Кнопка питания для Raspberry Pi: быстрый гид

Добавить безопасную кнопку питания на Raspberry Pi можно двумя способами: собрать простой выключатель через GPIO с Python-скриптом или купить готовое решение (Pi Supply, iUniker и т. п.). Правильная реализация обеспечивает корректное завершение работы ОС, защиту SD-карты и удобство эксплуатации. В статье — пошаговые инструкции, альтернативы (dtoverlay, systemd), монтаж, тестирование и чек-листы для разных сценариев.

Почему кнопка питания важна для Raspberry Pi

Raspberry Pi — гибкий и доступный мини‑компьютер, но у него часто отсутствует аппаратная кнопка включения/выключения. По умолчанию питание подаётся через USB/питательный разъём, а выключать устройство обычно предлагают через программную команду (sudo shutdown) или просто выдергивать кабель — риск повредить SD‑карту.

Raspberry Pi с внешней кнопкой питания

Отсутствие физической кнопки особенно неудобно для тех применений, где доступ к устройству ограничен: медиаплееры, киоски, встроенные системы, удалённые узлы. Неправильное отключение может привести к коррумпированию SD‑карты и потере данных.

Важность безопасного завершения работы

Если ОС выполняет запись на SD‑карту в момент отключения питания, происходит риск повреждения файловой системы. Современные SD‑карты имеют коррекцию ошибок, но это не гарантирует, что система загрузится после внезапной потери питания. Правильный сценарий — дать ОС завершить активные операции записи и корректно остановить сервисы.

Коротко:

Безопасное отключение завершает фоновые записи и синхронизирует файловую систему.
Аппаратная кнопка должна инициировать корректную команду завершения работы или работу логики, делающей это за вас.

Raspberry Pi 3 B+ на столе

Самодельный выключатель через GPIO (быстрое решение)

Один из самых дешёвых и простых способов — использовать моментальную кнопку (momentary push button), подключённую к GPIO. Идея: скрипт слушает нажатие и вызывает команду poweroff.

Материалы:

Моментальная кнопка (также подходят кнопки от старого ПК).
Провода для подключения к 40‑пиновому коннектору.
Если нужно — небольшой корпус или втулка для крепления.

Схема подключения: кнопка между физическими контактами 39 (GND) и 40 (GPIO21). При нажатии замыкаются контакты GND и GPIO21, скрипт обнаруживает замыкание.

Схема подключения кнопки питания к Raspberry Pi, показаны контакты GPIO

После подключения создаём Python‑скрипт и используем библиотеку gpiozero.

В терминале (если у вас Raspbian Lite и gpiozero не установлен):

sudo apt update  
sudo apt install python3-gpiozero

Создаём файл в редакторе (пример с nano):

sudo nano shutdown-press-simple.py

Вставьте этот скрипт:

#!/usr/bin/env python3  
  
from gpiozero import Button  
  
import os  
  
Button(21).wait_for_press()  
  
os.system("sudo poweroff")

Этот скрипт использует библиотеку gpiozero, слушает BCM pin 21 (физический пин 40) и при нажатии вызывает sudo poweroff. Сохраните (Ctrl + X, затем Y).

Сделайте скрипт исполняемым:

chmod a+x shutdown-press-simple.py

Чтобы запускать скрипт на старте, из исходной статьи был предложен править /etc/rc.local. Файл можно открыть так:

sudo nano /etc/rc.local

И в последней строке перед exit добавить (пример из исходного материала):

echo '~pi/shutdown-press-simple.py'

Важно: rc.local иногда не настроен в новых версиях ОС; ниже в разделе «Альтернативы» — более надёжные способы автозапуска.

Альтернативы и улучшения (рекомендуемые)

Вместо простого скрипта есть несколько более надёжных и удобных подходов:

Использовать dtoverlay gpio-shutdown в /boot/config.txt. Это аппаратный оверлей ядра, который превращает выбранный GPIO в аппаратный выключатель. Преимущества: не нужен постоянный пользовательский процесс, работает на ранней стадии загрузки.

Пример добавления в /boot/config.txt:

# Использовать BCM21 (физический пин 40) как аппаратный выключатель
dtoverlay=gpio-shutdown,gpio_pin=21,active_low=1,gpio_pull=up

Параметры:

gpio_pin — номер GPIO по BCM (21 в нашем примере);
active_low — 1 или 0, в зависимости от того, что означает замыкание для вашей схемы;
gpio_pull — up или down.

После добавления перезагрузите систему; при нажатии на кнопку Raspberry Pi выполнит корректное завершение работы.

Создать systemd–сервис для запуска вашего Python‑скрипта (более современная альтернатива rc.local). Пример файла службы:

# /etc/systemd/system/shutdown-button.service
[Unit]
Description=Shutdown button listener
After=multi-user.target

[Service]
Type=simple
User=root
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/pi/shutdown-press-simple.py
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Затем включите и запустите сервис:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable shutdown-button.service
sudo systemctl start shutdown-button.service

Использовать HAT/UPS с поддержкой безопасного завершения (например, UPS HATs для Raspberry Pi). Эти устройства обеспечивают корректное питание при коротких перебоях и часто имеют встроенные кнопки и сигналы для безопасного выключения.
Купить готовое устройство (см. ниже).

Два популярных коммерческих варианта

Если не хотите паять и писать код, можно купить готовые решения.

Pi Supply Power Switch — комплект, который ставится между блоком питания и Raspberry Pi. Требует пайки и установки небольшого ПО; имеет три кнопки для включения, принудительного выключения и мягкого выключения.
iUniker Raspberry Pi Switch — готовое решение без сложной установки, защищает разъём питания от износа и удобно включает питание, но не обеспечивает мягкого выключения (подходит только для включения).

Выбор зависит от сценария: если важно избежать внезапного отключения — выбирайте решения с функцией мягкого выключения.

Как установить кнопку в корпус: советы по монтажу

Подберите место, где кнопка будет защищена от случайного нажатия (углубление, посадочное место в корпусе).
Если корпус металлический — обратите внимание на заземление и изоляцию контактов.
Убедитесь, что длины проводов хватает и они не натянуты; используйте термоусадку или кабельные стяжки.
При размещении в корпусе для киоска или медиаплеера лучше использовать герметичные кнопки или утопленные модели.

Когда простая кнопка не подойдёт (примеры неудач)

Если устройство работает в критичной инфраструктуре и требует гарантированной работы при перебоях питания — простой моментальный переключатель и скрипт недостаточны; нужен UPS и мониторинг.
Для дистанционно управляемых узлов в сложных сетях лучше использовать аппаратные решения с обвязкой питания и программной логикой (HAT с контроллером).
Если у вас многопользовательский или чувствительный к доступу киоск — продумайте блокировки и логирование событий выключения.

Мини‑методология выбора и проверки

Определите сценарий: домашний проект, киоск, embedded‑устройство или сервер.
Оцените риск потери данных и важность времени восстановления.
Выберите вариант: DIY GPIO‑кнопка, dtoverlay, systemd, UPS HAT или коммерческий переключатель.
Спланируйте монтаж в корпусе и защиту от случайных нажатий.
Тестируйте: сценарии корректного выключения, принудительного отключения, восстановления.

Критерии приёмки

При однократном нажатии устройство инициирует корректную процедуру завершения работы и через минуту питание прекращается.
После корректного завершения карта SD остаётся целой, система загружается без ошибок.
При длительном удержании (если реализовано) — выполняется перезагрузка.
Случайные нажатия не приводят к отключению (пройден тест по случайным срабатываниям).

Чек‑лист по установке (роль‑ориентированный)

Для хоббиста:

Подключена кнопка между пин 39 и 40.
Скрипт запускается через systemd.
Кнопка закреплена и защищена.

Для развёртывания в киоске/публичной зоне:

Используется утопленная или запираемая кнопка.
Настроено логирование событий выключения.
Есть резервный план восстановления (флеш‑образ, резервные копии).

Для промышленного/embedded:

Использован UPS HAT c поддержкой горячего выключения.
Выполнены тесты на питание и восстановление.
Есть мониторинг и удалённое управление питанием.

Тесты и приёмочные случаи

Нормальное выключение: нажать кнопку, проверить корректный shutdown и отсутствие ошибок при последующей загрузке.
Принудительное отключение: симулировать внезапное отключение и проверить, как быстро восстанавливается файловая система из резервной копии.
Дребезг/ложные срабатывания: провести серию случайных нажатий и помех, убедиться в отсутствии ложных выключений.
Долгое удержание: если предусмотрено — удержать 5–10 с и проверить перезагрузку.

Риски и способы снижения

Риск: повреждение SD‑карты. Митигирование: резервное копирование и использование журналируемых файловых систем, корректное завершение работы.
Риск: случайное нажатие. Митигирование: утопленная кнопка, длинное удержание, программная блокировка.
Риск: неисправность скрипта. Митигирование: использовать systemd + авто‑рестарт, логирование.

Совместимость и заметки по версиям

BCM‑номера GPIO одинаковы в большинстве современных плат, но физические расположения зависят от 40‑пинового коннектора (модель A+/B+/2/3/4/Zero и т. п.). Убедитесь, что вы используете правильную нумерацию (BCM vs физический номер).
dtoverlay поддерживается в Raspberry Pi OS и позволяет обойти необходимость в пользовательском процессе. Проверяйте документацию вашей версии ОС.

Быстрая шпаргалка (cheat sheet)

Подключение: физический пин 39 = GND, физический пин 40 = GPIO21 (BCM 21).
Скрипт: Button(21).wait_for_press() вызывает sudo poweroff.
Автозапуск: systemd preferred; rc.local — устаревающее решение.
Аппаратный overlay: dtoverlay=gpio-shutdown,gpio_pin=21

Краткое резюме

Добавление кнопки питания на Raspberry Pi — простая и полезная доработка, которая снижает риск повреждения SD‑карты и повышает удобство эксплуатации. Для домашних проектов достаточно DIY‑кнопки и простого Python‑скрипта, а для надёжных развёртываний лучше использовать dtoverlay, systemd‑службу или коммерческие HAT/переключатели. Всегда тестируйте и закрепляйте кнопку в корпусе, чтобы избежать случайных срабатываний.

Важное

Перед экспериментами сделайте резервную копию SD‑карты.
Если не уверены — используйте готовые HAT или коммерческие переключатели с поддержкой мягкого выключения.

Заметки

Если нужно добавить кнопку сброса (reset), подключите её к соответствующему входу или используйте GPIO и скрипт, инициирующий reboot при коротком нажатии.