Raspberry Pi con display touch 5″ e XFCE

In questo articolo vi accompagneremo nella creazione e configurazione di un mini-computer basato sulla piattaforma Raspberry Pi (compatibile con Raspberry Pi 3, 4 e 5) che sfrutta un display HDMI touch da 5 pollici.

Per rendere il sistema quanto più performante possibile partiremo dalla versione minimale del sistema operativo, Raspberry Pi OS Lite (il nome attuale di quello che una volta si chiamava Raspbian), per poi installare e configurare l’ambiente desktop XFCE.

Guida aggiornata a Raspberry Pi OS basato su Debian 13 “Trixie”.

Perché questo progetto? Il tutorial è pensato per chi vuole realizzare un computer compatto, portatile e a basso costo. Gli usi possono andare dal monitoraggio di sistema al controllo di impianti di automazione. Nel nostro caso diventerà una postazione fissa per la programmazione di microcontrollori.

Cosa serve per questo tutorial?

• un computer (Windows, macOS o GNU/Linux) per preparare la scheda microSD
• una scheda microSD da almeno 16 GB (consigliata classe A1 o superiore)
• Raspberry Pi 3 (B/B+), Raspberry Pi 4 o Raspberry Pi 5
• case con dissipatori (o ventola, consigliata su Raspberry Pi 5) adatto al modello scelto
• alimentatore ufficiale o equivalente, adatto al modello:
  • Raspberry Pi 3: 5,1 V / 2,5 A, connettore micro-USB
  • Raspberry Pi 4: 5,1 V / 3 A, connettore USB-C
  • Raspberry Pi 5: 5,1 V / 5 A (27 W), connettore USB-C
• tastiera e mouse USB o wireless con ricevitore (il Bluetooth non è disponibile finché non lo configuriamo)
• display HDMI touch da 5 pollici, risoluzione 800×480
• cavo o adattatore micro-HDMI → HDMI se usate un Raspberry Pi 4 o 5 (il Raspberry Pi 3 ha una porta HDMI standard)

Parte 1: preparare la scheda microSD con Raspberry Pi Imager

NOOBS non è più distribuito: oggi lo strumento ufficiale per installare il sistema operativo è Raspberry Pi Imager. Sul computer ausiliario andiamo su https://www.raspberrypi.com/software/, scarichiamo Imager per il nostro sistema operativo e installiamolo.

Inseriamo la scheda microSD nel computer (non serve formattarla: ci pensa Imager) e avviamo il programma:

1. in Dispositivo scegliamo il nostro modello di Raspberry Pi;
2. in Sistema operativo scegliamo Raspberry Pi OS (other) → Raspberry Pi OS Lite (64-bit);
3. in Memoria selezioniamo la scheda microSD;
4. quando Imager propone di personalizzare il sistema, accettiamo e impostiamo: nome host, nome utente e password, rete Wi-Fi (nome e password), fuso orario (Europe/Rome) e layout della tastiera (it). Se lo desideriamo, possiamo abilitare anche SSH;
5. confermiamo la scrittura e attendiamo la fine della verifica.

Attenzione: dalle versioni del 2022 l’utente predefinito “pi” con password “raspberry” non esiste più. Le credenziali di accesso sono quelle scelte durante la personalizzazione in Imager: annotiamole.

A questo punto possiamo inserire la scheda microSD nel nostro Raspberry Pi.

Parte 2: primo avvio e collegamento del display

Colleghiamo il display alla porta HDMI (sui Raspberry Pi 4 e 5 usiamo la porta HDMI0, quella più vicina al connettore di alimentazione) e colleghiamo anche il cavo USB del display a una porta USB del Raspberry Pi: serve per il touch e, su molti modelli, anche per alimentare lo schermo. Colleghiamo tastiera e mouse e infine l’alimentatore.

Il primo avvio richiede qualche minuto perché il sistema espande il file system e applica le impostazioni scelte in Imager. Al termine ci ritroveremo in un ambiente totalmente testuale con la richiesta di login: accediamo con l’utente e la password impostati in Imager.

La maggior parte dei display HDMI da 5 pollici in commercio comunica automaticamente la propria risoluzione al Raspberry Pi, quindi l’immagine dovrebbe già occupare tutto lo schermo. Se invece viene sfruttata solo una porzione del display (o l’immagine risulta tagliata o deformata), passiamo alla Parte 3; altrimenti possiamo saltarla.

Parte 3: correggere la risoluzione del display (solo se necessario)

Le versioni attuali di Raspberry Pi OS usano il driver grafico KMS, che ignora le vecchie impostazioni hdmi_group, hdmi_mode e hdmi_cvt del file config.txt. La risoluzione va quindi forzata nel file cmdline.txt, che oggi si trova nella directory /boot/firmware (non più in /boot):

sudo nano /boot/firmware/cmdline.txt

Il file contiene una sola riga: senza andare a capo, aggiungiamo alla fine della riga uno spazio seguito da:

video=HDMI-A-1:800x480M@60

Per salvare in nano premiamo Ctrl+O e poi Invio; per uscire premiamo Ctrl+X. Riavviamo il sistema e la risoluzione sarà corretta:

sudo reboot

Nota per chi usa ancora vecchie versioni di Raspbian con driver grafico legacy: in quel caso la risoluzione si imposta in /boot/config.txt aggiungendo (o decommentando) le righe seguenti. Va indicato un solo valore di hdmi_mode, cioè 87, che significa “modalità personalizzata definita da hdmi_cvt”:

hdmi_force_hotplug=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_cvt=800 480 60 6 0 0 0
hdmi_drive=1

Parte 4: aggiornamento del sistema e installazione di XFCE

Se in Imager abbiamo già impostato lingua, tastiera, fuso orario e Wi-Fi possiamo passare oltre; in caso contrario, o per modificare queste impostazioni, usiamo lo strumento di configurazione:

sudo raspi-config

Il menu Localisation Options permette di impostare lingua (ad esempio it_IT.UTF-8), fuso orario, tastiera e paese della rete Wi-Fi; da System Options possiamo invece cambiare la password dell’utente e configurare la rete.

Verifichiamo di essere connessi a Internet (via cavo Ethernet o Wi-Fi) e aggiorniamo il sistema:

sudo apt update && sudo apt full-upgrade -y

Installiamo il server grafico Xorg in versione minimale:

sudo apt install -y --no-install-recommends xserver-xorg xinit

Installiamo ora XFCE, il gestore di login LightDM e una serie di programmi utili per il nostro progetto:

sudo apt install -y xfce4 xfce4-terminal xfce4-goodies lightdm build-essential gvfs-backends xarchiver firefox pi-bluetooth bluez blueman network-manager-gnome samba samba-common-bin geany gpiod python3-gpiozero xinput-calibrator

Rispetto alle versioni precedenti di questa guida sono cambiate alcune cose:

• wicd è stato rimosso: non esiste più nei repository ed era in conflitto con NetworkManager, che è già il gestore di rete predefinito di Raspberry Pi OS. Per gestire le connessioni dal desktop usiamo network-manager-gnome (icona nella barra), oppure da terminale il comando nmtui;
• wiringpi non è più mantenuto né disponibile nei repository: per controllare i pin GPIO usiamo gpiod (strumenti da riga di comando come gpioset e gpioget) e la libreria Python gpiozero. Il comando pinctrl, già incluso nel sistema, permette di leggere e impostare lo stato dei pin;
• rc-gui non serve più: le impostazioni del Raspberry Pi si gestiscono con raspi-config;
• come browser usiamo Firefox, oggi disponibile nei repository ufficiali; chi preferisce un’alternativa più leggera può installare epiphany-browser.

Parte 5: avvio automatico del desktop e touch screen

Torniamo in raspi-config per fare in modo che all’accensione si avvii direttamente l’ambiente grafico:

sudo raspi-config

Andiamo in System Options → Boot / Auto Login e scegliamo Desktop (con richiesta di login) oppure Desktop Autologin (accesso automatico). Essendo XFCE l’unico ambiente desktop installato, LightDM lo avvierà automaticamente.

Terminate tutte queste operazioni possiamo riavviare e goderci il nostro nuovo e performante sistema:

sudo reboot

Il touch dei display HDMI collegati via USB viene normalmente riconosciuto senza driver aggiuntivi. Se il puntatore non corrisponde al punto toccato, possiamo calibrare lo schermo aprendo un terminale nel desktop XFCE e lanciando:

xinput_calibrator

Il programma mostra a fine procedura un blocco di configurazione da salvare in un file come /etc/X11/xorg.conf.d/99-calibration.conf per rendere la calibrazione permanente.

Infine, per lavorare comodamente su uno schermo da 5 pollici, consigliamo di aumentare la dimensione dei caratteri e delle icone da Impostazioni → Aspetto e Impostazioni → Pannello di XFCE.