# 樹梅派大補帖 2.0

## 硬體設備
- Raspberry Pi 3 Model B
- USB to TTL 線
- MicroSD card
- (Option) MicroSD 轉 SD card
- (Option) 讀卡機
- (Option) 電源供應用 micro usb

## 燒錄

### 下載作業系統 Raspbian
> [Download Raspbian from Official](https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/)
> 
> [color=teal]

:::info
`選用` [NOOBS](https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/) - 圖形化新手安裝系統
提供 Raspbian 及其他作業系統 (如：Windows 10 IOT) 的安裝介面
- NOOBS 包含預載 Raspbian 和 LibreELEC (多媒體系統)
- NOOBS Lite 沒有預載，但仍然可以透過網路下載安裝作業系統

NOOBS 可供下載安裝的作業系統有
- Raspbian
- LibreELEC
- OSMC
- Recalbox
- Lakka
- RISC OS
- Screenly OSE
- Windows 10 IoT Core
- TLXOS

:::

### (Bonus Issue) 掛載內建 SD Card Reader 到 VirtualBox (不建議使用)
如果今天你是外接 USB 讀卡器，恭喜你！可以輕鬆掛載到 VirtualBox 透過 `裝置->USB->選擇裝置` 就可以了，如果不是呢...(繼續閱讀)

- Windows
1. 以系統管理員打開 CMD
2. 輸入 `wmic diskdrive list brief` 查詢掛載磁碟位置
3. 找到 VirtualBox 安裝路徑並使用

    ## D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\ 請替換成自己的安裝路徑
    ## D:\VirtualBox\ 請替換成自己要存放虛擬硬碟檔案的位置 (資料夾必須已經存在或自己建)
    ## \\.\PHYSICALDRIVE2 請換成剛剛查到的 SD Card DeviceID
    "D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VBoxManage" internalcommands createrawvmdk -filename "D:\VirtualBox\sdcard.vmdk" -rawdisk "\\.\PHYSICALDRIVE2"

4. 將虛擬硬碟檔案掛載至虛擬機
- 按下 `控制器 SATA` 打勾 `Use Host I/O cache` 並旁按右邊的 `磁碟+` 設定
- Trouble Shoot
- 遇到這個情況請確定你有打勾 `Use Host I/O cache`
- 遇到這個情況請依循下面步驟
1. 以工作管理員打開 CMD
2. 檢查掛載的虛擬硬碟

                ## D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\ 請替換成自己的安裝路徑
                "D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VBoxManage" list hdds

3. 關閉媒體

                ## D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\ 請替換成自己的安裝路徑
                "D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VBoxManage" closemedium disk SD卡的虛擬硬碟UUID

- MacOS
1. 查看記憶卡掛載位置

    diskutil list

2. 移除掛載

    diskutil unmountDisk 記憶卡掛載位置

3. 建立虛擬硬碟

    sudo VBoxManage internalcommands createrawvmdk -filename 路徑/檔名.vmdk -rawdisk 記憶卡掛載位置

4. 更改檔案權限

    sudo chmod 666 路徑/檔名.vmdk
    sudo chmod 666 記憶卡掛載位置

5. 將虛擬硬碟檔案掛載至虛擬機
- 按下 `控制器 SATA` 打勾 `Use Host I/O cache` 並旁按右邊的 `磁碟+` 設定

### 格式化記憶卡 (建議在原生系統下進行)

- Linux、Ubuntu
- 終端機 Terminal
1. 查看記憶卡掛載位置

        sudo fdisk -l
        ## 或
        lsblk -p

2. 卸載記憶卡

        sudo umount 記憶卡掛載位置

3. 格式化記憶卡 [Parted 簡易教學](https://shazi.info/%E7%94%A8-parted-%E5%88%87%E5%89%B2-2tb-%E4%BB%A5%E4%B8%8A%E7%9A%84%E7%A1%AC%E7%A2%9F%EF%BC%8C%E4%B8%8D%E8%A6%81%E5%86%8D%E7%94%A8%E9%81%8E%E6%99%82%E7%9A%84-fdisk/)

        ## fdisk 僅能處理到 2TB 的磁碟 / 如果要用 2TB 以上的請使用 parted
        sudo fdisk /dev/記憶卡掛載位置
        ## 接著會進入 fdisk 互動模式
        ## 移除現有分割區
        輸入 `d` 可以刪除分割區(如果有複數個分割區會有數字選擇)
        ## 新增分割區
        輸入 `n` 可以建立分割區
            輸入 `p` 選擇建立主要分割區
            接著輸入 `1` 建立第一個分割區
            接著輸入分割區起始 sector (這邊按兩次 Enter 用預設的就是始至末)
        輸入 `t` 可以對分割區進行格式化
            如果有複數個分割區會再選擇分割區
            輸入 `L` 可以看目前支援的格式代碼
            輸入 `b` 可以選擇 W95 FAT32 格式
        輸入 `w` 把更動寫入記憶卡

4. 掛載記憶卡

        sudo mount 記憶卡掛載位置

- 圖形化介面
1. 安裝 Gparted
- `sudo apt install gparted`
- `sudo gparted`
- 
2. 使用內建磁碟軟體進行格式化
- MacOS
- 終端機 Terminal
1. 查看記憶卡掛載位置

        diskutil list

2. 卸載記憶卡

        diskutil umountDisk 記憶卡掛載位置

4. 格式化記憶卡

        diskutil eraseDisk FAT32 記憶卡名稱(全大寫) MBRFormat 記憶卡掛載位置


- [Option] 圖形化介面
1. 打開磁碟工具程式並顯示所有裝置
2. 針對裝置進行清除

- Windows
- 命令提示字元 CMD
1. 打開 CMD (Win + R)
2. 打開磁碟工具 `diskpart` (會另外開起新的視窗，以下皆在該視窗進行)
(判斷有無分割可以先使用 `list volume` 看 SD Card 磁碟區是不是只有一個)
例如像這樣，只有一個 F:/ 且容量與記憶卡相差甚遠，表示有另外進行切割
- 磁碟區有分割(需要合併的情況)
3. 查看記憶卡掛載磁碟 `list disk`
4. 選擇磁碟 `select disk 磁碟編號(###)`
5. 清除磁碟設定 `clean`
6. 建立磁碟分割 `CREATE PARTITION PRIMARY`
- 這邊可以加上 SIZE=容量(MB) 指定切割的大小
- 主要分割區 `PRIMARY` 之外是使用 `EXTENDED ` 標記延伸分割區
7. 指定掛載的位置 `ASSIGN LETTER=英文代號`
- 這邊代號請不要跟原本已經掛載的重複(有防呆)
- 磁碟區未分割的情況
3. 查看記憶卡掛載位置 `list volume`
4. 選擇記憶卡 `select volume 記憶卡的位置編號(### or Ltr)`
5. 快速格式化記憶卡 `format fs=fat32 quick`

- [Option] 圖形化介面
- 磁碟區有分割(需要合併的情況) 使用 `磁碟管理` (通常在右鍵 Windows 開始選單裡)
1. 刪除已分割磁碟區
2. 新增簡單磁碟區
3. 全部分配完畢
4. 幫磁碟區命名
- 磁碟區未分割的情況

### 透過 dd 進行燒錄 (Windows 請略過)
> cc / convert and copy、dd / data description、`dd / data destoryer`
> 1. 備份
> 2. 複製
> 3. 編碼轉換

- Ubuntu

## if -> input file(or 裝置)、of -> output file(or 裝置)、bs -> BlockSize 一次讀寫的區塊大小(預設512 bytes)
## 可以嘗試 bs=4M
## conv=sync, 讀一個區塊寫一個區塊 / conv=fsync, 把區塊讀到磁碟快取, 通通讀完後一次寫入
## status=progress 顯示進度
sudo dd if=下載的Raspbian.img of=記憶卡掛載位置 bs=1M status=progress conv=fsync

- MacOS

## MacOS 沒有進度條也沒有 fsync
sudo dd if=下載的Raspbian.img of=記憶卡掛載位置

## 可以從另外一個 Terminal 下這個指令，原本跑 dd 的頁面會顯示執行狀況
sudo pkill -INFO -x dd

### 透過 Win32diskmager (Windows Only / 需格式化)
> [官方載點](https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/)
> * 需要格式化記憶卡

#### 燒錄方式
1. 選擇Raspbian映像檔
2. 選擇裝置掛載位置
3. 寫入資料到裝置中

### 透過 Ecther 進行燒錄
> [官方網站](https://www.balena.io/etcher/)
> 優點：幫你清除原先分割並燒錄

#### 燒錄方式
1. 下載、安裝 Etcher
2. 打開，選擇Raspbian映像檔、記憶卡
3. 按下`Flash!`等待完成


### 設定啟用 Uart

1. 掛載 SD Card
2. 打開 `boot` 找到 `config.txt`
3. 在 `config.txt` 在最底下新增

# Enable uart
enable_uart=1


:::warning
如果檔案已經鎖定，請重新掛載(或拔掉重插也行)
或是檢查 SD Card 旁邊卡榫不要在 Lock(防寫入) 那邊
:::

## 開始使用 Raspberry Pi

### 基本 Knowhow

1. 完成後將記憶卡插入Raspberry Pi並且接上電源(5V)，紅色指示燈為電源、黃色指示燈為記憶卡讀取，如果紅色燈閃爍代表供電不穩。(建議至少 2A 以上供電)

2. Pi 是一台電腦，跟 Arduino 這類的控制板不同，現在出到第四代了

3. 上面兩排稱作 GPIO(General-purpose input/output)，通用型的輸入輸出，對應的針腳功能如下圖

### 與 Pi 溝通 / 透過 UART (這邊可以不用使用原生系統)
> 支援 UART 傳輸的驅動程式
>
> [Windows Driver](http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=225&pcid=41)
> 
>
> [MacOS Driver](http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=229&pcid=41)
> 
>
> ＾安裝完可能需要重新啟動


- Windows
1. 安裝 [PuTTY](https://www.putty.org)
2. 安裝驅動程式
3. 打開裝置管理員並按更新驅動
4. 選擇 `瀏覽電腦上的驅動程式軟體`
5. 選擇 `讓我從電腦上的可用驅動程式清單中挑選`
6. 選擇最新的並按下一步，完成之後就能識別裝置了
7. 打開 PuTTY 並設定 `Session` 如附圖，可取的名稱並 `Save` 設定
8. 按下 Open
- MacOS
1. 在 Terminal 透過 `ls /dev/ | grep cu.usb` 來找到裝置路徑
2. 接著用 `screen /dev/cu.usbserial 115200` 連線

- Ubuntu
- screen
1. 安裝 screen `sudo apt install screen`
2. 在 Terminal 透過 `ls /dev/ | grep ttyUSB` 來找到裝置路徑
3. `sudo screen `
- putty
4. 在 Terminal 透過 `ls /dev/ | grep ttyUSB` 來找到裝置路徑
5. 安裝 putty `sudo apt install putty`
6. 打開 putty `sudo putty`
7. 接著用照下面設定來連線

:::info
預設帳號密碼
帳號:pi
密碼:raspberry
:::

### 基本設定記憶卡擴展、時區、語系、WIFI 設定

1. 輸入 `sudo raspi-config` 進入設定
2. 擴展記憶卡可使用空間 `7.->A1`
3. 設定系統語系 `4.->I1`
4. 設定時區 `4.->I2` Asia -> Taipei (可以按T)
5. 設定 WIFI 區域 `4.->I4` TW
6. [Option] 使用 WPA2-PSK Wifi `2.->N2`
7. FINISH

### [ISSUE] 802.1X?
> [wpa_suplicant](https://w1.fi/wpa_supplicant/)
> WPA(WPA2) Supplicant for Linux, BSD, Mac OS X, and Windows

#### Scan Wifi / 蒐集 Wifi 資訊

1. 簡易掃描

## 掃描周圍 Wifi
wpa_cli -i wlan0 scan
## 印出掃描結果
wpa_cli -i wlan0 scan_results


2. 更詳細的資訊

## 利用 iwlist 用 wlan0 掃描
sudo iwlist wlan0 scan > result.txt
## 看掃描結果
cat result.txt


3. 安裝 vim `sudo apt install vim`
4. 修改 wifi 設定檔 `sudo vim /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf`
5. 填入 Wifi 資訊

network={
        ssid="NCNU(802.1X)"
        proto=RSN
        key_mgmt=WPA-EAP
        pairwise=CCMP
        auth_alg=OPEN
        eap=PEAP
        identity="s+學號"
        password="信箱密碼"
}

network={
        ssid="MOLi_LEGACY"
        psk="moli.rocks"
}

#### WPA2 資安議題

WPA2-PSK 可被暴力破解 `aircrack-ng`
> Aircrack-ng是一個與802.11標準的無線網路分析有關的安全軟體，主要功能有：網路偵測，封包嗅探，WEP和WPA/WPA2-PSK破解(字典攻擊)

### 開機時自動發送 IP 到自己的信箱

- [Leeray](https://hackmd.io/@hbdoy/HJ5DEJKjz)

### 關閉 TTL 連線

- 修改 /boot/cmdline.txt

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

改為

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

- 再修改 /etc/inittab

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line
T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

改為

#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

- 重開機

## Reference

1. 歷屆 LSA Raspberry pi 資料
- [1071 Week 15](https://hackmd.io/@focaaby/By4H6JLNW/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2Fs%2FBkSr20gqf?type=book)
- [1071 Week 16](https://hackmd.io/@focaaby/By4H6JLNW/%2Fy6iTvlAyQSSz_j0RoTbMEA?type=book)
- [1061 Week 14](https://hackmd.io/@focaaby/By4H6JLNW/%2FOwFgjATAHAZgrMAtANgEYBMDMjye1CEZRABhLDhNQggE5N1ag%3D%3D%3D%3Fview?type=book)
- [1041 Week 11](https://hackmd.io/@focaaby/By4H6JLNW/%2FOwDgpgjAJgTArAFgLRgJyiQucpNTMAYyRFQENUxgA2KYAIzgDMg%3D?type=book)
- [1041 Week 12](https://hackmd.io/@focaaby/By4H6JLNW/%2FMwNgTAZg7ArCAcBaOBTAhogLAIwIxPhCgkWwk0OygBMBjW3bIA%3D%3D?type=book)

2. 偷我專題夥伴的筆記
- [Leeray](https://hackmd.io/@hbdoy/HJ5DEJKjz)

3. 之前專題的筆記資料(已經變成 LSA 歷史資料)
- [1071 Week 15](https://hackmd.io/@ncnu-opensource/BkSr20gqf)