Setting up a Raspberry Pi 3 Model B+ headless using Mac

8 min readMay 24, 2019

這是我在 Medium 上的第一篇文章，希望可以用來記錄我在軟體開發上的筆記跟心得~

前陣子剛入手一片 Raspberry Pi 3 Model B+，也就正式踏入開發樹莓派的行列啦。因為不想接額外的螢幕、滑鼠、鍵盤，於是就開始研究如何安裝成 headless 的模式，只需要讓 Raspberry Pi 跟電腦連上同一個網段，就能夠從電腦 SSH 連上 Raspberry Pi 進行開發。

本篇就是紀錄透過 Mac，將 Raspberry Pi 設置成 headless 的完整步驟。

Before We Begin

在開始之前，要先準備好這些硬體設備:

Raspberry Pi (需要有內建 WiFi chip 的版本)
Raspberry Pi 的電源轉換器 (5V/2.5A)
microSD card 及 adapter (SD card requirement)
PC or Laptop (本篇是用 Macbook 實作)
Router

都準備好之後，就開始吧！

STEP 1: Download the image

首先，要先下載 Raspberry Pi 的作業系統，可以到官方網站(https://www.raspberrypi.org/downloads/)，找到 official 或是 Third party 的 image。

我是下載 Raspbian Stretch with desktop and recommended software 這個 image。

Raspbian 是官方版的作業系統，內建許多軟體，包括: Python, Scratch, Sonic Pi, Java 等等。

STEP 2: Writing an image to the SD card

下載好 image 之後，就可以製作開機碟。

可以用 Linux command dd 來寫入，但使用這個 command 一定要特別小心路徑不要 key 錯了。

或者，也可以用 Etcher 這個 SD card writing tool 來製作，方法如下：

下載並安裝 Etcher: https://www.balena.io/etcher/
執行 Etcher 並插入 SD card
選擇下載好的 image (.img or .zip 都可以)
選擇 SD card
Flash !

完成之後，桌面就會出現一個名為 boot 的 device。

STEP 3: Enable SSH

因為安全性的考量，SSH 在 default 狀態下是關閉的。要完成 headless 的設置，需要先啟用 SSH 功能。方法是在 SD card(剛剛製作好的開機碟)裡放一個 ssh 的檔案，Pi 在開機的過程中，會檢查 SD card 裡有沒有 ssh 這個檔案，若這個檔案存在，就會啟用 SSH，同時把這個檔案刪除。( ssh檔案的內容不重要，基本上讓他是空的就行了)

開啟 terminal 並輸入以下指令:

touch /Volumes/boot/ssh

/Volumes/boot 是 SD card 在 Mac 上的路徑。

STEP 4: Setting up WiFi config

因為是要用 SSH 的方式連上 Pi，所以一定要先設定好 WiFi config，讓 Pi 在開好機之後，能夠自動連上設定的這組 WiFi。

首先，先在 SD card 裡建立一個 wpa_supplicant.conf 的檔案:

touch /Volumes/boot/wpa_supplicant.conf

接著，把以下內容貼上:

country=TW
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1network={
    ssid="WIRELESS_NETWORK_NAME"
    psk="WIRELESS_NETWORK_PASSWORD"
}

這邊需要修改的是 country ，可以參考 ISO 3166–1 country code 裡面的二位代碼。另外在 network 項目裡面的 ssid 跟 psk 就輸入自己的 WiFi SSID & password。

完成後，再確認 ssh & wpa_supplicant.conf 這兩個檔案有放在 boot 裡:

STEP 5: Boot up Raspberry Pi

接著，先把 SD card 插入 Pi (SD card 插槽在板子下方):

再接上 power (micro USB)，Pi 就會自動開機，並且 enable SSH, 以及設定 WiFi 了，大約需要一分多鐘的時間完成。

我們可以觀察 LED 燈來看 Pi 目前的狀態:

Red PWR LED

恆亮表示 power 正常
閃爍或熄滅表示 power 低於 4.63V (正常需要 5V)

Green ACT LED

不規則閃爍表示正在存取 SD card
微弱的恆亮表示沒有 boot code 被執行
如果是有規律的閃爍代表發生一些錯誤了 (可參考 https://elinux.org/R-Pi_Troubleshooting)

完成之後，記得不能把 SD card 移除，因為 Raspberry Pi 並沒有儲存設備，作業系統及使用者資料都是存在這張 SD card 。

STEP 6: Connect to Raspberry Pi via SSH

再來，就可以 SSH 連上 Pi 了。打開 terminal 並輸入以下指令來產生 SSH key，並且連線:

ssh-keygen -R raspberrypi.local
ssh pi@raspberrypi.local

出現提示 Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? 就輸入 yes。
輸入 Pi 的預設密碼: raspberry
若 ssh 沒有反應，可以按 Ctrl-C 離開，然後再試一次。若是一直連不上就要檢查是不是哪個步驟有錯。

看到下面這個畫面就代表已經成功的連上 Pi 囉！

After

後續可以透過指令，開啟設定頁面做設定:

sudo raspi-config

也可以透過以下指令來 update:

sudo apt-get update -y
sudo apt-get upgrade -y

VNC (Graphical Desktop-Sharing System)

如果想試試以圖形介面登入，可以使用 VNC 這套畫面分享及遠端操作軟體。方法如下:

在 Pi 上安裝 VNC server:

sudo apt-get install realvnc-vnc-server realvnc-vnc-viewer

在 Mac 上 download VNC: https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/
在 Pi 上啟動 VNC server (第一次連線會要輸入幾個問題):

vncserver

server 啟動成功會顯示 Pi 的 IP & port。

在 Mac 上開啟 VNC，並且輸入 Pi 的 IP & port。就可以開啟圖形介面了！

REFERENCE

SD card: http://life-of-raspberrypi.blogspot.com/2013/01/raspberry-pi-510-sd.html
Enable SSH: https://www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ssh/README.md
WiFi config for headless pi: https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/10251/prepare-sd-card-for-wifi-on-headless-pi
LED behavior: https://elinux.org/R-Pi_Troubleshooting
VNC: https://www.raspberrypi.com.tw/586/setting-up-vnc/