網頁最後修改時間：2020/10/25
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隨著科技進步以及開放原始碼的盛行，很多的東西不再遙不可及，具備一定能力的人，能夠經由這些資訊的提供，重製出相同的東西或是修改變更其內容為其他。
基於此，本篇想要跟各位介紹一款用於工業自動化和研究方面的開放原始碼專案：OpenPLC，它主要著重的重點是在為自動化和研究方面提供低成本的工業解決方案，而這篇網頁則要來介紹如何製作 Raspberry Pi（樹莓派）2/3/4 的作業系統，和作業系統第一次啟動的初始設定、組態、更新和升級，以作為 OpenPLC Runtime 和 OpenPLC Editor 軟體安裝之用。
主要的內容有：
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OpenPLC 是個不錯的專案項目！
不過正如同其它開源項目一樣，該網站的維護是作者其個人獨自奉獻。
為了讓 OpenPLC 網站和這項目能夠持續改善以及維持下去，
若覺得這專案對您有所助益和幫助，請加入每月支援該網站的行列！
OpenPLC Project 網站公告：OpenPLC Forum is shutting down - what can you do to help avoid that
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【1. 硬體配置】
下面是建議用的樹莓派硬體配置：
- ≧ Raspberry Pi 2/3/4；
- ≧ MicroSD 16GB；
- ≧ Power Supply 5V/2A (Pi2) / 2.5A (Pi3) / 3A (Pi4)；
- HDMI 液晶螢幕、無線網路卡、鍵盤、滑鼠，沒什麼限制，能用就好；
下面是本篇測試所使用的樹莓派硬體配置：
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Raspberry Pi 2 Model B 512MB
不管用的是 Pi2 / Pi3 / Pi4，作業系統的記憶卡製作過程都是一樣，系統設定過程也都一樣，所以這裡才用硬體型號較低的 Pi2 來做。
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SanDisk HC I Ultra Class 10 16GB
16GB 是最小的記憶卡容量需求，用 8GB 的記憶卡容量會不夠用！ -
5V / 2A Power Supply
Pi2B 用這個電源供應器就足夠了。 - 2.4GHz 無線鍵鼠
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USB 無線網路卡
Pi2B 沒有內建無線網路卡，所以要另外準備；Pi3 / Pi4 是板載無線網路，不需再額外裝。
【2. 下載 Raspberry Pi Imager】
在 Raspberry Pi 官網的下載頁，提供了幾個製作作業系統的方法，裡面最簡單的方法：就是使用 Raspberry Pi
Imager。只要選擇要安裝的作業系統和記憶卡後，就能將作業系統一鍵寫入記憶卡，不管是對於新手或熟手來說，都是非常方便的！
請進入到下載頁，根據自己的作業系統下載對應的 Raspberry Pi
Imager（這裡下載的是 Raspberry Pi Imager for Windows (imager_#ver.exe, #ver 代表版本號)）。
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下載 Raspberry Pi Imager- 01 |
滑鼠雙擊下載的檔案（imager_#ver.exe），開啟軟體安裝精靈，直接按 "Install" 開始進行安裝。
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| 下載 Raspberry Pi Imager- 02 |
安裝時有進度條可以看，不一會兒就能完成軟體安裝。
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| 下載 Raspberry Pi Imager- 03 |
按 "Finish" 關閉安裝視窗並開啟 Raspberry Pi Imager，準備開始來安裝樹莓派作業系統。
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| 下載 Raspberry Pi Imager- 04 |
【3. 製作樹莓派作業系統記憶卡】
Raspberry Pi OS（以前稱為 Raspbian），是 Raspberry Pi
所有型號的官方作業系統，也是這一節主要要安裝的作業系統（若要安裝其他的作業系統也是類似這一節裡的操作）。
首先，請準備一片格式化為 FAT32
的記憶卡。記憶卡的格式化請使用官方指定的工具軟體，或參考下面使用
Raspberry Pi Image 格式化記憶卡的操作步驟。
** 樹莓派作業系統用的記憶卡格式化說明：Formatting an SDXC card for use with NOOBS
在 "Raspberry Pi Imager" 按下
"CHOOSE OS" 進入到下一個畫面。
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Raspberry Pi Imager Format card as FAT32 - 01 |
往下滑動選單到最下面，選定 "Erase" 並回到主畫面。
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| Raspberry Pi Imager Format card as FAT32 - 02 |
按下 "CHOOSE SD CARD"，列出現在作業系統所掛載的記憶卡。
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| Raspberry Pi Imager Format card as FAT32 - 03 |
點選要格式化為 FAT32 的記憶卡。
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Raspberry Pi Imager Format card as FAT32 - 04 |
確認主畫面上的資訊都正確後，按下 "WRITE" 開始格式化記憶卡，完成後會出現提示視窗，記得拔出記憶卡。
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| Raspberry Pi Imager Format card as FAT32 - 05 |
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把剛剛格式化的記憶卡再插到電腦，按下
"CHOOSE OS" 開啟可安裝的作業系統選單。
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 01 |
接著由選單中選擇作業系統。
因為後續是要作為安裝 OpenPLC Runtime 和 OpenPLC Editor
用的作業系統，所以請選擇 "Raspberry Pi OS" 或
"Ubuntu" 這兩種作業系統的其中一種。而在這裡選用的是 "Raspberry Pi (other) / Raspberry Pi OS Full (32-bit)"
這一個，因為它適用於 Raspberry Pi 2 / 3 /4 多個型號。
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 02 |
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 03 |
按下 "CHOOSE SD CARD" 選擇記憶卡。
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 04 |
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 05 |
確認主畫面選擇的作業系統和記憶卡都無誤後，按下 "WRITE" 開始寫入作業系統。
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 06 |
這過程需要一些時間，視寫入容量和記憶卡寫入速度而定，請耐心等等！
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 07 |
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 08 |
作業系統寫入記憶卡完成後會出現提示視窗（如圖所示），這個時候就可以將記憶卡拔除。
"CONTINUE" 要記得按一下！
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| Raspberry Pi Imager 製作樹莓派作業系統記憶卡 - 09 |
【4. Raspberry Pi OS Full (2020-08-20 釋出版本) 初始設定、組態、更新和升級】
請把做好作業系統的記憶卡插上樹莓派 (Pi 2 / 3 /
4)，再插上需要的週邊，然後開機。
開機後，作業系統會運行並直接進入到樹莓派的桌面環境下，然後系統會自動開啟
"Welcome to Raspberry Pi" 視窗，引導您進行第一次開機後作業系統的初始設定。
按下第一個歡迎畫面的
"Next" 按鈕，開始進入到設定的畫面。
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樹莓派第一次開機系統初始設定 - 01 |
首先進入到的這個畫面，要做的是國家、時區、桌面選單語言和鍵盤的設定，請做如下的選擇：
- Country: Taiwan
- Language: Chinese
- Timezone: Taipei
- 勾選 ☑ Use English language
- 勾選 ☑ Use US keyboard
上面的設定就是將國家、語言和時區都設定為和台灣相關，但是系統選單和鍵盤都是使用英文環境，所以若是要使用中文系統選單和鍵盤，就把畫面中的兩個勾選取消掉，那麼重開機之後就會是中文環境。
設定好之後，按下 "Next" 按鈕，進入到下一個設定畫面。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 02 |
進入到的這個畫面，是用來重新設定登入帳號 pi 的密碼，請輸入一個新的之後，按下 "Next" 按鈕，進入到下一個設定畫面。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 03 |
進入到的這個畫面，是關於螢幕的設定，也就是說如果現在桌面在螢幕邊有黑邊的話，就勾選 This screen shows a black border around the desktop，作業系統會嘗試在下一次開機時幫您做修正。
按下 "Next" 按鈕，進入到下一個無線網路設定的畫面。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 04 |
一進入到無線網路設定的畫面，樹莓派會自動搜尋附近可用的無線網路並列表，請選擇要連線的無線網路名稱後，按下 "Next"，進入到下一個無線網路密碼的設定畫面。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 05 |
請在畫面中間欄位，輸入無線網路的連線密碼。輸入完畢後，請按下 "Next" 按鈕進行連線。
若連線成功，則會直接進入到下一個系統更新和升級的畫面；否則，就會繼續留在這個畫面，請重新輸入正確的密碼進行連線。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 06 |
接下來進入到的是，自動系統更新和升級的服務畫面，在這裡改用手動更新和升級的方式，所以請按 "Skip" 離開並進入到下一個畫面；另外，也因為還有其他樹莓派的硬體和組態要做設定，所以一併做好再一起重開機，能省下一些時間。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 07 |
這個畫面是初始設定的最後一個畫面，請按 "Later" 等一下再自行重開機。
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| 樹莓派第一次開機系統初始設定 - 08 |
接著，在樹莓派的系統選單中，選擇 "Preferences / Raspberry Pi Configuration"，開啟後點選 "Interfaces" 頁籤，照著下圖 Enable SSH、VNC、SPI、I2C 和 Serial Port（其他的都 Disable），最後按下 "OK" 儲存後離開。
如果有提示要重開機生效，這時也不要重開機，還有東西沒做。
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| Raspberry Pi Configuration - Interfaces |
繼續，在樹莓派桌面打開一個終端機視窗，然後輸入下面的指令
$ sudo apt update $ sudo apt full-upgrade
執行過程如下面的截圖。
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| 樹莓派作業系統更新和升級 - 01（點擊看原圖） |
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| 樹莓派作業系統更新和升級 - 02 |
最後，輸入下面指令重開機，完成樹莓派初始的設定、組態、更新和升級。
$ reboot
【5. 使用 VNC Viewer 連線到樹莓派】
除了使用 SSH 連線至樹莓派進行指令操作之外，有時也需要直接連線到樹莓派桌面環境下進行一些操作，早期這樣的操作需要自行安裝
VNC Server，但現在預設就有，只需要將 VNC
的選項開啟，就會在開機後自動運行 VNC
Server，您要做的就只是取得樹莓派的 IP 地址即可，就能使用 VNC Viewer
連線到桌面環境下進行操作。
有兩種 VNC Viewer
連線到樹莓派的方式，這一節所採用的是直接的連線方式；若想嘗試用雲端連線的方式，可參考 VNC Connect and Raspberry Pi 網頁裡 Establishing a clous connection 一節中的說明。
首先，連上 realvnc 下載 VNC Viewer。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 01 |
下載後完成 VNC Viewer 的安裝，並開啟 "VNC Viewer"（如下圖所示）準備建立一個新的連線。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 02 |
選擇 "VNC Viewer" 選單 "File / New connection..."，開啟建立一個新連線的對話視窗。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 03 |
開啟的對話視窗，如下左圖所示，然後進行如下右圖中的設定：
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VNC Server: 192.168.0.13
這裡要輸入您的樹莓派 IP，取得方法可以參考這一篇網頁裡所使用的 IP 掃描軟體。 -
Name: My Pi
為這個連線取的名字，取您喜歡的。
完成後按 "OK"，儲存後離開回到主畫面。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 04 |
所建立的新連線會在 "VNC Viewer "主畫面出現，滑鼠點擊兩下打開它。
由於是第一次打開連線，所以會要求您輸入您登入樹莓派的帳號（Username:）和密碼（Password:）。
輸入完成後，按 "OK" 開始連線。
不一會兒！若連線成功，就會看到如下圖所示的樹莓派桌面出現。
點擊桌面右上角的 VNC 圖示，螢幕中間會出現 VNC Server 設定視窗。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 05 |
由於是第一次打開連線，所以會要求您輸入您登入樹莓派的帳號（Username:）和密碼（Password:）。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 06 |
輸入完成後，按 "OK" 開始連線。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 07 |
不一會兒！若連線成功，就會看到如下圖所示的樹莓派桌面出現。
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 08 |
點擊桌面右上角的 VNC 圖示，螢幕中間會出現 VNC Server 設定視窗。
如果有任何要對 VNC Server 做設定的話，可以點選 "VNC Server"
右上角的圖示進行詳細的設定。
現在，您就可以在遠端直接操作樹莓派了！
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| VNC Viewer 連線樹莓派 - 09 |
現在，您就可以在遠端直接操作樹莓派了！
【結論】
現在樹莓派作業系統的安裝越來越容易，而且應用也越來越多，因為 OpenPLC
的緣故，後續還有一些相關的網頁要寫，對於 OpenPLC
與樹莓派搭配有興趣的，別忘了跟著這篇網頁，自己也準備一片記憶卡待用，後續會有不少的機會用到！
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