4x Raspberry Pi 3 1HE Rackmount

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Meine Raspberries mĂŒssen jetzt mal ordentlich im Rack verbaut werden. 4 StĂŒck passen gut in ein kurzes 1HE GehĂ€use.

Da die einzelnen Pi’s nachher nicht mehr so einfach zugĂ€nglich sind, ohne das GehĂ€use auszubauen, sollte alles ĂŒber die Frontblende erreichbar sein.

  • USB-Stick – statt der microSD Karte
  • Drucktaster – zum einschalten und resetten
  • LED – signalisiert den On/Off Status

Die verbauten Komponenten:

  • Anker PowerPort 40W 5-Port USB LadegerĂ€t (Amazon ca. 20€)
  • Anker PowerLine Micro USB Kabel, 4er Pack, 0.3m Ladekabel (Amazon ca. 7€)
  • RND 455-00114 19″ Rack-GehĂ€use, 1 HE, ABS Kunststoff, 20cm tief (Reichelt ca. 15€)
  • KaltgerĂ€te Einbaustecker C13 (Reichelt)
  • 16x DI 5MM DistanzhĂŒlsen, Metall, 6-Kant, M3 (Reichelt)
  • 4x LED 3mm
  • 4x 330Ω Widerstand
  • 4x Stiftleiste, 2-pol (Reichelt)
  • 4x Kurzhubtaster (Reichelt)

Der Aufbau:

  • Alle 4 Pi’s werden ĂŒber das 5-Port USB LadegerĂ€t mit Strom versorgt. (Möchte keine 4 einzelnen Netzteile haben.)
  • Jeder Pi bekommt einen kleinen Drucktaster mit dem er nach einem Shutdown wieder gestartet und bei Problemen resettet werden kann.
  • Jeder Pi bekommt eine Status LED die den On/Off Zustand signalisiert.
  • Das USB LadegerĂ€t wird mit Doppelseitigem Montageband befestigt.
  • DistanzhĂŒlsen, LEDs und Drucktaster werden mit Heißkleber befestigt.
  • Die Rackwinkel hab ich noch zusĂ€tzlich mit je 2x Schrauben M3 fixiert, da sie ein wenig wackelig waren.

USB Boot aktivieren

Den Pi von einer Raspbian Lite microSD Karte booten und die USB-Boot Funktion mit folgendem Befehl in der Datei /boot/config.txt aktivieren:

pi@raspi:~ $ echo program_usb_boot_mode=1 | sudo tee -a /boot/config.txt

Den Pi rebooten und ĂŒberprĂŒfen ob der OTP (One Time Programmable Memory) erfolgreich geschrieben wurde:

pi@raspi:~ $ vcgencmd otp_dump | grep "17:"
17:3020000a

Die Ausgabe muss 3020000a sein. Weicht die ausgegebene Zahl ab, ist was schief gelaufen oder es wurde etwas vergessen.
Aus der /boot/config.txt die Zeile program_usb_boot_mode=1 wieder entfernen.

Die microSD Karte kann jetzt einfach gegen einen erstellen Raspbian USB-Stick getauscht werden. Nach ca. 5-10 Sekunden bootet der Pi vom USB-Stick.

Power und Reset Switch

Wird der Pi heruntergefahren befindet er sich im Standby Modus. Durch einen reset der Stromversorgung wird er wieder gestartet.
Hier wird ein 2-Pin Header eingelötet um einen Drucktaster anzuschließen. (Auf dem 3er Pi hat er die Bezeichnung RUN)

Power LED

FĂŒr diese einfache Schaltung (ohne zusĂ€tzlichen Code) benötigen wir nur eine kleine LED und einen 330Ω Widerstand damit wir unter 5V bleiben.
Pin 6 (-) ist Masse und Pin 8 (+) ist TxD serial output. Den GPIO serial Port in der /boot/config.txt aktivieren.

enable_uart=1

Die LED flackert beim starten und leuchtet wenn er komplett gebootet hat. Nach einem Shutdown geht die LED aus und er Pi kann vom Strom genommen werden.
Wichtig: Die LED geht zu frĂŒh aus, noch mindestens 10 Sekunden warten und dann erst die Stromversorgung trennen oder den USB-Stick entfernen!

Sonstiges

  • Die Temperaturen der einzelnen Pi’s schwanken von ca. 55°C bis ca. 65°C. Sollte man im Auge behalten. Bisher noch keine Hitzeprobleme.
  • Eine professionelle Frontblende kann man sich mit dem Frontplatten Designer der Schaeffer AG anfertigen lassen. (kostet dann allerdings auch ca. 45€)

Update 29.06.2019

Die Rackmount Pi’s laufen mittlerweile seit ca. einem Jahr ohne Hitzeprobleme. (im kĂŒhlen Keller)
Hab heute mal etwas mit der KĂŒhlung experimentiert. Wollte mal wissen wie groß der Unterschied mit 2 zusĂ€tzlichen LĂŒftern ist.

  • FĂŒr die AbwĂ€rme wurden mehrere Löcher in den Deckel gebohrt. (bringt aber so gut wie keine Verbesserung)
  • 40mm LĂŒfter passen nicht ins GehĂ€use, 30mm LĂŒfter (SEPA MFB30E-05A)
  • Temperatur ca. 10 °C weniger mit 2 LĂŒftern an 3.3V (LautstĂ€rke: geht gerade noch so)
  • Temperatur ca. 14 °C weniger mit 2 LĂŒftern an 5V (LautstĂ€rke: viel zu laut, möchte ich nicht haben)

Den Strom fĂŒr die LĂŒfter nehm ich von den GPIO Pins. Pin 2 (+5V), Pin 1 (+3.3V), Pin 9 (GND)

Pi 1 Pi 2 Pi 3 Pi 4 KĂŒhlung
56.4 °C 62.3 °C 61.2 °C 54.8 °C ohne
44,1 °C 53,7 °C 52,6 °C 44,0 °C mit 2x 30mm LĂŒfter an 3.3V
40,8 °C 49,4 °C 47,8 °C 40,8 °C mit 2x 30mm LĂŒfter an 5V

50 Gedanken zu „4x Raspberry Pi 3 1HE Rackmount“

  2. Klasse Idee, wenn ich nicht noch ĂŒber eine “Fertiglösung” im selben Preisbereich stolpere, werde ich das auch so machen. Sieht echt gut aus!

    Kleiner Schönheitsfehler: die DistanzhĂŒlsen mit Heißkleber im GehĂ€use festgeklebt.

    Antworten

  3. Hallo,

    wurde die Frontplatte mit dem Designer der Schaeffer AG erstellen?
    Falls ja, wĂ€re es möglich die Projektdatei als Download zur VerfĂŒgung zu stellen?
    Falls nein, wie wurde sie erstellt?

    Viele GrĂŒĂŸe
    Predi

    Antworten

  4. Beim Raspberry Pi 3B+ muss man den Reset Taster anders anschließen:
    1 Pin auf RUN den anderen auf GND am GPIO z.B. 14 sonst funktioniert der Taster nicht da der Pin neben RUN nicht mehr GND ist sondern eine andere Belegung bekam.

    Antworten

  6. Hey,

    sieht sehr gut aus, aber kennst du Bitscope Quattro pi?

    schau mal hier kannst du die bestellen https://www.kiwi-electronics.nl/index.php?route=product/isearch&search=raspberry%20pi%20bitscope&description=true

    Infos gibts auch hier: https://www.bitscope.com/product/blade/

    BTW: will wirklich keine Werbung machen, hab auch ewig gesucht :)

    bestelle ich mir auch, wenn die wieder verfĂŒgbar sind. Ist eine Platine fĂŒr 4 Pi’s fĂŒr den einbau ins Rack. Ich weiss du hast das sehr gelöst, gefĂ€llt mir :). Aber ggf. fĂŒr Leute es nachbauen wollen. :)

    viele GrĂŒĂŸe

    Antworten

  7. Hi,

    tolle Anleitung, genau das was ich gesucht habe!

    Frage zum Bohren und Ausfeilen der Ausparungen fĂŒr die Buchsen: Hast du das irgendwie mit Lineal abgemessen und dann auf die Blende ĂŒbertragen (wie?) Oder gibt es da möglicherweise sogar fertige “Bohrschablonen”, die man als Muster verwenden kĂ€nnte? Ist dir sowas bekannt?

    Ist dir darĂŒberhinaus noch eine “VerlĂ€ngerung” bekannt mit deren Hilfe man die HDMI-Buchse an die Frontblende fĂŒhren kann?

    VG,
    Michael

    Antworten

    • Hallo Michael.

      Ich hab mit einem Lineal eine obere Markierung gezogen und dann einfach von einem Raspberry GehÀuse
      die Ausschnitte auf die Frontblende, in gleichem Abstand, ĂŒbertragen und an der Linie ausgerichtet.

      Eine Schablone hab ich hier gefunden. Ist vielleicht fĂŒr die LAN und USB Ausschnitte nĂŒtzlich.

      Such mal nach “HDMI Einbaubuchse”, da wirst du einiges an Möglichkeiten zu finden.
      Mit den HDMI Kabeln im GehÀuse wird das aber ziemlich eng werden.

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  8. Das Netzteil könnte fĂŒr die Raspis 3B+ zu schwach sein, da es nur 1,6A pro Port liefert, der 3B+ aber erst mit 2,5A sicher lĂ€uft. Selbst wenn die Leistung auf vier Ports verteilt wird, wĂ€ren das nur 2A pro Raspi. Ich suche noch nach der richtigen Lösung. Möglich, aber mit mehr Aufwand verbunden wĂ€re ein 60W-Schaltnetzteil wie das hier:

    https://www.amazon.de/dp/B00MWQDO80/ref=cm_cd_asin_lnk

    Sollte mit 60W/4 genau passen. An den 5V-Ausgang 4 USB-Micro-“Pigtails” und fertig.

    Allerdings weiß ich nicht, ob es in das RackgehĂ€use passt und ob die BelĂŒftung passiv ausreicht, da die oberen Schlitze wahrscheinlich direkt unter dem Deckel liegen.

    Antworten

    • Das könnte vielleicht sein, kann ich mir aber eigentlich nicht vorstellen. WLAN und BT sind deaktiviert und nur ein USB-Stick am Pi.

      Allerdings mĂŒsste man dann aber ein grĂ¶ĂŸeres (2HE) und tieferes GehĂ€use nehmen.

      Das Schaltnetzteil ist 38mm hoch, 1HE hat 44,45mm. Der Deckel wird dann sehr knapp ĂŒber dem Netzteil liegen.
      Die WĂ€rmeentwicklung wird auch höher sein und eine passive KĂŒhlung nicht mehr ausreichen.

      Auf jeden Fall noch eine mögliche Variante fĂŒr die Stromversorgung. :)

      Antworten

  9. Hallo Michael,

    tolle Anleitung – vielen Dank dafĂŒr! Ich versuche mich an dem Nachbau, mit Hilfe deiner Artikelliste erscheint mir das auch gut möglich. Eine Frage zu den LEDs und den WiderstĂ€nden hĂ€tte ich allerdings (ich bin leider kein E-Techniker und daher alles bloße Theorie :-) )

    Ich habe mir eine LED bei reichelt (https://www.reichelt.de/led-3-mm-bedrahtet-gruen-18-mcd-60-led-3mm-gn-p10227.html) rausgesucht, diese hat folgende Eckwerte:

    Betriebsstrom: 20 mA
    Sperrspannung: 5 V
    Betriebsspannung max.: 2,8 V

    Rein nach Theorie wĂŒrde ich jetzt (5V – 2.8V)/20 mA einen 110 Ohm Widerstand als ausreichend empfinden. WĂŒrde dann auf 150 Ohm gehen und diesen Widerstand verbauen wollen: https://www.reichelt.de/widerstand-kohleschicht-150-ohm-0207-250-mw-5-k-o-rd14jn151t52-p237390.html WĂ€re das aus deiner Sicht passend? Oder warum hast du einen so hohen 330 Ohm Widerstand gewĂ€hlt?

    Und noch eine Frage zu den 2-pin header Kabeln – wo hast du die gefunden? Oder hast du diese quasi recycelt?

    Danke und viele GrĂŒĂŸe,
    Marcus

    Antworten

    • Den Wert des Widerstandes hatte ich mal in irgendeiner Raspi Anleitung gelesen und einfach ohne zu ĂŒberlegen ĂŒbernommen, funktioniert. ;)
      Deine Rechnung ist aber richtig (R = U/I), 150 Ohm sollten ausreichend sein.

      Die 2-Pin Kabel hab ich aus diversen alten PC GehĂ€usen recycelt. Sowas gibt es natĂŒrlich auch zu kaufen.
      PC Power-Reset-Schalter (Amazon)
      Alternativ geht auch Jumper Wire Kabel (Amazon)

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  10. Moin,
    dass ist eine tolle Anleitung!
    Kannst du mir bitte verraten womit du die Aussparungen fĂŒr die AnschlĂŒsse im Rack fĂŒr die Raspberrys gemacht hast?

    VG, Darius

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  11. Hallo,

    da ich ebenfalls gerade ein Rack zusammenbaue, bin ich ĂŒber diese Seite “gestolpert”. Auf die Idee mit dem Resetknopf und der LED bin ich nicht gekommen, herzlichen Dank, das werde ich noch einbauen. Falls das jemand zufĂ€llig weiss (via Google habe ich leider keine Antwort gefunden): Da ich keine alten Pi 3 zuhause rumliegen habe, wĂŒrde ich lieber den Pi 4 nehmen (bzw. vier davon). Dieser ist jedoch etwas Stromfressender (5V und 3A). Reicht beim Pi 4 auch 2.4A (mehr gibt es ja nur selten) und ich könnte (bis auf einen usb-Port fĂŒr einen Stick) alles abschalten oder gibt es sowas wie den Anker PowerPort auch mit 3A pro Anschluss? Ob QC 3.0 (das theoretisch 3A liefern sollte) funktioniert scheint niemand so richtig zu wissen und es gibt auch selten ein GerĂ€t, dass gleich vier Ports davon mitbringt.

    Gruss

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  12. Schaut schon sehr toll aus!
    Bin am ĂŒberlegen, ob ich es mir nachbauen soll.

    Einziger Haken dabei:
    Es soll ein Tinkerboard S und ein Rock64 eingebaut werden, schon aus dem Grund, weil beide mit einer eMMc laufen. Da dĂŒrfte noch einiges an Platz ĂŒbrig sein, weil hier nur 2 GerĂ€te verbaut werden sollen. Das ganze soll dann per USV abgesichert im Keller stehen.
    Gruß, Mathias

    Antworten

  13. Sieht toll aus und ist sehr inspirierend.
    Was lÀuft auf den 4 Kleinen? Sind die in einem Cluster?
    Vielleicht hast du hier noch ein wenig Brainfood fĂŒr mich/uns.
    Danke

    Antworten

  14. Danke fĂŒr die tolle Vorlage! Habe mir das mir 3 Pis nachgebaut:
    https://share.icloud.com/photos/0hw72a0mImO1ePSrRHyjk3EwQ#Dortmund_-_Aplerbeck (link nicht mehr verfĂŒgbar)
    https://share.icloud.com/photos/0qAsGywF6bEWvW71m-dNKC0kA#Dortmund_-_Aplerbeck (link nicht mehr verfĂŒgbar)

    Habe noch LĂŒfter verbaut und ein anderes Netzteil.

    Dies habe ich dann auch als Inspiration genutzt und baue gerade einen neuen Rahmen fĂŒr meine Fritz!Box 7490.
    Hoffe, das Euch das auch auf neue Ideen bringt.
    https://share.icloud.com/photos/0CYnVnjBFSPCng2AkysGFkpBg (link nicht mehr verfĂŒgbar)

    Antworten

  15. Sehr schön und sauber hatte die gleiche Idee aber ohne GehÀuse Rack ein Alu Winkelprofil tut es auch. Bis jetzt aber nur mit 8 Port POE verbastelt. NEMS hab ich letztens ausprobiert mit 3b+ und 128gb sd card, funktioniert aber ist auch sehr umfangreich.

    Antworten

  19. Hallo,
    ich bin gestern auf deine Anleitung gestoßen und finde diese echt klasse.

    Leider sind einige Produkte so nicht mehr zu erwerben aber ich fand schon die ein oder andere Alternative.

    Mich wĂŒrde aber mal die Idee eines POE Netzwerkes schon mehr Interessieren, ob das ĂŒberhaupt Sinn macht oder Geld verbrannt wird.
    So dachte ich an ein Zyxel ES1100-16P und auf die PI’s kommen dann jeweils POE HAT.

    Ich lese Ihr habt da eine SD KartenverlÀngerung verwendet, da ich die Bilder leider nicht sehen kann, wozu oder was macht das?

    Kannst du ein kleines Video noch erstellen um die ganze sache noch schöner zu machen.

    besten dank Lars

    Antworten

  20. Hallo vielen Dank fĂŒr die Inspiration,

    ich habe es mal nachgebaut und zwei VerĂ€nderungen bzw. Anmerkungen. Du verlinkst auf die M3 DistanzhĂŒlsen, welche aber zu groß sind fĂŒr die Raspberries, zumindest fĂŒr meine. Ich habe M2.5 verbaut welche auch bei den Raspberry Befestigungssets dabei sind.

    Und so charmant ich die Lösung mit den Resettaster auch fand, so war sie am Ende doch unpraktisch, da ein festgefahrener Raspberry auf den ich auch nicht mehr mit ssh komme damit nicht neu zu starten war/ist. Auch lÀuft auf einem meiner Raspberries RaspberryMatic bei welchem ich gar kein ssh aktiviert habe.

    Ich habe dafĂŒr Kippschalter zwischen die USB Stromversorgung gelötet. Damit kann ich die Raspberries auch komplett Stromlos machen (aus ökologischen GrĂŒnden).

    https://m3gabyte.de/de/blog/rackmounted-raspberrypi

    Gruß Gerald

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    • Die M3 HĂŒlsen kann man auch nehmen, dafĂŒr muss man nur mal mit einem 3er Bohrer durch die Bohrungen des Pi. ;)
      Die Idee mit den Schaltern gefÀllt mir auch gut.

      Danke fĂŒr die Infos und deinen link.

      Antworten

  21. Hi. Interessantes Projekt wie ich finde. Funktioniert der Shutdown ebenfalls ĂŒber den Schalter? Falls dies nicht funktioniert: gibt es da bereits eine Lösung? Habe mich damit bislang nicht beschĂ€ftigt, da mein RPi seit Jahren 24/7 lĂ€uft.

    Ich nutze fĂŒr meinen Pi msata mit einer Adapterplatine. Finde ich persönlich praktischer als microSD oder USB-Stick.

    Antworten

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