需要使用的一些软件包：

sudo apt-get -y install i2c-tools
sudo apt-get -y install python3-pip
sudo apt-get -y install python3-psutil
sudo apt-get -y install python3-luma.oled

安装完所有软件包后，你可以将树莓派关机并断电。

打印外壳部件并组装

NAS机箱仅由四个部分组成，可以通过项目文件库下载外壳图纸打印：
https://make.quwj.com/project/510

将设备安装在机架上

外壳打印完成之后，使用烙铁将四个M2.5黄铜螺纹插件熔化到机架中，

通过M2.5黄铜螺纹以及螺钉，安装好树莓派和硬盘后，使用SATA转USB线将硬盘连接到树莓派。

准备外壳托盘

打印外壳托盘后，使用烙铁将六个M3黄铜螺纹嵌件到外壳托盘的底部用来固定机架，再将另外四个M3黄铜螺纹嵌件到盖子连接点上。

下一步，准备电源连接。由于外壳打印的电源开口太小，因此USB插座的电线必须焊接在外壳内的USB插头上。

在开始焊接插头时，记得把连接器外壳滑道电线上。将黑线焊接到引脚G上，将红线焊接到引脚V上。这些引脚的位置可能会因USB插头制造商的不同而有所不同。最后，将外壳滑到USB插头上，在外壳上滴入一点热熔胶以便于更好的固定插头。

由于OLED屏幕非常敏感，在连接OLED屏幕时，不要对显示屏施加太大的压力，可以略微弯曲外壳将显示器放入支架中，显示屏的上侧带有四个接线柱连接器，将显示器的底侧放入支架中，然后将其与上侧和两个支架卡入到位。

将机架安装在机柜里

将机架放入机柜中，并用六颗M3螺钉将其固定，并将USB-C连接器插入树莓派的电源口。

组装网线

与直接布线相比，使用keystone模块进行网络连接具有很多优势。LAN端口可从外部访问，你可以非常轻松地连接和断开LAN电缆。如果你当前使用树莓派4作为NAS，并希望稍后升级到树莓派5，则不需要新的外壳，因为内部适配器非常灵活，既适合树莓派4，也适合树莓派5。

连接网线：

• 将跳线一端剪掉25厘米，并在电缆开口端剥去3厘米绝缘层。
• 将屏蔽层向后弯曲以接触到电线，将屏蔽层缠绕在电缆周围。
  
  
• 取下电线周围的保鲜膜
  
• 将电线穿过框架：引脚1、2、3和6的电线位于左侧，引脚4、5、7和8的电线位于右侧。
  
• 将电线固定在框架中并使用侧切刀将其切断
  
• 将框架推到触点上，然后合上金属半壳，直至其牢固地卡入到位
  
• 使用扎带消除应力
  
• 将梯形校正模块安装到机柜上。首先将模块插入顶部，然后向下摆动，直至塑料挂钩卡入到位
• 将跳线连接器插入树莓派的网络插座
• 现在将网线和电源连接到NAS并检查网络连接是否正常

组装OLED显示屏

将OLED的四个引脚连接到树莓派几个连接点较近的GPIO引脚上。

• GPIO引脚1 <=> VCC
• GPIO引脚3 <=> SDA
• GPIO引脚5 <=> SCK
• GPIO引脚9 <=> GND

OLED显示屏上的引脚位置可能会因制造商的不同而有所不同。在将显示器连接到树莓派的GPIO引脚之前，请务必检查显示器上的引脚名称！

安装OLED程序

你可以在项目文件库中找到程序文件：

oledinfo.py

在这个程序中，会在OLED显示屏上显示不同的界面，其中包含有关NAS的有用信息。界面每10秒更换一次，循环往复。显示屏的亮度将在晚上10点至早上7点之间降低。由于该程序是Python代码，可以根据自己的需要轻松修改它。

在安装软件前，你需要开启树莓派的I2C接口，通过SSH登录到你的树莓派：

输入以下命令启动树莓派配置工具

sudo raspi-config

在配置工具中，转到“3 Interface Options”并选择“I4 I2C”。然后你会被问到「Would you like the ARM I2C interface to be enabled?」

选择“”启用I2C接口。确认成功对话框后，选择“<完成>”按钮或按Esc键退出配置工具。

运行命令

sudo i2cdetect -y 1

你会看到以下内容

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 3c -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

如果你在此表中看到“3c”，则说明已检测到OLED显示屏，并且一切正常。如果没有，请按照之前步骤中的说明检查布线。

程序文件oledinfo.py包含显示输出的Python代码。当你的OLED显示屏正常工作时，你可以将文件oledinfo.py复制到树莓派上的用户主目录。最简单的方法是使用scp命令复制文件。

scp oledinfo.py admin@192.168.1.4:/home/admin

这里我使用的用户名和IP地址是“admin”和“192.168.1.4”，根据你的配置调整数值。

接下来登录你的树莓派并运行以下命令：

sudo mv /home/admin/oledinfo.py /usr/local/bin/
sudo chown 0:0 /usr/local/bin/oledinfo.py && sudo chmod 755 /usr/local/bin/oledinfo.py

将文件移动到正确的位置，并设置该文件的所有者和权限。

运行以下命令，测试显示是否正常使用：

/usr/local/bin/oledinfo.py

如果一切正常的话，你的OLED屏幕会开始显示一些输出。

你可以按Ctrl + C停止该程序的执行。

最后，配置每次树莓派启动时执行的文件：

sudo crontab -e

编辑crontab

@reboot /usr/bin/python3 /usr/local/bin/oledinfo.py

到crontab的末尾，当你保存文件并离开编辑器时，将安装新的Crontab。

重新启动你的树莓派查看显示屏是否在系统启动时激活：

sudo reboot

如果显示屏没有出现openmediavault的图标，请不要担心，因为接下来我们需要安装openmediavault，来让图标显示。

安装NAS软件Openmediavault

硬件准备好运行后，最重要的一点是：NAS软件。

当然，可以安装任何喜欢的NAS软件。在下文中，描述了openmediavault的安装，因为安装易于执行，并且基于Web的用户界面使其易于管理。

安装openmedivault非常简单。要安装openmediavault软件，请通过SSH登录树莓派并运行命令：

sudo wget -O - https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/raw/master/install | sudo bash

安装完成后，在计算机上启动浏览器，然后转到：

http://192.168.1.4

（IP地址按照自己的来）

重要：使用http://前缀，因为默认情况下不启用HTTPS协议。可以稍后启用HTTPS。

openmediavault登录页面应显示在浏览器中，可以使用以下凭据登录到openmediavault实例：

用户：admin
密码：openmediavault
(你可以使用自定义的用户密码)

现在，就可以开始配置NAS了。