Como executar um Raspberry Pi no VirtualBox

Não é uma ilusão; você pode ter um Raspberry Pi virtual.

Principais conclusões

Executar um Raspberry Pi em uma máquina virtual é um hack útil para desenvolvedores, amadores e qualquer pessoa que queira experimentar antes de comprar. Veja como fazer isso no VirtualBox.

Por que você pode precisar de um Raspberry Pi virtual

O Raspberry Pi é um computador de placa única do tamanho de um cartão de crédito. É um pequeno PC totalmente funcional, com um preço acessível e ótimas especificações. Existem muitos modelos na linha de produtos, desde o minimalista Pi Pico, por menos de US$10, até o principal produto Raspberry Pi 5, anunciado em setembro de 2023. Ele é vendido por US$60 para o modelo de 4 GB e US$80 para o modelo de 8 GB.

Devido ao seu tamanho minúsculo, preço baixo e capacidade de executar uma distribuição Linux, os Raspberry Pis foram adotados por hobbyistas, fabricantes e criadores e usados em todos os tipos de projetos interessantes e criativos, muito além do mercado educacional pretendido. Esses projetos geralmente são executados como sistemas headless, usando o poder computacional em casos onde você não precisa de tela, teclado e mouse. O Raspberry Pi fornece o cérebro integrado do projeto e funciona sem interação humana. As pessoas têm usado o Raspberry Pi como elemento central de computação para seus próprios dispositivos de rede e dispositivos de Internet das Coisas.

Mas você não está preso a dispositivos sem cabeça. A maioria dos modelos Raspberry Pi pode controlar um monitor de alta resolução. Na verdade, os modelos 4 e 5 do Raspberry Pi têm duas saídas micro-HDMI, permitindo-lhes controlar dois monitores simultaneamente, e os modelos 1, 2 e 3 do Raspberry Pi podem controlar um único monitor. Carregue-os com uma distribuição Linux projetada para hardware ARM, conecte um teclado, mouse e monitor e você terá um PC desktop.

É certo que o poder dos modelos anteriores significava que o desempenho era modesto, mas os modelos posteriores são significativamente mais potentes. Ser capaz de usar o Raspberry Pi dessa forma torna o desenvolvimento para o Pi muito mais fácil. O desenvolvimento em outra plataforma, como um PC desktop tradicional, pode causar surpresas quando seu código for movido para o Raspberry Pi para teste.

O problema é que os desenvolvedores de software precisam de energia, e o Raspberry Pi tem muito a oferecer. Para que o desenvolvimento avance a um ritmo realista, os tempos de compilação têm de ser curtos. Talvez sua cadeia de ferramentas precise de mais memória do que o Raspberry Pi pode suportar. Além disso, o Raspberry Pi usa um cartão SD como armazenamento, para que atividades que exijam muito disco possam ser aceleradas.

Uma resposta é executar o sistema operacional Raspberry Pi como uma máquina virtual em outro hardware. Isso lhe dá a potência necessária para dirigi-lo a uma velocidade realista e a capacidade de configurar a quantidade de RAM e espaço no disco rígido que desejar.

Você pode usar isso para ajudar em seus esforços de desenvolvimento e, em seguida, testar seu aplicativo em outra máquina virtual configurada para replicar a especificação real do dispositivo Raspberry no qual você executará o software finalizado. Como você pode criar um instantâneo de uma máquina virtual e reverter para ela, você pode reverter instantaneamente sua máquina de teste para um estado nu entre os testes.

Talvez você não seja um desenvolvedor, você pode ser apenas alguém que está intrigado com o Raspberry Pi, mas tem medo de entregar seu dinheiro até que tenha a chance de dar uma olhada e ver se ele atende às suas necessidades. Executar o Raspberry OS em uma máquina virtual lhe dará uma boa ideia do que esperar.

Haverá algumas diferenças, é claro, você não testará o hardware Raspberry Pi real, portanto, o rendimento da rede e a qualidade do vídeo não serão representativos do dispositivo real.

Vamos seguir as etapas necessárias para configurar uma máquina virtual Raspberry Pi no VirtualBox.

Baixando o sistema operacional Raspberry Pi Desktop

Existem muitos sistemas operacionais que você pode usar em um Raspberry Pi, mas o hardware Raspberry Pi é baseado em ARM e o VirtualBox não emula hardware ARM. Portanto, para criar uma máquina virtual você precisa usar um sistema operacional Raspberry Pi que também fornece uma versão compatível com hardware x86.

O sistema operacional oficial do Raspberry Pi é chamado Raspberry Pi OS. É baseado no Debian Linux e você pode baixar uma versão para PC e Mac. Essa é a versão que usaremos.

Baixe o sistema operacional Raspberry Pi Desktop e anote onde a imagem ISO está localizada em seu computador. Provavelmente estará na sua pasta "Downloads".

Criando a máquina virtual

O primeiro passo é criar o computador virtual no qual instalaremos o sistema operacional.

Inicie o VirtualBox e clique em “Máquina” e depois em “Novo”. Precisamos dar um nome à máquina virtual. Este é apenas um rótulo que o VirtualBox usa para identificar a máquina, então você pode chamá-la de qualquer coisa. Vamos usar o nome simples de “RaspberryPi”.

No campo “Pasta”, digite o diretório onde deseja que o VirtualBox armazene sua nova máquina virtual. No campo “Imagem ISO” escolha o arquivo que você baixou. O menu suspenso permite navegar até o arquivo. Por fim, marque a caixa de seleção “Ignorar instalação autônoma” e clique no botão “Avançar”.

A página “Hardware” nos permite definir a RAM e o número de núcleos de CPU que dedicamos a esta máquina virtual.

Selecionei 8 GB de RAM e deixei os núcleos da CPU em um. Clique no botão “Avançar” quando estiver pronto para prosseguir.

A página “Disco Rígido Virtual” permite selecionar o tamanho do disco rígido em nossa Máquina Virtual. Isso replicará o cartão SD que o Raspberry Pi usa para armazenamento.

Dei a ele um disco rígido de 16 GB e ignorei as outras opções. Isso não retira imediatamente 16 GB do seu disco rígido, o VirtualBox permite que o drive virtual da máquina virtual cresça sob demanda até um máximo de 16 GB.

Clique no botão “Avançar” para prosseguir.

A página “Resumo” mostra uma recapitulação de suas escolhas.

Clique no botão “Concluir” para criar sua máquina virtual.

Você verá uma nova entrada no aplicativo VirtualBox, com o nome que acabou de escolher. No nosso caso, foi “Raspberry Pi”.

Vamos ajustar algumas configurações em nossa máquina. Selecione sua nova máquina virtual e clique no ícone “Configurações”.

Selecione “Exibir” na barra lateral e arraste o controle deslizante “Memória de vídeo” totalmente para a direita.

Isso dá à máquina virtual mais RAM para usar em sua placa gráfica virtual.

Selecione “Rede” na barra lateral e escolha “Adaptador em ponte” no menu suspenso “Anexado a”.

Isso dá à nossa máquina virtual uma conexão de rede na mesma faixa de IP do seu PC real. Isso facilita o SSH em sua máquina virtual, caso seja necessário, e permite que sua máquina virtual acesse dispositivos físicos, como impressoras. Clique no botão “OK” na parte inferior da tela. A caixa de diálogo de configurações será fechada.

Agora podemos iniciar nossa máquina virtual clicando no ícone de seta verde.

Nossa máquina virtual é iniciada e a imagem ISO é inicializada.

Selecione “Instalar” no menu e pressione “Enter”. Selecione seu teclado na lista e pressione “Enter”.

Na tela “Discos de particionamento”, selecione “Guiado - usar disco inteiro” e pressione “Enter”.

Temos apenas um disco rígido nesta máquina virtual. Fomos avisados de que todos os dados serão apagados. Tudo bem, não há nada neste novo drive virtual.

Pressione “Enter” para seguir em frente. Você é solicitado a fornecer um esquema de particionamento. Certifique-se de que “Todos os arquivos em uma partição (recomendado para novos usuários)” esteja selecionado e pressione “Enter”.

Você verá um resumo das escolhas de particionamento que você fez.

Pressione “Enter” para prosseguir. A tela muda para permitir que você desative. “Não” é selecionado por padrão.

Destaque “Sim” e pressione “Enter”. Atualmente, você verá uma tela informando que o instalador presume que você deseja instalar o carregador de inicialização GRUB na unidade principal desta máquina virtual.

É a única unidade que temos, então você pode pressionar “Enter” para aceitar esse local.

Na próxima tela selecione “/dev/sda (ata-VBOX_HARDRISK….)” e pressione “Enter”.

Isso diz ao instalador para usar a primeira partição do disco rígido como local para o carregador de boot.

Uma barra de progresso irá aparecer lentamente à medida que a instalação ocorre.

Eventualmente, você verá a página “Concluir a instalação”.

Certifique-se de que “Continuar” esteja destacado e pressione “Enter”. Sua máquina virtual será reinicializada.

Inicializando no Raspberry Pi pela primeira vez

À medida que sua máquina virtual inicializa, você verá as telas de inicialização normais, como se estivesse inicializando um Raspberry Pi físico. A primeira tela que você verá é o menu GRUB.

Você pode pressionar “Enter” ou esperar o tempo limite do menu. Isso geralmente leva cerca de 10 segundos.

Na primeira vez que você inicializar sua máquina virtual, você terá que fornecer algumas informações para finalizar a configuração do seu Pi virtual.

Clique no botão “Avançar” ao ver a primeira tela de configuração. Na tela “Definir país” use os menus suspensos para selecionar as configurações de país, idioma e fuso horário.

Clique no botão “Avançar” para prosseguir.

Na tela “Criar Usuário”, digite o nome do seu usuário e crie uma senha para ele.

Clique no botão “Avançar” para criar sua conta de usuário.

A tela “Atualizar software” compara sua instalação atual com os repositórios de software para garantir que esteja atualizada. Isso leva um pouco de tempo, mas recomendo que você se controle e aguarde.

Clicar no botão “Avançar” executa as verificações de atualização.

Clique no botão “OK” quando as atualizações forem concluídas.

Clique no botão “Reiniciar” para aplicar as alterações.

Configurando a resolução da tela

Quando o seu Raspberry Pi virtual inicializar, ele fará o login do usuário e inicializará diretamente na área de trabalho LXDE. Mas você provavelmente verá que sua área de trabalho é um pequeno retângulo no meio da tela com resolução de 800x600.

Definir uma resolução mais realista é fácil. Clique no ícone Raspberry no canto superior esquerdo.

Nos menus, selecione “Preferências” > “Configuração da tela”.

O aplicativo “Screen Layout Editor” será aberto em sua área de trabalho. Clique com o botão direito no quadrado cinza denominado “virtual1”.

Nos menus, selecione “Resolução” e a resolução que deseja usar. Você precisará reiniciar para que as alterações tenham efeito.

Está tudo pronto

É isso. Você está pronto para experimentar e explorar em seu Raspberry Pi virtual.

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