RaspberryPi Zero再設定

by K.I

2022/08/24〜2022/09/18

Index

概要
- 起動ディスクの作り直し
- 固定IP
Sambaインストール
- Samba設定
- 共有フォルダ設定
SDカードマウント
- SDカードの共有
- 自動マウント（失敗）
- fstabで自動マウント
- 書込みできない
NodeRedインストール
- Alexa Home Skill Bridge インストール
- RaspberrPiグループが消えた
- LEDを接続する
- Alexa連携
MAX7219LEDモジュール
- bcm2835ライブラリのインストール
- bcm2835ライブラリを使う
- 接続方法
- MAX7219の設定
- 自動起動
Raspbianのコマンド
- タイムゾーン変更
エラー
- ssh接続時のエラー
- エラー 0x80070032:この要求はサポートされていません
- NodeRedインストール時のエラー
まとめ

概要

RaspberryPi Zeroの再設定

3〜4年前から、RaspberryPi Zeroを

大容量のSDカードによるファイルサーバ
AlexaによるPCの起動・停止用サーバ
LED表示の置時計

として結構、日常的に便利に使っていたんだけど、

突然、起動出来なくなってしまった。

バックアップを取っていなかったので、最初から全部設定をやり直すはめになった

特に、LED表示は、以前使っていたNodeRedのライブラリが使えなくなったので、かなり手間取った

設定方法は基本的に、以前とほとんど同じなんだけど、

RaspberryPi_Zero設定メモ

変わっていることも多かったし、一から全部やり直しだったので、改めて纏め直した

起動ディスクの作り直し

RaspberryPiのページから、Windows用のRaspberry Pi Imagerをダウンロードする

これで、RaspberryPi用の起動SDを作成することが出来る

Raspberry Pi Imagerを起動する

OSは、Raspberry Pi OS (32-BIT)を選択
- デフォルトユーザが設定されていないので、以下を必ず設定する
- 歯車アイコンをクリックして、SSHを有効に、
- ホスト名は、raspberrypi.localにしておく
- パスワード認証にして、ユーザ名、パスワードを設定
- Wi-Fiを設定するをチェック
ストレージでSDカードを指定して、書き込む

SDカードをセットして、RaspberryPiを起動する
PCで、cmdプロンプトを起動して、

ssh ユーザ名@raspberrypi.local と入力

以降、基本的にSSHによる設定

固定IP

/etc/dhcpcd.conf

interface wlan0
static ip_address=192.168.1.104/24
static routers=192.168.1.1
static domain_name_servers=192.168.1.1

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Sambaインストール

Sambaをインストールして、ファイルサーバとして設定してみる

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install samba

参考：ラズパイZeroにファイルサーバーを構築する

Samba設定

元のsmb.confを保存しておいて、新規にsmb.confを作成

$ cd /etc/samba
$ sudo mv smb.conf smb.conf.org
$ sudo vi smb.conf

例えば、以下のように記述する

[global]
unix charset=UTF-8
dos charset=CP932
workgroup=WORKGROUP
[share]
path=/var/shared
read only=no
browseable=yes

Sambaの再起動

$ sudo systemctl restart smbd
$ sudo systemctl restart nmbd

共有フォルダ設定

共有フォルダ作成

$ sudo mkdir /var/shared
$ sudo chmod 777 /var/shared

共有フォルダをアクセスするユーザxxxを追加

$ sudo useradd -s /usr/sbin/nologin xxx
$ sudo pdbedit -a xxx

ここでパスワードを設定すれば、共有フォルダの設定は完了

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SDカードマウント

SDカードを確認

$ sudo fdisk -l
：
Device     Boot Start       End   Sectors   Size Id Type
/dev/sda1       65536 966655999 966590464 460.9G  7 HPFS/NTFS/exFAT

/media/usb1を作成してマウント

$ sudo mkdir /media
$ sudo mount /dev/sda1 /media/usb1

確認

$ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/root        29G  3.5G   24G  13% /
devtmpfs         87M     0   87M   0% /dev
tmpfs           215M     0  215M   0% /dev/shm
tmpfs            86M  2.1M   84M   3% /run
tmpfs           5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
/dev/mmcblk0p1  253M   50M  203M  20% /boot
tmpfs            43M   20K   43M   1% /run/user/1000
/dev/sda1       461G  388G   74G  85% /media/usb1

SDカードの共有

/etc/samba/smb.confに以下を追加

[media]
path=/media/usb1
read only=no
browseable=yes

自動マウント（失敗）

usbmountインストール

$ sudo apt-get install usbmount

/etc/usbmount/usbmount.confに以下の記述があることを確認

MOUNTPOINTS="/media/usb0 /media/usb1 /media/usb2 /media/usb3
             /media/usb4 /media/usb5 /media/usb6 /media/usb7"

stretchの場合

/lib/systemd/system/systemd-udevd.service

MountFlags=slave
↓
MountFlags=shared

参考

でも、rebootすると、マウントされていなかった。。

結果的には、usbmountのインストールは不要だったかもしれない

fstabで自動マウント

SDカードのUUIDを調べる

$ sudo blkid /dev/sda1
/dev/sda1: LABEL="USB512" UUID="9C33-6BBD" BLOCK_SIZE="512" TYPE="exfat"

/etc/fstabにUUIDの行を追加

proc            /proc           proc    defaults          0       0
PARTUUID=b7254c6c-01  /boot           vfat    defaults,flush    0       2
PARTUUID=b7254c6c-02  /               ext4    defaults,noatime  0       1
UUID="9C33-6BBD"  /media/usb1         exfat   defaults,noatime,nofail  0       0
# a swapfile is not a swap partition, no line here
#   use  dphys-swapfile swap[on|off]  for that

rebootしても、ちゃんとマウントされるようになった

参考

書込みできない

Windowsで、Sambaの共有フォルダの読み込みは出来るようになったが、

共有フォルダへの書込みは出来なかった

対象のフォルダへのアクセスは拒否されました
 この操作を実行するアクセス許可が必要です

という様なダイアログが表示される

対象のフォルダを確認してみると、所有者とグループがrootになっている

chownでユーザやグループを変更しようとすると、以下のエラー

$ sudo chown xxx:xxx fff
chown: changing ownership of 'fff': Operation not permitted

Sambaでアクセスするユーザのuid,gidを確認

$ sudo pdbedit -L
xxx:1001:
$ id xxx
uid=1001(xxx) gid=1001(xxx) groups=1001(xxx)

/etc/fstabのmount optionに、uid,gidを追加

UUID="9C33-6BBD"  /media/usb1         exfat   defaults,noatime,nofail,uid=1001,gid=1001  0       0

これで対象のフォルダの所有者とグループがSambaに登録されたユーザとなり、

問題なく、共有フォルダに書込みできるようになった

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NodeRedインストール

まず、NodeRedをインストール・アップグレード（20〜30分掛かる）

$ bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

Node-RED_UserGroupJapanによるインストール・アップグレード方法を参照した
aptによるインストールは失敗したので、やらない方が良いみたい

NodeRed起動

$ node-red-start

http://raspberrypi.local:1880/ で¹アクセスできることを確認

NodeRedを自動起動するように設定する

$ sudo systemctl enable nodered.service

Alexa Home Skill Bridge インストール

RaspberryPi ZeroのNodeRedにも、Alexa Home Skill Bridgeをインストールする

$ cd ~/.node-red
$ npm install node-red-contrib-alexa-home-skill

これで、NodeRedに Alexa homeノードが追加される

はずだったんだけどダメだったので、

右上にあるΞ（三本線）のメニューをクリックして、パレットの管理を選択

ノードの追加で、alexaを検索
node-red-contrib-alexa-localを追加する

これで、alexaグループのノードが追加された

RaspberrPiグループが消えた

alexaグループが追加されたのは良かったが、

何故か、RaspberryPiグループが消えてしまった。。²

RaspberryPiで必要な、以下のノードが使えない

rpi-gpio in
rpi-gpio out
rpi-mouse
rpi-keyboard

右上にあるΞ（三本線）のメニューをクリックして、パレットの管理を選択

現在のノードに、上記のノードが無いことを確認して、
ノードの追加で、rpi-gpioを検索
node-red-node-pi-gpioというのが、それっぽいので、ノードの追加を実行する

これで、RaspberryPiグループが追加され、上記の4つのノードが使えるようになった

LEDを接続する

RaspberryPi Zeroでも、LED点灯をやってみる

RaspberryPiのPIN7（GPIO004）に、１kΩの抵抗を介してLEDを接続する

Inject⇒Trigger⇒rpi-gpio outと接続する

Injectを繰り返し1s間隔、Trigger250ms待機、GPIO04-7ピンに設定
- これで1秒間隔でLEDが点滅する

Alexa連携

今度は、Alexaと連携させてWindows PC のON/OFFをする

まず、 Node-RED_Alexa_Home_Skill_Bridgeで PC というデバイスを定義する

RaspberryPiからの、 PCの起動とシャットダウンについては、以前調べたので、

予め、etherwakeとnetコマンドをインストールして、使えることを確認しておく

Alexa homeノードの出力が、Trueの場合、Falseの場合で別処理をする様に、Switchノードを設定する

Swithノードで、処理を分岐できたので、それぞれPCの起動とシャットダウン処理を割り当てる

NodeRedの機能グループの execノードは、Shellコマンドを直接実行することができる

これで、「Alexa、PCをつけて」とか「PCの電源を入れて」とか言うと、PCが起動して、

「Alexa、PCをOFFにして」とかで、PCをシャットダウン出来るようになった！

¹もちろん固定IPで設定したアドレスを指定しても良い。
²記録していないけど、実際はいろいろ試行錯誤をしてしまったので、その所為と思われる。

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MAX7219LEDモジュール

MAX7219を使ったドットマトリクスLEDモジュールを使ってみる

⇒LEDモジュールを４個カスケード接続したもの

以前は、NodeRedのnode-max7219-led-matrixとかで使って動かしていたんだけど、

今回は何故かうまくインストールできなかった

ということで、 raspberrypi-matrix-led-max7219というコードを見つけたので試してみる

Cのソースをコンパイルしたら、bcm2835のライブラリが必要らしい

bcm2835ライブラリのインストール

bcm2835ライブラリは、RaspberryPiの周辺回路に搭載されたSoC

Broadcom BCM2835 のRaspberryPi用のCライブラリで、GPIOへのアクセスを可能にする

bcm2835ライブラリのインストール

$ sudo wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.44.tar.gz
$ tar zxvf bcm2835-1.44.tar.gz
$ cd bcm2835-1.44/
$ sudo ./configure
$ sudo make
$ sudo make install

bcm2835の公式ページを見ると、最新バージョンは1.71なので、そちらをインストールした方が良いかもしれない

bcm2835ライブラリを使う

raspberrypi-matrix-led-max7219のCのソースがコンパイル出来るようになった

MAX7219を2個カスケード接続した場合のコードみたいだけど、ちゃんと動作する

これをちょっと改造して、時刻を表示するようにした。

コードを見てみると、ざっと以下のように記述すれば良さそう

最初の設定は、

#include <bcm2835.h>

bcm2835_spi_begin();
bcm2835_spi_setBitOrder(BCM2835_SPI_BIT_ORDER_MSBFIRST);
bcm2835_spi_setDataMode(BCM2835_SPI_MODE0);
bcm2835_spi_setClockDivider(BCM2835_SPI_CLOCK_DIVIDER_256);
bcm2835_gpio_fsel(Max7219_pinCS, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);

あとは、MAX7219のレジスタを必要に応じて設定する

#define Max7219_pinCS  RPI_GPIO_P1_24

bcm2835_gpio_write(Max7219_pinCS,LOW);
        ：
bcm2835_spi_transfer(ADRS);     // レジスタの設定を
bcm2835_spi_transfer(DATA);     // 必要なだけ繰り返し行う
        ：
bcm2835_gpio_write(Max7219_pinCS,HIGH);

最後の処理

bcm2835_spi_end();
bcm2835_close();

こんな感じで、簡単にRaspberryPiのGPIOをコントロールできる

接続方法

MAX7219LEDモジュールとRaspberryPiの接続

ピン接続

RaspberryPi	max7219module
5V	VCC
GND	GND
GPIO10(MOSI)	DIN
GPIO8(CEO)	CS
GPIO11(CLK)	CLK

MAX7219の設定

MAX7219データシート

ちょっとややこしいので、仕様を確認して纏めてみた

シリアルデータフォーマット（16bit・MSBファースト）

無効データ4bit + アドレス4bit + データ8bit の16bitをSPIで送信する

D15-D14-D13-D12	D11-D10-D9-D8	D7-D6-D5-D4-D3-D2-D1-D0
X - X - X - X	address	MSB - data - LSB

カスケード接続の場合、その個数分だけ連続して送信

MAX7219モジュールの4個カスケード接続なので、

横一列8ドットｘ4つ分のシリアルデータを連続して送る

16bitｘ4＝64bit、それを8Digit分だけ繰り返す

レジストアドレスマップ

address	register	note
0xX0	No-OP	カスケード接続時にコマンドをスキップするために使用
0xX1	Digit0	0桁目の表示データ
0xX2	Digit1	1桁目の表示データ
0xX3	Digit2	2桁目の表示データ
0xX4	Digit3	3桁目の表示データ
0xX5	Digit4	4桁目の表示データ
0xX6	Digit5	5桁目の表示データ
0xX7	Digit6	6桁目の表示データ
0xX8	Digit7	7桁目の表示データ
0xX9	DecodeMode	0x00でデコードなし
0xXA	Intensity	0xX0で輝度最小
0xXB	ScanLimit	0xX7でDigit0〜7を全部表示
0xXC	ShutDown	0b00000001でNormalOperation
0xXF	DisplayTest	0b00000000でNormalOperation、0b00000001で全点灯

DecodeMode〜DisplayTestの設定は、全部やった方がよさそう

自動起動

MAX7219の仕様を理解したので、なんとか時刻表示できるようになった。

以前は、NodeRedのライブラリを組み合わせて作っていたが不安定だった。

Cで組み直して、安定動作するようになった。

やっぱりちゃんと理解してプログラムした方が良い

/etc/rc.localにコマンド・スクリプトを記述して、自動的に起動するようにした

su -c '/usr/local/bin/clock 0123 &'

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Raspbianのコマンド

Linuxカーネルのバージョン

$ uname -a
Linux raspberrypi 5.15.32+ #1538 Thu Mar 31 19:37:58 BST 2022 armv6l GNU/Linux

Raspbianのバージョン

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description:    Raspbian GNU/Linux 11 (bullseye)
Release:        11
Codename:       bullseye

ハードウェア情報

$ lscpu
Architecture:        armv6l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              1
On-line CPU(s) list: 0
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               7
Model name:          ARM1176
Stepping:            r0p7
CPU max MHz:         1000.0000
CPU min MHz:         700.0000
BogoMIPS:            697.95
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp java tls

USB機器一覧

$ lsusb
Bus 001 Device 002: ID 0bda:0109 Realtek Semiconductor Corp. microSDXC Card Reader [Hama 00091047]
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

ストレージ

$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    1 460.9G  0 disk
mqsda1        8:1    1 460.9G  0 part /media/usb1
mmcblk0     179:0    0  29.1G  0 disk
tqmmcblk0p1 179:1    0   256M  0 part /boot
mqmmcblk0p2 179:2    0  28.9G  0 part /

RaspberryPiのModel・Serial等

$ cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
model name      : ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS        : 697.95
Features        : half thumb fastmult vfp edsp java tls
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xb76
CPU revision    : 7

Hardware        : BCM2835
Revision        : 9000c1
Serial          : 0000000012345678
Model           : Raspberry Pi Zero W Rev 1.1

ディスク容量

$ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/root        29G  3.9G   24G  15% /
devtmpfs         87M     0   87M   0% /dev
tmpfs           215M     0  215M   0% /dev/shm
tmpfs            86M  2.1M   84M   3% /run
tmpfs           5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
/dev/mmcblk0p1  253M   50M  203M  20% /boot
/dev/sda1       461G  388G   74G  85% /media/usb1
tmpfs            43M   20K   43M   1% /run/user/1000

CPU温度表示

$ vcgencmd measure_temp
temp=45.5'C

ユーザID・グループIDを調べる

$ whoami
pi
$ id pi
uid=1000(pi) gid=1000(pi) groups=1000(pi),4(adm),20(dialout),24(cdrom),27(sudo),29(audio),44(video),46(plugdev),60(games),100(users),104(input),106(render),108(netdev),999(spi),998(i2c),997(gpio),117(lpadmin)

Raspbian再起動

$ sudo reboot

$ sudo shutdown -r now

Raspbianシャットダウン

$ sudo shutdown -h now

IPアドレス・MACアドレス

$ ip addr

$ ifconfig

GPIOピンレイアウト表示

$ pinout

バックグラウンドタスク表示

$ htop

タイムゾーン変更

dateで時刻を確認したら、BSTになっていたので

sudo raspi-configを実行
Localisation Optionsを選択
Timezoneを選択
Asiaを選択
Tokyoを選択
Finish

dateで、JSTになっていることを確認

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エラー

ssh接続時のエラー

設定をせずにssh接続しようとすると、エラーになる（Windowsのコマンドプロンプトの操作）

>ssh pi@raspberrypi.local
ssh: Could not resolve hostname raspberrypi.local: \202\273\202\314\202\346\202\244\202\310\203z\203X\203g\202\315\225s\226\276\202\305\202\267\201B

起動ディスクの作成まで戻って、SSH接続を有効に設定しておかなければならない

sshで一度間違えて繋いでしまうと、sshのキーが登録されてしまうので、再接続時にエラーになる

起動ディスクを作り直した時も同様にエラーとなる

>ssh pi@raspberrypi.local
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@       WARNING: POSSIBLE DNS SPOOFING DETECTED!          @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
The ECDSA host key for raspberrypi.local has changed,
and the key for the corresponding IP address ****:****:****:****:****:****:****:****
is unknown. This could either mean that
DNS SPOOFING is happening or the IP address for the host
and its host key have changed at the same time.
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@    WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED!     @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY!
Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle attack)!
It is also possible that a host key has just been changed.
The fingerprint for the ECDSA key sent by the remote host is
SHA256:NqarhEvxcj/ZCDpCFZw1MkQLyweWOpQJaKromqpER+c.
Please contact your system administrator.
Add correct host key in C:\\Users\\K.I/.ssh/known_hosts to get rid of this message.
Offending ECDSA key in C:\\Users\\K.I/.ssh/known_hosts:1
ECDSA host key for raspberrypi.local has changed and you have requested strict checking.
Host key verification failed.

その場合は、キーを消去する

>ssh-keygen -R raspberrypi.local
# Host raspberrypi.local found: line 1
C:\Users\K.I/.ssh/known_hosts updated.
Original contents retained as C:\Users\K.I/.ssh/known_hosts.old

もう一度、再接続すれば、OK

エラー 0x80070032:この要求はサポートされていません

Windowsで、フォルダをSambaの共有フォルダへコピーしようとするとエラーになる

smb.confに以下を追加

store dos attributes = no

で、Sambaを再起動すれば、コピーできるようになった

参考

NodeRedインストール時のエラー

aptによるインストールは失敗してしまう

$ sudo apt install nodered
：
：
dpkg: error processing archive /tmp/apt-dpkg-install-p0KZq2/178-nodered_2.2.3-2_armhf.deb (--unpack):
 new nodered package pre-installation script subprocess returned error exit status 5
Errors were encountered while processing:
 /tmp/apt-dpkg-install-p0KZq2/178-nodered_2.2.3-2_armhf.deb
E: Sub-process /usr/bin/dpkg returned an error code (1)

Node-RED_UserGroupJapanによるインストール・アップグレード方法でやらないとダメみたいだ

上記のエラーが出た後だとうまくいかなかったので、起動ディスクの作り直しから全部やりなおして、改めて以下の操作をした
```
$ bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)
```

うまくやれば、最初からやり直す必要はないと思うけど、自分は分からなかった

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まとめ

最終的に、以前の機能を取り戻すことが出来たので良かった。

置時計として、地味に便利だったことを再認識した

設定を見直したので、かなり安定動作するようになったと思う

RaspberryPi Zeroをもう一個手に入れたら、いろいろ弄ってみようと思っていたが、

全然、手に入らなくなったのと、動作が不安定だったので、
手をこまねいているうちに、バックアップを取り忘れてしまった。

以前のように、簡単に入手できるようになる日は来るんだろうか。。

Zero2も弄ってみたいんだけど。。。

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