Raspberry Pi 樹莓派開機檢測

Oct 8, 2020 樹莓派 入門 故障排解

樹莓派新手一剛拿到新主板，心急地按照網路教學操作，卻驚訝發現為何上電開機後螢幕上沒有出現預期的畫面，是自己運氣太好拿到「機王」?!本篇文章帶你逐一檢驗最基本、但是經常被忽略的細節，基本上不需要任何額外工具。

如果開機沒問題，使用上有遇到一些狀況，請見 Raspberry Pi 樹莓派簡易障礙排解

首先要說的是，不要以傳統的電腦使用經驗來誤判樹莓派行為，以為自己拿到「機王」，因為你平常連統一發票都很難中了，哪有那麼幸運一買樹莓派就中機王？

譬如一般電腦開機會顯示 BIOS / EFI 之類的開機畫面，讓你知道至少主機可以正確輸出顯示。但是樹莓派的 bootloader 目的只是要載入儲存在 SD 卡上的作業系統，並不像是 PC 的 BIOS 包山包海，所以在沒有正確載入作業系統前是「完全沒有畫面」，必須等到作業系統自行驅動輸出才會呈現畫面。所以接下來我們從頭開始檢查吧！

  1. 電源是否正常運作？以樹莓派 4 為例，位於主機板背面 SD 卡旁、代表電源的「紅燈」上電後應該恆亮。
  2. CPU 與 bootloader 是否正常工作？以樹莓派 4 為例，上電幾秒後前述紅燈旁應該會有個綠燈閃爍幾下，代表 bootloader 嘗試讀取 MicroSD 卡以載入作業系統。
  • 如果綠燈完全不亮，顯然 bootloader 或 CPU 其中之一確實發生問題了！
  • 如果綠燈閃爍幾下後就熄滅沈寂，表示 bootloader 無法讀取到正確的作業系統。請見 3。
  • 如果綠燈閃爍幾下後略作停頓，又呈現長短不一的亮滅，但是 HDMI 螢幕上卻沒有任何輸出畫面或游標、文字。這表示問題出在樹莓派與你的螢幕之間，請見 4。
  1. 抽出 MicroSD 卡重新燒錄。以 Raspbian 與 Ubuntu 之類的系統而言，會將 MicroSD 卡做邏輯分割，所以燒錄完成或是再插入 PC 時，PC 系統應該把一個小小的 boot partition 掛到系統成為一個名為 boot、可讀寫的磁碟。這個磁碟中應該有一個 config.txt 用以控制開機時的系統設置。
  • 如果你的 MicroSD 卡與上述描述不同，應該是沒燒錄好作業系統。我們推薦採用 balenaEther 這個燒錄程式，因為各大平台都可以安裝使用。
  • 如果你是燒錄別人做好給你的 .img 檔，可能要留意一下欲燒錄的 MicroSD 卡片容量，因為各家 SD 卡廠商對於 GB 的定義略有不同的定義略有不同。有可能燒錄過程中並沒有出現甚麼特別提示，但是有部分資料其實並未燒錄進去，樹梅派也是無法開機。（以 Linux 或 macOS 的 dd 指令燒錄時曾實際發生過。）
  • 總之，準備好一塊乾淨的 MicroSD 卡燒錄最新下載的作業系統 .img 檔案，可以省卻許多困擾與疑惑。
  1. 檢查看看 config.txt 裡面關於 HDMI 設定的部分，是否曾經做過特別的設定，可以仔細研讀 HDMI configuration 與其延伸的文件。全新剛燒錄好的作業系統，用樹梅派開機外接 HDMI 螢幕輸出應該不會有太大問題。但是可能要特別注意下述兩點關於硬體的操作
  • 樹莓派 4 具備兩個 micrHDMI 輸出接口，務必將螢幕接到靠近 USB 電源的那個 HDMI0 輸出。
  • microHDMI 具備方向性，梯形接口雖然有防呆效果，但是不防「暴力呆」，切勿用蠻力硬插方向錯誤的 microHDMI 線，很可能會因此短路燒毀主機板。
  1. 如果無法進入系統或樹莓派沒有顯示輸出，這時需要透過 console port 連接直接去看系統開機時的訊息輸出，詳見 https://www.jeffgeerling.com/blog/2021/attaching-raspberry-pis-serial-console-uart-debugging