查看“0002 MPS2280-PoE（带PoE 以太网供电的SSD扩展板）”的源代码

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== '''关键词''' ==
2280、PoE、OLED、液晶屏、I2C、SSD、电压监测、电流监测、树莓派5、HAT

== '''一、简介''' ==
MPS2280iPoE是一款针对树莓派5设计的带电压电流监测功能的支持PoE供电的SSD扩展板，可支持2230、2242、2280尺寸的SSD。可从SSD启动系统，也可以从TF卡启动系统SSD仅做存储用途。

== '''二、硬件资源''' ==

== '''三、系统烧写及设置''' ==

=== 3.1 从TF卡启动 ===
此时SSD仅作存储用途。使用树莓派镜像烧录器烧写镜像，设备选Raspberry Pi 5，本文档使用的镜像为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz（树莓派OS）或ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz（Ubuntu系统）。

树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

Ubuntu系统下载地址：

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_01.png

也可以使用balenaEtcher烧写镜像。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_02.png

=== 3.2 从SSD启动 ===
3.2.1 本扩展板支持M.2（PCIe协议）接口的SSD。

3.2.2 在TF卡上烧写树莓派OS镜像，然后从TF卡启动树莓派OS。

3.2.3 设置启动顺序并使能SSD。打开树莓派OS的终端，输入<code>sudo rpi-eeprom-config --edit</code>，修改 BOOT_ORDER为：

<code>BOOT_ORDER=0xf416</code>

修改或添加PCIE_PROBE为：

<code>PCIE_PROBE=1</code>

然后保存退出并重启。

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其中启动顺序的说明如下：<ref name="boot" />

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_24.png

即上述的BOOT_ORDER=0xf416表示启动顺序为NVMe（SSD）、SD（TF）卡、U盘，大家可以按照自己的需求设置启动顺序。

3.2.4 将SSD插入一个M.2（PCIe协议）转USB读卡器，将其接到PC上，使用与在TF卡上烧写镜像同样的方法烧写系统镜像到SSD，然后将SSD取下，插回扩展板，并上电启动系统（可以取下原本用来启动系统的TF卡）即可。<ref name="ssd" />

3.2.5 另一种烧写方法是直接在树莓派OS下烧写，需要准备一个U盘，将树莓派OS的镜像拷入U盘，将启动顺序设置成SD（TF）卡为第一位，NVMe（SSD）为第二位。然后将装好系统的TF卡、放有树莓派OS安装镜像的U盘，以及需要烧写的SSD都插上板子。

3.2.6 启动系统，此时系统从TF卡启动。最新的树莓派OS中包含有Imager，在图形界面下将其打开。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_25.png

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3.2.7 在烧写界面中，选好device、OS、storage，开始烧写，注意，此时的storage需要选择SSD，而不能选择U盘。

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3.2.8 在烧写中会跳出两次需要输入密码的界面，请输入系统的登录密码，等待烧写完毕后，关机，拔掉TF卡和U盘，再次重启，就是从SSD启动了。

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== '''四、电压电流(INA219)监测功能演示''' ==

=== 4.1 打开I<sup>2</sup>C ===

==== 4.1.1 方法1：使用命令行 ====
在树莓派终端输入<code>sudo raspi-config</code>，根据下图依次选择对应选项：

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依次选择打开I<sup>2</sup>C后，重启树莓派。

==== 4.1.2 方法2：使用图形界面 ====
在图形界面中，依次选择如下图项目后，打开I<sup>2</sup>C后，然后重启树莓派。

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=== 4.2 运行python脚本检测电压电流 ===
系统重启后，将我司提供的Python脚本（INA219.py）拷贝入树莓派操作系统中，执行该文件（<code>python INA219.py</code>）即可实时检测电压电流。

Python脚本下载地址（需解压）：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/INA219.zip

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== '''五、OLED屏的使用演示''' ==

=== 5.1 树莓派系统下的OLED屏使用演示 ===
5.1.1  确认树莓派I<sup>2</sup>C已经打开，且可以看到液晶屏被识别0x3c。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_11.png

5.1.2 将源码包移入树莓派系统并解压：

<code>sudo tar -jxvf oled-in219-src.tar.bz2</code>

源码包下载地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/oled-in219-src.tar.bz2

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_12.png

5.1.3 安装依赖：<code>sudo apt-get install libconfig-dev libconfig++-dev -y</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_13.png

5.1.4 进入oled-in219-src目录，依次执行命令<code>sudo make clean</code>、<code>sudo make</code>，编译成功后会生成oled可执行文件。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_14.png

5.1.5 编译后运行 <code>./oled -D</code>：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_15.png

同时在扩展板的OLED屏上也会输出相应的显示。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_16.png

=== 5.2 Ubuntu系统下的OLED屏的使用演示 ===
5.2.1 确认树莓派I<sup>2</sup>C已经打开，且可以看到液晶屏被识别0x3c。

Ubuntu系统需要自己安装I<sup>2</sup>C工具（<code>sudo apt install i2c-tools</code>）后才可以使用i2cdetect命令。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_17.png

5.2.2 将源码包移入树莓派系统并解压：

<code>sudo tar -jxvf oled-in219-src.tar.bz2</code>

源码包下载地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/oled-in219-src.tar.bz2

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_18.png

5.2.3 安装依赖：<code>sudo apt-get install libconfig-dev libconfig++-dev -y</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_19.png

5.2.4 进入oled-in219-src目录，依次执行：

<code>sudo apt install make</code>

<code>sudo apt install gcc</code>

<code>sudo make clean</code>

<code>sudo make</code>

编译成功后会生成oled可执行文件。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_20.png

编译后运行 <code>./oled -D</code>：

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_21.png

同时在扩展板的OLED屏上也会输出相应的显示。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_16.png

== '''六、POE输出测试''' ==

=== 6.1  硬件连接 ===
MPS2280iPoE扩展板支持POE输入，并能保证支持5V4.5A输出。我们将POE输出的网线口插入树莓派自带的RJ45网口，负载插在扩展板的USB-Type C口，这样就完成了硬件连接。

=== 6.2 查看输出状态 ===
打开POE电源，进入树莓派OS，这里使用的输出监控软件为第四章使用的Python脚本（INA219.py）。我们按照第三章的方法，在INA219.py所在的目录下，输入<code>python INA219.py</code>，然后就可以看到此时的输出状态。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_31.jpg

我们依次打开各个负载，可以看到输出电压稳定在5.2V左右，输出电流不断增大，最后可达4.7A左右，达到了标称的5V4.5A输出的标准。

http://www.mcuzone.com/wiki/0002_MPS2280iPoE/MPS2280iPoE_32.jpg

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<references>
<ref name="boot">1</ref><ref name="ssd">2</ref>
</references>