把树莓派改造成一个电视盒子

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前言

在树莓派 4B 刚发布的时候，我买了一个打算折腾着玩，后来不小心溅上水，当时就开不了机了，我以为坏掉了又买了个新的，结果新的到手后发现旧的树莓派有奇迹般的故事自己好了，于是我就有了两个吃灰的树莓派 4B 🤣。

这段时间在家，发现家里运营商送的电视盒子变得非常卡，而且除了官方商店少数的几个应用，也无法安装第三方应用，盒子自带的一个 USB 接口似乎也被屏蔽了，插 USB 设备没有任何反应，所以几乎没办法折腾刷机什么的。

于是我想到了吃灰的树莓派，虽然性能也不算太强，但比家里的电视盒子应该还是好很多的，于是我就打算将一个树莓派改造成一个电视盒子，用来替代运营商送的电视盒子。

系统选择

一开始我是打算安装 LibreELEC 这个系统的，这是一个使用 kodi 作为前端界面的 Linux 系统，但是尝试了一下之后我就放弃了，主要是它基于 Linux，额外软件的安装比较麻烦，而且操作对于家里人来说学习门槛也有点高了。

最后我决定安装 Android TV 系统，操作更简单，而且软件安装也比较方便。经过一番搜索，我找到了 KonstaKANG 构建的非官方的 LineageOS 系统，这个网站提供了 LineageOS 16-22 多个版本，分别对应了 Android 的 9-15，有普通的 Android 系统，也有 Android TV 系统。我最后选择了 LineageOS 20 版本的 Android TV，因为 21 和 22 版本经我测试发现因为版本太新导致一些国内电视 APP 安装不上（比如当贝市场），更老的版本我没测试，有兴趣的可以试试看。从这里可以下载到对应的系统镜像。

安装与首次启动

系统的安装还是比较简单的，使用刷写工具将镜像写入到 SD 卡内，树莓派插入 SD 卡，连接键鼠，接上电视插电开机就行。

首次启动速度可能比较慢，开机后会进入引导界面，第一步就是要连接蓝牙遥控器，在我之前测试 LineageOS 21 和 22 时，这个界面都可以很简单地跳过，但在 LineageOS 20 这里，似乎不能直接跳过了，据说等待足够久的话还是可以自动跳过的，不过我没试过，而是直接随便找了个蓝牙键盘配对连接一下，就能继续了。

之后便是常规的语言选择、连接网络等操作了，这个界面可能比较卡顿，不用担心，进入系统后会流畅很多，默认的系统主界面十分简洁。左上角的语音和搜索功似乎不能用，不过倒也问题不大。

进一步配置

adb 和 ssh 连接

接下来就要对系统进行一些额外配置了，首先配置 adb 和 ssh 连接，以方便后续的操作：

首先进入设置 - 系统 - 关于，拉到最下面，连续点击 Android TV 操作系统版本，直到提示开发者选项已经打开；

之后进入设置 - 系统 - 开发者选项，打开 USB 调试、Rooted Debugging 以及 ADB over network；
在电脑上安装必要的 adb 工具，之后之后运行 adb connect 192.168.0.7，记得把 ip 改成树莓派的 ip，第一次连接可能会失败，在电视屏幕上会弹窗询问是否允许 USB 调试，允许以后在电脑上再次尝试连接就能正常连接上了，之后就可以使用各种 adb 命令了，比如 adb install package.apk 可以把本地的软件安装包传输到树莓派上并安装；

接着配置 ssh 连接，进入设置 - 系统 - Raspberry Pi settings，找到 ssh，打开开关，启用 ssh 服务；

连接到 adb 后，运行 adb root，获取到 root 权限，然后运行 adb pull /data/ssh/ssh_host_ed25519_key my_private_key，来获取到 ssh 私钥，私钥会保存到当前目录，名为 my_private_key，如果直接用这个私钥文件连接树莓派的 ssh 服务，会提示私钥权限太开放，导致无法连接，在 Linux 系统上，要收紧权限，需要运行 chmod 600 my_private_key，表示只有文件所有者才能查看和修改，之后运行 ssh -i my_private_key root@192.168.0.7，就可以连接到 ssh 服务了。

声音输出

这个 LineageOS 系统默认设置的是从 3.5mm 耳机孔输出声音，但是也支持从 HDMI 输出声音，同样进入之前的 Raspberry Pi settings 界面，找到 Audio devices，便可以选择声音输出设备了，HDMI0 是靠近 TypeC 接口的那个，而 HDMI1 是远离 TypeC 接口的那个。更改输出设备后需要重启系统才能生效。

不过不知是我家电视的问题，还是树莓派的问题，当设置了声音从 HDMI 输出后，如果只关闭电视而不关机树莓派，下一次电视打开后就会没有声音，需要将树莓派系统整个重启一下才行，不过我家的旧电视本来声音就挺差劲的，借着这个机会我直接买了对 3.5mm 接口的小音箱，用来当声音输出，虽然也不是多贵的音箱，但音质还是比老电视自带的好不少的。

遥控器

作为电视盒子，遥控器肯定是必不可少的，如果没有遥控器，其实也可以用键盘操作，一些常用的遥控器操作可以用键盘的 F 键代替：F1 = 主页，F2 = 返回，F3 = 多任务，F4 = 菜单，F5 = 电源，F11 = 音量减，F12 = 音量加。

我在很久之前买过一个便携小键盘，大概是下图这样，打算给我的 ROG 掌机用，不过后来吃灰了，拿出来用 2.4G 接收器连接到树莓派上，竟然还挺好用，小键盘上方的电视按键基本上都能被正常识别。唯一有问题的按键是左上方的电源键，只能控制关机，不能控制开机，不过电源键下方的 TV 键倒是能正常作为电源键使用，既可以开机又可以关机，当然用这种遥控器控制开关机并不是真正的开关机，只是进入到了待机模式，如果树莓派是处于完全关机的状态下，就只能手动插拔电源才能开机了。

在购物平台上通过关键词「2.4G 遥控器」可以搜到很多类似功能的遥控器，不一定非要按着我的买，不过听说有些遥控器的按键识别可能有问题，这个就需要自己买来测试了。另外这类 2.4G 连接的遥控器在树莓派完全关机的状态下都不能直接开机，这是硬件限制，没有办法。

另外这个 Android TV 也支持 HDMI CEC，可以用一个遥控器同时控制电视和树莓派，不过我家的电视比较老，不支持 HDMI CEC，就没办法演示了。

如果想要用红外遥控器，其实也有办法，可以通过将红外接收器连接到树莓派的 GPIO 接口上，从而使用红外遥控器。这个我没折腾过，这篇博客里有相关的配置过程，感兴趣的可以参考下。

空间扩容

安装完系统后，在设置 - 系统 - 存储空间中可以看到总共可用的存储空间只有大约 7G，这是因为系统的镜像默认只分配了 7G 的大小。我用的 SD 卡是 32G 的，要想使用全部空间，就要进行空间扩容。

在这里下载扩容包，复制到树莓派的系统存储内；
打开设置 - 系统 - Buttons，打开 Advanced restart，之后打开设置 - 系统 - 重新启动，重启到 Recovery，等待重启进入到 TWRP 界面。这里比较推荐连接鼠标操作，如果遇到鼠标断联等问题，可以试试重新插拔鼠标，实在不行就换一个鼠标。

点击 Install，找到刚刚下载的扩容包，选择刷入即可。刷写完成，重启进入 Android TV 系统，就可以看到所有 SD 卡的空间都已经被分配了。

网络连接受限（并未完全解决）

因为网络原因，一些类原生的安卓系统会提示网络连接受限，在此状态下，其实大部分软件也可以正常使用，国内的 APP 也都能正常连接网络，但是会导致 WIFI 无法自动连接，每次重启后都要手动连接。参照这篇博客，连接到 adb 后：

adb shell settings put global ntp_server ntp1.aliyun.com

adb shell settings put global captive_portal_detection_enabled 1

adb shell settings put global captive_portal_https_url https://connect.rom.miui.com/generate_204

之后重启，理论上就可以解决连接受限的问题了，但不知是我操作有误还是其他原因，试了好几次都还是会报连接受限。因为我家的路由器就放在电视旁边，最后我就懒得折腾了，直接用网线连接，一劳永逸解决问题，有线连接网络还更稳定一些，树莓派 4B 自带的无线网卡速度真挺一般的，再加上用的是一个金属外壳，让 WIFI 信号雪上加霜了。

界面缩放

LineageOS 20 版本我遇到了一个界面缩放的 bug，默认是最小缩放比例，而且在设置 - 显示和声音 - 文字缩放这里无法调整，一点开就直接闪退，在 LineageOS 21 和 22 版本上我没有发现有这个 bug。由于我家的电视本身尺寸就不大，最小的缩放比例看着还有有点费劲的，为了解决这个问题，就需要用 adb 命令了。

按照前面的内容，通过 adb 连接到树莓派，之后运行 adb shell wm density 320，最后面的数字 320 是代表缩放的大小，数值越大说明缩放比例越大，320 是在我家电视上观感比较合适的大小，根据电视的分辨率和尺寸不同，需要按需调整。

不过诡异的是，在我用 adb 调整过缩放大小后，本来会直接闪退的文字缩放设置奇迹般地自己好了，之后就可以直接在这里调整缩放大小了，不需要再用 adb 命令调整缩放了。

时间同步

树莓派 4B 没有自带主板时钟，这会导致每次彻底断电再开机后系统会忘记当前时间，如果系统时间不对的话，我发现有些应用虽然可以正常联网，但有时会无法加载图片和视频之类的资源。虽然可以通过 ntp 服务联网自动同步时间，但我发现开机后往往需要等上好几分钟才能成功同步时间。

为了解决这个问题，我买了个树莓派主板时钟模块，大概是下图这样，也就十几块钱，需要注意的是，模块的型号必须是 DS3231，因为这个型号的模块是这个版本的 LineageOS 明确说明支持的，其他型号的模块可能不支持。

至于安装方式，我找了个树莓派 GPIO 定义图，商家的图片看的不太清楚，开始我还以为是要接到 2 4 6 8 10 引脚上的，结果发现不对，实际上是要接到 1 3 5 7 9 引脚上，也就是我在图中圈出的那几个引脚。

安装好开机后，进入设置 - 系统 - Raspberry Pi settings，找到 Real time clock，选择 DS3231 on I2C，然后重启，系统应该就能从时钟模块上自动读取时间了。如果发现时间还是不对，那可能是时钟模块的时间没有同步，需要手动同步时钟模块的时间：

按照前文的方法连接到 ssh；
运行 ls /dev/rtc0 查看设备是否被成功识别；
如果 /dev/rtc0 存在，说明时钟模块已经被成功识别了，接着运行 hwclock -w -f /dev/rtc0 来将当前系统时间同步到时钟模块。

如果用的是树莓派 5，应该就不用这么麻烦了，因为树莓派 5 自带了有主板时钟，不过没有主板电池，要想使用树莓派 5 自带的主板时钟，只需安装一个主板电池即可。

日常体验

因为主要打算给家里人用，所以一些更进阶的东西，比如 google play 服务、magisk 之类的，我就不折腾了，大概率也用不到。

一段时间用下来，用树莓派 4B 当电视盒子，体验比运营商送的盒子要好一些，但还算不上完美。

视频解码能力方面，树莓派 4B 是可以比较流畅地播放 1080p 视频的，4K 视频就有些吃力了。相比之下，运营商送的盒子，用同样的软件播放同样的 1080p 视频，经常卡到动不了。考虑到我家的电视比较老，分辨率也只有 1080p，所以这样的视频播放能力完全够用。听说树莓派 5 的视频解码能力要强很多，可以流畅播放 4K 视频，因为我手上没有，是真是假就不得而知了。

另外这个树莓派电视盒子，对一些软件的兼容性似乎还有些问题。比如我想播放存放在阿里云盘里的视频，因为我有阿里云盘的第三方权益包，我开始尝试了一些支持阿里云盘第三方权益的电视端软件，比如网易爆米花和小白云盘，结果发现这些软件在树莓派电视盒子上都特别的卡，相比之下体积更臃肿，界面更复杂的阿里云盘官方电视端运行反而十分流畅。

我还尝试过 B 站的客户端，官方的客户端有一点卡，但还没到完全没法用的地步，并且视频播放还是比较流畅的，比较难受的是相比手机端缺失了一些功能，我又尝试了一下一个第三方的 B 站电视端软件 BBLL，这个软件实现了大部分手机端常用的功能，还是比较好用的，并且界面也流畅很多，但是在视频播放方面我遇到了一些问题，有一部分视频播放比较流畅，但另一部分却很卡，关于什么样的视频播放起来会卡，暂时还没发现规律，我在设置中把解码相关的选项每个都试了下，好像也没效果，而且同一个视频，在 BBLL 播放会卡，在官方客户端播放就很流畅，具体原因就不清楚了（另外，今年的春晚我就是用树莓派电视盒子在 BBLL 上看的，运气比较好，直播十分流畅）。

总的来说，我个人觉得，除非是像我一样在手里吃灰，否则我是不太推荐用树莓派当作电视盒子的，因为树莓派并不是专门设计用来当电视盒子的，所以会存在一些小问题，而且在相同价位，完全可以买到性价比更高的替代品，也可以买回来自己刷机。不过对于我家目前的情况来说，用树莓派当电视盒子还是比较够用的。

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