用树莓派制造一个像样的 NAS

吃瓜阿阳 2022-11-07 11:34:21

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MAKER: tobychui／译：趣无尽 Cherry（转载请注明出处）
用树莓派做网络存储服务器(NAS)的案例有很多，我也一直在寻找用树莓派 DIY NAS 所需要的各种零部件，要求是外观漂亮、节省空间，然而一无所获。
我所看到的很多案例都是用木板粘接，集成度较低的方案，其散热性和可靠性将受到影响，想想你多年珍藏的电影资源和重要数据可能因此而丢失，这是很难以接受的。因此我决定自己做一个真正的NAS方案，它不仅外观上长得更像专业级的NAS，其内部核心部件也都是市面上买到的和专业NAS同等性能的部件。树莓派仅作为一个低功耗的主机存在，来运行 NAS 操作系统。

最初的设计草图。

在这个项目中，我不会使用任何专为树莓派 NAS 设计的部件。相反，我将使用可以在电商平台上轻松找到的一些常见部件。那么，开始吧！

材料清单

Raspberry Pi（树莓派）3B+ × 1
硬盘 × 若干
热插播硬盘托架 × 若干
电源管理开发板 × 1
继电器 × 1
按钮 × 若干
LED × 若干
亚克力板 × 若干
电源线 × 若干
热熔胶 × 若干
双面胶 × 若干
螺丝 × 若干

设计3D建模

在Autodesk Inventor中设计NAS外壳，并测试它们是否适合，检查每个组装点是否设计正确。
NAS外壳分为三个部分。左侧部分用于电源管理板和树莓派3B +。你也可以使用树莓派3或2B，它们的打印面积是相同。但使用树莓派3B +会更好一些，因为它更快。我稍后会详细说明。

右边部分是用于容纳两个5英寸硬盘，安装方式如图所示。背面的额外7厘米的空间用于安装风扇，直流插孔和布线。

3D模型文件，在项目文件库中下载。
http://make.quwj.com/project/79

打印和组装

打印完成后，我们可以开始组装外壳。
外壳由前面提到的三个部分组成，将它们用五个M3螺钉和十个M3（用于顶部和底部螺孔的连接）固定在一起。将按钮帽安装到位后，后续你就可以准备电子元件了。

按钮和信号LED

按钮和LED通过一些简单的电路连接，信号从树莓派的GPIO接到前面板。除了按钮安装有点棘手，其他都很简单。建议你用胶水将电路板安装到外壳之前进行一些测试打印。确保按钮的质量良好，开合方便。在我的设计中，由于红色的LED需要5V电源，所以我添加一个电阻，并计划将LED 的VCC引脚直接连接到电源管理板的5V输出上。你也可以使用树莓派上的3.3V GPIO引脚，不用额外增加电阻。

测试配件

1、右侧底部和顶部放置了两个2mm厚的亚克力板。用于加强对两个热插播硬盘托架的支持，因为硬盘在插入托架后有点沉。
2、使用了一个旧的USB硬盘驱动器，通常包含某种SATA转USB转换器电路板。对于我购买的那款，它配备了预先焊接的12V输入端口，可以支持3.5英寸硬盘驱动器的12V电源输入。

我将它们连接到两个HDD热插拔托架的末端，并将两根电缆连接到它的末端。其中一根带2.1mm DC插孔的电源线用于12V输入，另一根mini USB接头的电源线用于数据传送和5V电源。两根电源线排列有序，都向底部弯曲并保留一定空间。

硬盘的固定

将硬盘热插拔托架粘贴到外壳中。
1、在金属支架的外框上粘贴双面胶带，插入并固定托架。
2、在亚克力板和金属支架之间用强力胶粘合。记住将亚克力板上的纸取下来。
完成后，右侧外壳中的两个插槽，你可以通过热插拔托架上的手柄进行关开。

测试适合度

现在可以将硬盘插入托架了，它应该完全适合。（如果没有，你应该考虑是否托架不匹配）
你可能会注意到右侧箱子顶部后面有两个圆形槽。这些是为USB电缆预留的。现在，你可以将电缆放入，这样看起来更整洁。

电源管理开发板

这是电源管理开发板。中间是一个Tinduino，它是一个定制版的Arduino，成本较低，此版本用于我们实验室的开发。当然，你可以使用Arduino UNO进行此操作，并在按下按钮时关闭继电器。
网上有很多教程可以教你如何制作这样的电路板，例如：
https://www.instructables.com/id/Toggle-Switch-With-Relay/

它是NAS的电源开关，所以你可以选择你想要的风格。

右边是降压转换器。它将树莓派和Arduino的电压从12V降低到5V。
最后，从左到右的底部第三个端口是12V电源输入，HDD1为12V电源输出，HDD2为12V电源输出。

将所有东西组装在一起

现在，将电源管理板与树莓派相连，如图所示。
插入12V电源输入，一切都应该会跑起来。（如果没有，也许你可以轻触按钮并激活Arduino继电器切换系统）

安装操作系统并开始创建自己的NAS接口

现在拧上所有螺丝，插上电源线，你认为这样就好了吗？
当然还没有。我们仍然需要安装软件。现在硬件的安装已经全部完成。

由于该软件仍处于开发阶段，我建议安装一些开源OS /NAS系统，如FreeNAS或开放式媒体库。但如果要构建自己的NAS，我建议从头开始。下一步，编写我自己的NAS操作系统！

1、从树莓派网站安装Raspbian Lite。
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
2、将其安装在SD卡上。我认为网上有很多教程，此内容我不在复述。
https://shumeipai.nxez.com/2013/09/07/how-to-install-and-activate-raspberry-pi.html

ArOZ在线系统！

树莓派的媒体中心系统ArOZ Online（Alpha）
https://www.instructables.com/id/Simplest-Media-Center-for-Raspberry-Pi-Web-Server/
现在，我已将其完全重写为一个全新的DSM，如Web UI，称为ArOZ Online（Beta）
该系统适用于Window Host和Linux Host（当然还有Raspbian）。

系统有待完善

目前为止我写的系统检测到我已插入NAS的1TB驱动器。
接下来呢？该软件仍需要多年的开发才能顺利运行。
目前，5G WiFi到HDD的最大传输速度约为100Mbps。它对于小型计算机来说，可以完全处理你的所有请求，效果还是不错的。使用Samba（Window SMB / Network Disk）进行传输时，它可以达到93Mbps左右。这可能是使用树莓派 3B+的优势。