رزبری‌پای زیرو ۲ دبلیو (Raspberry Pi Zero 2 W) یکی از ارزان‌ترین بردهای تک‌بردی (SBC) برای ورود به اکوسیستم رزبری‌پای است. این برد اتصال بی‌سیم، پین‌های GPIO و در صورت پیکربندی مناسب، توان اجرای سرور کوچک با ابزارهای سبک را دارد. اما با پیشرفت در پروژه‌های خانه‌آزمایشگاهی (Home Lab)، دستگاه‌های کم‌توانی مانند رزبری‌پای زیرو ۲ دبلیو کارایی پیشین خود را از دست می‌دهند و کاربر ممکن است به سراغ کلاینت نازک، رایانه کوچک یا مدل قوی‌تری از رزبری‌پای برود.
با این حال، رها کردن این برد برای جمع کردن گرد و غبار چندان خوشایند نیست. رزبری‌پای از حالت گجت USB (USB Gadget Mode) پشتیبانی می‌کند و این قابلیت روشی مناسب برای استفاده دوباره از بردهای تک‌بردی کم‌توان است. با فعال‌سازی این حالت می‌توان کاربردهای متعددی برای برد تعریف کرد.
حالت USB Gadget چیست و چه امکاناتی دارد؟
اگر رزبری‌پای زیرو ۲ دبلیو را به یک رایانه ویندوزی متصل کنید، ممکن است ویندوز آن را به‌عنوان دستگاه USB شناسایی نکند؛ زیرا برد به‌طور پیش‌فرض خود را به‌عنوان دستگاه USB معرفی نمی‌کند. برای رفع این مشکل باید حالت گجت USB را فعال و چند تنظیمات را تغییر داد.
حالت گجت USB چند ماژول مختلف دارد. یکی از ساده‌ترین گزینه‌ها، حالت USB Ethernet است که امکان دسترسی مستقیم به برد از طریق SSH و روی پورت USB را فراهم می‌کند. گزینه جالب دیگر، حالت ذخیره‌سازی انبوه USB (USB Mass Storage) است که برد را مانند یک فلش‌درایو نشان می‌دهد و کارت SD آن مانند سایر درایوهای USB در دسترس قرار می‌گیرد.
از دیگر حالت‌های قابل توجه می‌توان به HID اشاره کرد که بسیاری از کاربران DIY از آن برای تبدیل برد به دستگاه ورودی استفاده می‌کنند. می‌توان چند دکمه به رزبری‌پای افزود و آن را به‌عنوان دکمه تک‌کاره یا چندکاره به کار گرفت. حالت Serial نیز پشتیبانی می‌شود و برد را به‌صورت یک پورت COM در رایانه نشان می‌دهد. همچنین می‌توان برد را به وب‌کم یا دستگاه صوتی تبدیل کرد.
راه‌اندازی حالت USB Ethernet روی برد
راه‌اندازی این حالت در اولین تلاش همیشه بی‌دردسر نیست. در تجربه منتشرشده، ابتدا یک نصب موجود DietPi روی کارت SD پاک و سپس رزبری‌پای OS Lite 64-bit نصب شده است. همچنین SSH، کاربر و چند تنظیم دیگر از طریق ابزار Raspberry Pi Imager پیش‌پیکربندی شده‌اند. سپس از طریق SSH به رزبری‌پای دسترسی گرفته شده تا پشتیبانی از حالت گجت USB اضافه شود.
نخستین تغییر باید در فایل config.txt انجام شود. برای فعال‌سازی حالت peripheral باید خط زیر اضافه شود:
- dtoverlay=dwc2,dr_mode=peripheral
فایل بعدی cmdline.txt است که اقدامات هنگام بوت را مشخص می‌کند. باید پارامترهایی برای فعال‌سازی کنترلر USB و بارگذاری درایور گجت Ethernet اضافه شود:
- modules-load=dwc2,g_ether
پس از یک ری‌استارت کوتاه، برد به تخصیص دستی آدرس IP و چند تنظیم دیگر نیاز داشت. در سمت رایانه ویندوزی نیز برد در ابتدا به‌عنوان دستگاه نمایش داده نشد؛ بنابراین نصب درایور مناسب RNDIS ضروری بود و پس از آن برد به‌عنوان یک دستگاه شبکه ظاهر شد.
پس از تخصیص آدرس IP به برد، تنظیمات شبکه رزبری‌پای نیز باید ویرایش می‌شد. تنظیمات IPv4 از طریق Control Panel تغییر کرد و آدرس IPای اضافه شد که رایانه از طریق آن می‌توانست به گجت USB، یعنی همان برد، متصل شود. با انجام این مراحل، رزبری‌پای می‌توانست از اتصال USB برای تأمین برق استفاده کند و از طریق آدرس IP اختصاصی برای SSH در دسترس باشد.
کاربردهای عملی برای برد تک‌بردی
شاید این پرسش مطرح شود که چرا باید چنین مراحلی برای اتصال SSH به رزبری‌پای طی شود، در حالی که همین کار از طریق اتصال Wi-Fi نیز امکان‌پذیر است. تفاوت در این است که حالت USB Ethernet یک اتصال مستقیم بین دو دستگاه ایجاد می‌کند. در این روش، حتی اگر روتر اصلی در زمان قطعی برق از کار بیفتد، می‌توان به برد متصل شد. برد برق خود را از رایانه دریافت می‌کند و از طریق یک آدرس IP سفارشی در دسترس می‌ماند.
این روش عیب‌یابی را بسیار ساده‌تر می‌کند. اکنون می‌توان آزمایش‌ها را روی برد انجام داد، حتی اگر به شبکه خانگی متصل نباشیم. دیگر نیازی به اتصال برد به روتر Wi-Fi نیست. همچنین می‌توان رزبری‌پای زیرو ۲ دبلیو را به آداپتور Wi-Fi USB تبدیل کرد که به روتر متصل می‌شود و اتصال اینترنت را از طریق USB فراهم می‌کند.
اگر لپ‌تاپی مانند لپ‌تاپ نویسنده مقاله کارت Wi-Fi آن از کار افتاده باشد، می‌توان از برد برای ساخت یک کارت Wi-Fi سفارشی استفاده کرد. این کار به تنظیمات بیشتری مانند فعال‌سازی IP Forwarding و NAT نیاز دارد. همچنین می‌توان دستگاه انتقال فایل مستقیم ساخت که به شبکه خانگی نیاز ندارد. البته USB Ethernet تنها یکی از حالت‌های متعدد قابل آزمایش است.
حالت‌های USB Mass Storage و HID نیز جذابیت زیادی دارند. می‌توان یک دستگاه ورودی قابل استفاده ساخت که رایانه را کنترل کند؛ برای نمونه مجموعه‌ای چهار دکمه‌ای که اقداماتی مانند خاموش کردن رایانه یا اجرای یک ابزار را انجام دهد.
استفاده دوباره از برد کم‌توان
بردهای تک‌بردی کم‌توان پس از خرید مدل‌های قوی‌تر چندان جذاب نیستند. در تجربه یادشده، یکی از بردهای رزبری‌پای زیرو ۲ دبلیو به سرور اختصاصی مدیریت رمز عبور با Vaultwarden تبدیل شده است. اما برای برد بعدی ایده‌ای وجود نداشت و حالت گجت USB دوباره آن را جذاب کرد. می‌توان از برد به‌عنوان دستگاه ذخیره‌سازی انبوه یا دانگل Wi-Fi برای لپ‌تاپ استفاده کرد. این‌ها تنها چند نقش هستند که برد بدون نیاز به منابع اضافی می‌تواند بپذیرد. هدف بعدی، تبدیل آن به دستگاه HID است که به راه‌اندازی بیشتری شامل بردبورد، چند دکمه و دانش مدار نیاز دارد.