We hebben de PiKVM-software al eerder in Elektor voorgesteld en een interview met de maker van de software afgedrukt. De PiKVM-software transformeert een Raspberry Pi (momenteel de Raspberry Pi 2 of nieuwer) in een oplossing voor onderhoud op afstand: de Raspberry Pi is verbonden met de te besturen computer en geeft toets-, muis- en videosignalen door via het internet.
 
Tot nu toe moest echter de nodige extra hardware uit verschillende onderdelen worden samengesteld, een 3D-geprinte behuizing worden gemaakt en ten slotte een USB Y-kabel worden gemaakt om data en stroom te splitsen. Met de PiKVM v3 HAT voor de Raspberry Pi 4 is er nu een alles-in-één oplossing beschikbaar, rechtstreeks van de maker van de PiKVM-software.

 
PiKVM V3 HAT
PiKVM v3 HAT Box

Met de PiKVM v3 HAT is er nu een board beschikbaar dat optimaal past bij een Raspberry Pi 4. U kunt ook een bijpassende metalen behuizing kopen. Naast de HDMI-ingang is er een USB-C-poort waarmee de Raspberry Pi 4 een muis, toetsenbord en massaopslag kan emuleren. En er zijn nog veel meer nuttige functies aan de HAT toegevoegd.
 
De PiKVM v3 HAT werd in zeer korte tijd gefinancierd op Kickstarter en heeft zijn weg al gevonden in de handen van de eerste gebruikers. Ook de exemplaren die verkrijgbaar waren in de Elektor-shop, waren binnen korte tijd uitverkocht. Het is dus goed nieuws dat er meer PiKVM v3 HAT’s op komst zijn; dat geldt ook voor de optionele metalen behuizing.
 
Het is dus een goed moment om de PiKVM v3 HAT nader te bekijken! Wat zit er in de doos?

 
PiKVM v3 HAT Box content
PiKVM v3 HAT: Inhalt der Box

De doos bevat de PiKVM v3 HAT zelf, afstandhouders, een USB-C bridge, flexkabels, schroeven, jumperkabels en de ATX-adapter om op afstand de reset- en power-knop van een computer te bedienen. Behalve een Raspberry Pi 4 en een SD-kaart is alles aanwezig wat u nodig hebt. Een extra (en aanbevolen) accessoire is de metalen behuizing. Als u die niet wilt kopen, hebt u nog altijd de mogelijkheid van een 3D-geprinte versie.

 
Steel case
Metalen behuizing voor de PiKVM v3 HAT
 

Pi-KVM HAT: ja of nee?

Waarom zou ik de HAT kopen? De prijs van ongeveer € 150 is zeker iets dat sommigen als ‘prijzig’ kunnen beschouwen (als u het complete pakket vergelijkt met de prijs van een pure HDMI-naar-CSI2 bridge, die ook kan worden gebruikt om HDMI-signalen naar de Raspberry Pi te leiden). Maar de PiKVM v3 HAT is duidelijk meer dan alleen een eenvoudige HDMI-naar-CSI2 bridge. Een snelle blik op de aansluitingen en poorten verraadt al dat hij aanzienlijk meer mogelijkheden en functies biedt. Daarom hier een beknopt overzicht van de belangrijkste aansluitingen en functies.



 
PiKVM v3 HAT connectors
Overzicht van de PiKVM v3 HAT.
 
 
Number Description
ATX controller interface (power on/off, reboot control, PWR, and HDD ACT LEDs).
2 HDMI reset jumper.
3 SPI and GPIO for the custom extension boards.
4 Audio capture jumpers.
5 UART access pins.
6 Serial console port (for the Raspberry Pi or server console access).
7 USB-C console port.
8 Power and activity LEDs.
9 USB-C power input.
10 I2C display connector.
11 Alternate +5V power input/output header pins.
12 RTC clock supercapacitor (rechargeable).
13 FAN connector - PWM controlled.
14 CSI-2 interface and HDMI backpowering jumper.
15 Built-in power splitter port.
16 HDMI capture port (max 1080p @ 50Hz) with sound capture support.
17 USB emulation pins for alternative access.
18 USB-C emulation port - this port is doing the emulation of a USB keyboard, mouse, Virtual CD-ROM or USB Flash Drive, USB-Ethernet, USB-Serial port and a lot of other Linux-supported features.
19 1-Wire & Neo-pixel interface (bottom side, advanced user feature).


HDMI-naar-CSI2 bridge

Zoals bij veel goedkope HDMI-naar-CSI-2 converters wordt hier een TC358743XBG van Toshiba gebruikt. Dit is een van de chips die wordt ondersteund door de closed-source firmware van de Raspberry Pi camera-interface. Met de PiKVM v3 HAT kan een HDMI-signaal tot 1080p50 worden verwerkt. Helaas is bij veel goedkope HDMI-naar-CSI-2 bridges het gedeelte dat de audiogegevens uit het HDMI-signaal haalt niet altijd op de juiste manier bedraad. Bij de PiKVM v3 HAT kunnen ook audiodata uit de HDMI-datastroom worden gefilterd (momenteel is de PiKVM-software nog niet klaar om de audiodata te verwerken en dus te kunnen uitvoeren). De PiKVM lost ook het probleem op van de backpowering van de HDMI-poort. Backpowering van de HDMI-poort kan er bij goedkope HDMI-naar-CSI2 bridges de oorzaak van zijn dat de Raspberry Pi niet opstart.

 

USB-C-Poorten

De PiKVM v3 HAT heeft voor USB overal poorten van het USB-C-type. Dit maakt het insteken van kabels veel gemakkelijker. De PiKVM HAT V3.3 heeft vier USB-C poorten, waarvan er één wordt gebruikt voor de verbinding tussen de Raspberry Pi 4 en de HAT. Voor dit doel wordt de PiKVM v3 HAT geleverd met een USB-C bridge die de Raspberry Pi van stroom voorziet en data van de USB-OTG poort van de Raspberry Pi voor de PiKVM v3 HAT beschikbaar maakt.
 
De USB-C-poort aan de kant van de HDMI-ingang wordt gebruikt voor USB-muis, -toetsenbord en emulatie van massaopslag. Daarnaast kan de PiKVM-software ook Ethernet-via-USB of serieel-via-USB data leveren. Deze USB-poort kan worden aangesloten op een computer met een passende USB-C-kabel. Dat betekent dat een geschikt opstartmedium ook op afstand op de aangesloten computer kan worden “aangesloten” voor diagnostische doeleinden.
 
Aan de andere kant bevinden zich de twee andere USB-C poorten. Een daarvan is Power-In en is verbonden met de USB-C voeding die normaal de Raspberry Pi voedt. De andere USB-C poort is de seriële console van de Raspberry Pi die het mogelijk maakt om het systeem te configureren.

 
PiKVM v3 HAT mounted
USB-C poorten van de PiKVM v3 HAT (boven).

RJ45-Poorten

De Pi KVM software werd ontwikkeld om computers op afstand te kunnen bedienen en onderhouden. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de PiKVM v3.3 HAT een functie bezit waarmee de reset- en aan/uit-knoppen op een moederbord op afstand bediend kunnen worden. Deze functionaliteit is ondergebracht op een extra print; een standaard RJ-45 kabel is alles wat nodig is om deze aan te sluiten op de Pi KVM v3 HAT. De status van de power- en HDD-LED’s wordt ook via dit board geretourneerd naar de PiKVM v3 HAT.


 
PiKVM v3 HAT ATX Extension
ATX-uitbreiding om de reset- en aan/uit-knoppen van de externe computer te bedienen.
De tweede RJ45-poort op de PiKVM is iets dat zelden voorkomt in een normaal huishouden, maar vaak wordt gebruikt voor netwerkapparatuur. Het is een RS232-consolepoort, zoals onder meer in Cisco-switches en -routers wordt gebruikt.

Extra's

Er zijn nog een paar handige functies op de PiKVM v3 HAT ondergebracht, te beginnen met de RTC en een supercap. Hierdoor kan de Raspberry Pi de tijd bijhouden, zelfs als er geen netwerkaansluiting voorhanden is en/of geen NTP-server beschikbaar is. Aangezien een supercap wordt gebruikt, hoeft u zich geen zorgen te maken over lege of lekkende batterijen.
 
Naast de RTC biedt de PiKVM v3 HAT ook de mogelijkheid een ventilator aan te sturen. Als de Raspberry Pi en de PiKVM v3 HAT in één behuizing zijn ondergebracht, kan hiermee een ventilator worden aangestuurd om de Raspberry Pi te koelen zonder het lawaai van een föhn. Pinnen voor een I2C-OLED en pin-enders (waar pinheaders in gesoldeerd kunnen worden) voor SPI en GPIO completeren de PiKVM v3 HAT, zodat later uitbreidingen toegevoegd kunnen worden. Er is ook gedacht aan aansluitingen voor 1-Wire sensoren en NeoPixel-LED’s.

Zelfbouw of niet?

Nu alle features aan de orde zijn gekomen, rijst de vraag of de kit het geld waard is. Wanneer je alleen op de kosten let, zou je goedkoper uit zijn met een zelfbouw-basisversie, bestaande uit een Raspberry Pi 4, een HDMI-naar-CSI2 bridge, een zelfgemaakte USB-Y kabel en een 3D-geprinte behuizing. De foto hieronder toont zo’n DHZ-versie (dit is de minimale versie die ook in het Elektor-artikel over de PiKVM is besproken), en daarnaast de PiKVM v3 HAT in de 3D-geprinte behuizing.

 
DIY Pi-KVM
Niet fraai en ook zeldzaam: DHZ-versie van een PiKVM.
       
PiKVM V3 HAT with 3D printed Enclosure
Metaal is mooier: PiKVM HAT in een 3D-geprinte behuizing.
      


De Pi KVM HAT daarentegen is plug&play: je hoeft alleen maar een paar schroeven in te draaien en het juiste image op de SD-kaart te branden. En er is een kant-en-klare metalen behuizing verkrijgbaar. De mogelijkheid om de reset- en aan/uit-knoppen van de op afstand bediende computer te kunnen bedienen, en de LED’s voor de harde schijf en de voeding maken het gebruik ook veel aangenamer dan de DHZ-versie. En vergeet ook de documentatie voor de PiKVM v3 HAT niet. Van installatie tot probleemoplossing, alles staat in de handleiding voor de PiKVM HAT. Ook vind je daar veel tips en trucs voor de PiKVM-software.

 

Conclusie

Zou ik weer een DHZ-variant bouwen? Waarschijnlijk niet, nu er de PiKVM v3 HAT is. Er is veel aandacht besteed aan het ontwerp van de hardware; aan de details, aanpassingen, verbeteringen en functies kun je zien dat marketing niet de drijvende kracht was en is. Het product is technisch compromisloos ontworpen vanuit het oogpunt van een gebruiker/beheerder waardoor het gebruik van PiKVM niet alleen gemakkelijk is maar ook betrouwbaar. Met de aanschaf van de PiKVM v3 HAT wordt ook het PiKVM-project ondersteund. Iedereen die een computer of machine (uitgerust met een muis/toetsenbord en HDMI-monitoraansluiting) op afstand wil bedienen of onderhouden, zou de PiKVM v3 HAT eens van dichtbij moeten bekijken. De PiKVM HAT kan in de Elektor-shop worden besteld – net als de optionele metalen behuizing.
 
Vertaling: Eric Bogers