Transforme um Raspberry Pi Zero em um NAS de bolso e unidade USB

De vez em quando aparece um projeto que nos lembra por que a comunidade maker continua levando a tecnologia para direções que os fabricantes nunca imaginaram. Nesta semana encontramos um excelente projeto com Raspberry Pi Zero criado por Nick Lewis para o How-To Geek, que transforma um pequeno Raspberry Pi Zero 2 W tanto em um dispositivo sem fio de Network Attached Storage quanto em uma unidade tradicional de USB Mass Storage.

O que torna o projeto tão interessante não é o fato de ele substituir o pen drive USB. Ele não substitui. Em vez disso, demonstra como USB e rede podem trabalhar juntos para criar algo surpreendentemente capaz dentro de um dispositivo que cabe no bolso.

Em sua essência, o projeto usa um Raspberry Pi Zero 2 W, um cartão microSD de alta capacidade e o Raspberry Pi OS Lite. Quando é conectado diretamente a um computador por USB, o Pi se apresenta como um dispositivo padrão de armazenamento USB usando o modo USB Mass Storage Gadget. Desconecte-o do computador e alimente-o com uma bateria USB ou adaptador de tomada, e ele se transforma automaticamente em um ponto de acesso sem fio, permitindo que celulares, tablets e computadores naveguem e transfiram arquivos por Wi-Fi.

Foi justamente essa flexibilidade que chamou nossa atenção. Um pen drive USB comum é excelente para mover arquivos rapidamente entre dois dispositivos. Este projeto com Raspberry Pi adota uma abordagem diferente ao permitir que vários dispositivos acessem o mesmo armazenamento sem que alguém precise passar fisicamente uma unidade de uma pessoa para outra pela sala.

Muito mais do que apenas uma unidade USB

O projeto é especialmente útil para entusiastas, fotógrafos, técnicos de campo ou qualquer pessoa que compartilhe arquivos com frequência entre diferentes sistemas operacionais. Windows, macOS, Linux, Android e até iPhones podem se conectar sem fio usando ferramentas de rede compatíveis ou um gerenciador de arquivos baseado em navegador.

É claro que existem algumas concessões. Um Raspberry Pi Zero 2 W usa hardware USB 2.0, portanto as velocidades de transferência não chegam nem perto das de um pen drive USB 3.2 moderno ou de um SSD portátil. Da mesma forma, o Wi-Fi integrado de 2,4 GHz não foi projetado para transferências enormes de arquivos. Se seu objetivo é copiar 100 GB o mais rápido possível, um pen drive USB de boa qualidade continua sendo a melhor escolha.

No entanto, velocidade não é o ponto principal. Conveniência é.

A possibilidade de entrar em uma reunião, ligar um servidor do tamanho de um bolso e permitir que várias pessoas acessem os mesmos arquivos ao mesmo tempo é algo para o qual um pen drive convencional nunca foi projetado.

Como funciona o NAS de bolso

A parte inteligente do projeto de Nick Lewis é a forma como o Raspberry Pi muda de personalidade dependendo de como recebe energia e de como está conectado. Quando um computador é detectado pela porta USB com capacidade de dados, o Pi libera o controle da imagem de armazenamento e apresenta essa imagem ao computador host como uma unidade USB removível. Do ponto de vista do computador, ele se comporta de maneira muito parecida com qualquer outro dispositivo de armazenamento em massa.

Quando o computador é desconectado, o Raspberry Pi retoma o controle do armazenamento, monta-o localmente e disponibiliza os arquivos por meio de sua própria rede Wi-Fi. O resultado é uma única área de armazenamento que pode ser acessada de duas maneiras completamente diferentes, sem que o usuário precise alterar manualmente as configurações todas as vezes.

Essa troca automática é importante porque dois sistemas operacionais não devem gravar no mesmo sistema de arquivos ao mesmo tempo. Fazer isso seria uma ótima maneira de corromper o armazenamento. O script de alternância garante que o Raspberry Pi desmonte o armazenamento antes de entregar o controle ao host USB e depois o recupere com segurança quando o host não estiver mais conectado.

O hardware em si é bastante comum. É o software que torna toda a configuração prática.

Um NAS que cabe no bolso

Network Attached Storage normalmente faz pensar em uma caixa posicionada ao lado de um roteador, com dois ou quatro discos rígidos em seu interior. Esse continua sendo o tipo certo de sistema para backups de longo prazo, grandes bibliotecas de mídia e dados empresariais. Um Raspberry Pi Zero com um único cartão microSD não está competindo com um equipamento NAS de tamanho completo, e fingir o contrário seria bobagem.

O que ele oferece, em vez disso, é portabilidade. O Pi pode criar sua própria rede sem fio, portanto não precisa de acesso a um roteador doméstico ou corporativo. Basta fornecer energia e os dispositivos próximos podem se conectar diretamente. Isso pode ser útil durante uma viagem, em um local de trabalho, em uma sala de aula, durante uma reunião ou em qualquer lugar onde várias pessoas precisem acessar a mesma coleção de arquivos.

Ele também poderia se tornar um dispositivo útil para transferir fotos de família. Várias pessoas na mesma casa poderiam conectar seus celulares e enviar imagens para um único local compartilhado sem precisar procurar o cabo ou adaptador correto. A limitação é que o backup automático de fotos, especialmente a partir de um iPhone, depende muito do software usado para gerenciar o processo. O hardware pode fornecer o armazenamento e a conexão de rede, mas a experiência ainda precisa ser simples o suficiente para que as pessoas realmente a utilizem.

Por que isso é melhor do que montar um NAS com pen drives antigos

Anteriormente analisamos se fazia sentido usar dispositivos USB e hardware de baixo custo em projetos semelhantes, incluindo a ideia de combinar Raspberry Pi, USB e conectividade sem fio. O problema dessa abordagem com vários pen drives antigos não é que o armazenamento USB seja ruim. O problema é que juntar uma pilha de unidades flash diferentes não cria automaticamente um armazenamento em rede confiável.

Controladores diferentes, tipos diferentes de NAND, desempenho de gravação desigual e níveis variados de durabilidade podem tornar difícil o gerenciamento de uma coleção de unidades antigas. Também são necessários um controlador host, gerenciamento de energia, conectividade de rede e software que saiba organizar tudo.

O projeto com Raspberry Pi segue um caminho mais sensato. Ele usa o Pi como controlador e servidor de rede, enquanto um único cartão microSD fornece o armazenamento. Continua sendo um projeto DIY com limitações, mas o design é mais limpo e mais fácil de entender.

A segurança não deve ser deixada para depois

Qualquer dispositivo que crie seu próprio ponto de acesso Wi-Fi deve ser configurado com uma senha forte. O mesmo vale para compartilhamentos SMB ou qualquer gerenciador de arquivos baseado em navegador instalado no Pi. Um compartilhamento sem fio aberto pode parecer conveniente na sala de casa, mas a situação muda completamente em um hotel, aeroporto ou centro de convenções lotado.

Também vale lembrar que um único cartão microSD não representa uma estratégia completa de backup. Se o cartão falhar, for perdido ou tiver os dados corrompidos, os arquivos poderão desaparecer. Dados importantes ainda devem existir em pelo menos outro local.

É melhor considerar este dispositivo como armazenamento portátil, uma ferramenta de transferência ou uma das camadas de uma rotina de backup. Ele não deve se tornar o único lugar onde fotos de família insubstituíveis ou arquivos importantes de trabalho são guardados.

Por que gostamos de projetos como este

No GetUSB.info, cobrimos a tecnologia USB desde 2006. Um dos motivos pelos quais o USB continuou tendo sucesso é sua capacidade constante de adaptação. O USB começou como uma forma prática de conectar periféricos e depois se tornou o padrão para pen drives, SSDs externos, carregamento, saída de vídeo e inúmeros dispositivos embarcados.

Projetos como este dão continuidade a essa tradição. Eles não substituem o USB. Eles constroem algo sobre ele.

O Raspberry Pi Zero usa USB tanto como fonte de alimentação quanto como conexão de dados, enquanto o Wi-Fi amplia o acesso para dispositivos que talvez não tenham o conector físico correto. Cada tecnologia cuida do trabalho que sabe fazer melhor. O USB fornece a conexão direta e a compatibilidade com armazenamento em massa, enquanto a rede sem fio permite que vários dispositivos acessem os arquivos sem precisar se revezar com um cabo.

Essa combinação é a verdadeira força do projeto. Ele não está tentando provar que um método de conexão é melhor do que o outro. Apenas utiliza os dois.

Isso poderia se tornar um produto comercial?

Produtos portáteis de armazenamento sem fio já existiram antes. A SanDisk ofereceu produtos de armazenamento flash sem fio anos atrás, e várias empresas experimentaram unidades alimentadas por bateria e roteadores de viagem com portas USB. Alguns funcionaram razoavelmente bem, enquanto outros desapareceram depois que seus aplicativos complementares deixaram de receber atenção.

Esse histórico nos diz algo importante. Construir o hardware é apenas uma parte do desafio. Uma versão comercial precisaria de aplicativos confiáveis para iPhone e Android, backup automático de fotos, detecção de arquivos duplicados, contas de usuário simples, criptografia e uma interface que não exigisse que o cliente entendesse SMB, pontos de montagem ou serviços Linux.

A comunidade Raspberry Pi se sente confortável com arquivos de configuração e scripts de linha de comando. Uma família comum não. Para que um produto comercial tenha sucesso, todo o trabalho técnico precisa desaparecer atrás de um grande botão com algo como “Fazer backup das fotos”.

A ideia continua sendo atraente. Um pequeno dispositivo com armazenamento local, Wi-Fi, conectividade USB e sem uma assinatura mensal obrigatória de nuvem poderia interessar famílias, fotógrafos e viajantes. Se ele se tornaria ou não um produto de sucesso dependeria muito mais da experiência do software do que dos componentes eletrônicos dentro do gabinete.

Antes de você ir

Uma coisa que este projeto demonstra discretamente é como o hardware moderno se tornou surpreendentemente barato e capaz. Um pequeno computador de placa única, um cartão microSD, Wi-Fi e conectividade USB agora podem ser combinados para criar algo que, apenas uma década atrás, teria exigido um sistema muito maior e mais caro.

Ainda assim, a parte mais valiosa deste projeto não é o hardware. É o software.

A inteligência que alterna automaticamente entre o modo USB Mass Storage e um servidor de arquivos sem fio é o que transforma um conjunto de componentes comuns em um dispositivo realmente útil. O Pi, o cabo e o cartão de memória fornecem a capacidade básica, mas é a lógica de alternância que faz o sistema parecer um único produto em vez de uma caixa cheia de peças sem relação entre si.

À medida que o hardware continuar ficando mais acessível, será cada vez mais o software, e não o silício, que determinará quais ideias se transformarão em produtos do dia a dia e quais continuarão sendo projetos interessantes de fim de semana. Um ótimo hardware pode chamar a atenção das pessoas, mas um bom software é o que faz com que elas continuem usando o produto.