De Raspberry Pi Zero installeren doe je standaard met randapparatuur zoals een monitor, usb-toetsenbord en de bijbehorende adapters. Maar met een kleine ingreep heb je voor de installatie van het kleine goedkope apparaatje slechts één micro-usbkabel nodig.
In vergelijking met de volwassen Pi 3 is de Raspberry Pi Zero veel zwakker. Hij kan dan ook niet als vervanging voor een desktopcomputer dienen, maar hij is wel heel geschikt voor toepassingen waar je geen monitor of toetsenbord voor nodig hebt. Bijvoorbeeld voor het aansturen van je smart-home (zie c’t 10/2017, p.86). Dit gebruik noem je headless. In zulke gevallen kun je je het gegoochel met adapters, muis, toetsenbord en monitor besparen. De Pi Zero installeren kan met alleen een micro-usbkabel en een pc.
De Zero-modellen melden zich via hun usb-interface niet alleen aan als host, waarop je randapparatuur kunt aansluiten zoals toetsenborden, maar zo nodig ook als client. Op die manier kun je de Pi als usb-apparaat aan een pc gebruiken, bijvoorbeeld als usb-invoerapparaat, opslagmedium, seriële interface of als usbnetwerkkaart. Via die laatste optie wordt de Pi Zero installeren een eitje. Je bouwt gewoon via usb een netwerkverbinding met de pc op en maakt op die manier via ssh contact met de Pi.
Download om te beginnen de nieuwste Raspbian-image. Neem bij voorkeur Raspbian Stretch Lite. Dat is maar 350 MB en heeft geen grafische userinterface. Na het downloaden kun je met een tool als Etcher (voor Windows, macOS en Linux) de image heel makkelijk op het sd-kaartje zetten. Je hoeft het zip-archief van de image niet eens uit te pakken. Haal het sd-kaartje na afloop even uit de reader en steek het er vervolgens weer in. Dan kan Windows de FAT32-partitie ‘boot’ vinden.
In de rootdirectory maak je eerst een leeg bestandje aan dat je ‘ssh’ noemt. Hiermee instrueer je Raspbian om bij het booten de ssh-server te starten. Let erop dat het bestand geen extensie zoals .txt krijgt. Vervolgens open je het bestand cmdline.txt en voeg je na ‘rootwait’ en voor ‘quiet’ het volgende commando toe:
modules-load=dwc2,g_ether
Let erop dat voor en na dit commando een spatie moet staan. Daarna open je het bestand config.txt en zet je daarin helemaal onderaan de volgende regel:
dtoverlay=dwc2
Notepad, de standaard editor van Windows, is voor deze aanpassing niet geschikt omdat hij de regelafbrekingen in het bestand niet correct interpreteert. In plaats daarvan kun je bijvoorbeeld WordPad gebruiken. Na het aanpassen van deze twee bestanden steek je het kaartje in de Pi. Vervolgens sluit je de micro-usbkabel aan. Sluit hem aan de Pi-kant aan op de micro-usbaansluiting waar ‘USB’ bij staat. Dat is de usb-aansluiting die het verst van de hoek af zit.
Driver onder Windows 10
De Pi start nu op en meldt zich via usb bij de computer aan. De eerste keer opstarten kan goed 30 seconden duren omdat het systeem nog de partitietabel van de geheugenkaart aanpast. Configureren onder Windows gaat het best met de huidige Windows-versie, met oude versies stuitten we op problemen.
Onder Windows 10 wordt de Pi als COM-interface herkend. Het is niet mogelijk uit de standaard NDIS-drivers te kiezen omdat Windows in het bijbehorende dialoogvenster alleen drivers voor COM-interfaces aanbiedt. Download daarvoor de speciale RPI Driver OTG. Pak het zip-archief uit in een willekeurige map. Open nu het Apparaatbeheer en klik met de rechter muisknop op ‘Serieel USB-apparaat’, onder ‘Poorten (COM & LPT)’. Kies voor ‘Stuurprogramma bijwerken / Op mijn computer zoeken naar stuurprogrammasoftware / Ik wil kiezen uit een lijst met stuurprogramma’s op mijn computer’ en kies het juiste station en map. Vervolgens selecteer je het bestand ‘RNDIS.inf’ uit het uitgepakte zip-archief. Met een klik op Volgende wordt de Pi ten slotte als ‘USB Ethernet/RNDIS Gadget’ geïdentificeerd.
Windows 10 herkent de Rasberry Pi Zero (W) als serieel usb-apparaat. Met een aangepaste driver kan het besturingssysteem de minicomputer ook als netwerkapparaat aanspreken.
Bonjour Pi!
De Pi Zero installeren doe je door een ssh-verbinding op te bouwen tussen Windows en de Pi. Daarvoor ontbreekt nu nog maar één puzzelstukje: het ip-adres van de Pi. Omdat zijn netwerkinterface op dit moment nog niet geconfigureerd is en hij dus ook geen ip-adres van een dhcp-server toegewezen krijgt, geeft Raspbian hem een lokaal ip-adres dat met 169. begint. Dit verandert bij elke reboot – het is dan ook niet slim om daarmee te werken. Het goede nieuws is dat op de Pi de avahidaemon draait. Deze ondersteunt zero configuration networking (Zeroconf, ook bekend onder de naam Apple Bonjour). Daarmee kun je de Pi simpelweg via de hostnaam raspberrypi.local aanspreken. Al het andere gebeurt op de achtergrond.
Als je al Apple-software zoals iTunes geïnstalleerd hebt, is Bonjour waarschijnlijk al actief en is je computer geschikt voor Zeroconf. Anders kun je gewoon de Bonjour Print Services voor Windows installeren om de Pi te kunnen aanspreken. Gebruik een ssh-client zoals PuTTy om de ssh-verbinding op te bouwen. Geef als hostname [email protected] op. Vervolgens kun je je met de standaard-user “pi” en wachtwoord “raspberry” aanmelden.
Pi Zero installeren met Ubuntu & macOS
Onder macOS gaat het makkelijker. Bonjour is hier een vast onderdeel van het systeem, zodat je de Pi na het aansluiten meteen via het terminalcommando ssh [email protected] kunt aanspreken. Ubuntu heeft de Zeroconfig-implementatie Avahi. Daarmee kun je de Pi eveneens met dit commando aanspreken. Maar voordat je een verbinding kunt opbouwen via ssh, moet er onder Ubuntu nog iets ingesteld worden. Klik bovenaan rechts op het pictogram van de Network Manager en op ‘Edit Connections…’. Daar selecteer je onder ‘Ethernet’ de kabelverbinding van de Pi (normaal gesproken de laatst gebruikte) en klik je op ‘Edit’. Op het tabblad ‘IPv4 Settings’ verander je de Method van ‘Automatic (DHCP)’ in ‘Link-Local Only’. Dit is elke keer nodig als je de Pi op de pc aansluit, omdat Ubuntu steeds een nieuwe netwerkverbinding ziet.
Los van het besturingssysteem wordt het een probleem als er al een Pi op je netwerk aanwezig is. Dan is er een grote kans dat je het verkeerde apparaat onder raspberrypi.local aantreft. In dit geval kun je tijdens het configureren van de Pi Zero alle netwerkverbindingen van de computer losmaken. Dan blijft alleen nog de usb-verbinding met de Pi bestaan.
Ten slotte is het om veiligheidsredenen handig om het wachtwoord van de gebruiker pi te veranderen met het commando passwd. Daarna kun je de internettoegang via wifi configureren via de commandline. Verder is het aan te raden om de software na de eerste configuratie en daarna regelmatig te updaten. Updates verwijderen namelijk meestal ook bugs en veiligheidsgaten. Voer daarvoor gewoon het commando sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade uit.
Ben je klaar met de Pi Zero installeren, dan kun je je helemaal aan je project gaan wijden.
(Ronald Eikenberg / Jan Mulder, c’t magazine 12/2017)
