Maker-Plattform Raspberry Pi als Evalboard

Experimentierplattform Raspberry Pi lässt sich besonders einfach einsetzen dank großen Community.
Experimentierplattform Raspberry Pi lässt sich besonders einfach einsetzen dank großen Community.

Ganz früher löteten Elektronik-Enthusiasten noch selbst diskrete ­Bauelemente auf Lochrasterplatinen zusammen. Und heute? – Da ist der Raspberry Pi die Experimentierplattform der Wahl. Dank der Raspberry Pi Foundation und der großen Community lässt er sich besonders ­einfach einsetzen.

Nach wie vor zählt der Raspberry Pi zu den beliebtesten Maker-Plattformen. Durch die große Community und die reichhaltige Software-Unterstützung stellt er obendrein einen idealen Einstieg in die Welt der ARM-Software-Entwicklung dar. Hinzu kommt der günstige Preis: Das aktuelle Modell Raspberry Pi 2 B mit ARMv7-Quadcore kostet den Endverbraucher unter 40 Euro. Damit ist es allerdings noch nicht ganz getan, denn zur Inbetriebnahme ist mindestens noch Folgendes notwendig:

  • Micro-USB-Steckernetzteil mit Micro-USB-Kabel,
  • MicroSD-Karte,
  • Tastatur,
  • HDMI-Kabel und Monitor

Empfehlenswert sind ferner

  • Gehäuse
  • Ethernet-Kabel und/oder USB-WLAN-Adapter.

Das 5-V-Steckernetzteil soll laut raspberrypi.org mindestens 1200 mA liefern. Da ist auch schon etwas Reserve eingeplant - allerdings nur, solange keine Peripherie an die USB-Ports angeschlossen wird. Für die initiale Inbetriebnahme ist mindestens eine Tastatur nötig und - wenn man den grafischen Desktop ausprobieren will - auch eine Maus. Und ohne Netzwerkanschluss ergibt der Raspberry Pi in den meisten Fällen auch recht wenig Sinn. Also wird wahrscheinlich noch ein WLAN-Dongle hinzukommen. Das alles sind keine großen Strom-Konsumenten, aber am Anfang steht meistens noch gar nicht fest, welche weitere Peripherie später z.B. über die GPIO-Steckerleiste noch angeschlossen wird. Deshalb sollte man gleich ein Netzteil mit 2,5 oder 3 A besorgen.

Ein wenig beachteter Punkt ist das USB-Kabel. Billige USB-Kabel haben oft sehr dünne Leiterquerschnitte. Deshalb sollte man hier keine falsche Sparsamkeit walten lassen, denn der Spannungsabfall bei einem längeren USB-Kabel kann das Booten verhindern oder für sporadische Abstürze sorgen. Für die Erstausstattung bieten die Distributoren Starter Kits an, die neben dem Raspi auch das Netzteil, USB-Kabel, WLAN-Stick und SD-Karte enthalten. Diese Kits kann man nur empfehlen, weil dann z.B. auch ein WLAN-Stick im Paket liegt, für den das Betriebssystem Raspian einen Treiber enthält. Für die initiale Installation muss die MicroSD-Karte in einem PC formatiert und mit einem Betriebssystem-Image bespielt werden. Das geschieht mit dem kostenlosen Win32diskimager. Die Mindestgröße für die SD-Karte beträgt 4 GB. Damit man auch noch genügend Platz für Nutzdaten hat, sollten es aber besser 8 GB oder mehr sein. Als Software-Image bietet sich NOOBS (New out-of-the-box software) an. Dieses Paket lässt den Raspberry Pi booten und zeigt dann ein Auswahlmenü an, welches Betriebssystem heruntergeladen und installiert werden soll. Dazu muss der Pi über ein Ethernet-Kabel an den Router bzw. das Internet angeschlossen sein. Die weitere Betriebssystem-Installation ist dann menügeführt und sollte keine Probleme bereiten.

Besenkammer-Cloud

Was kann man nun mit einem Raspberry Pi ohne Erweiterungs-Board anfangen? - Im Prinzip entspricht die Hardware mit dem Cortex-A7-Prozessor einem nicht mehr ganz aktuellen Smart­phone. Dank verfügbarer Software-Pakete kann der Pi aber nicht nur Smartphone-typisch als Client, sondern auch als Server arbeiten. Wer auf Fotos, Dokumente, Kalender oder Kontaktdaten zugreifen möchte, könnte sich also einen Raspberry Pi an den Router anschließen, der in vielen Wohnungen hinter einem Schrank, im Flur oder in der Besenkammer steht. Ein solcher Raspi-Server wird die meiste Zeit nichts zu tun haben und da benötigt der Ras­pi nur 1 bis 2 Watt - ein ausrangierter PC kommt leicht auf das 20- bis 30fache.

 

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Voraussetzung für Server-Anwendungen ist zumeist ein LAMP-Stack, also das Paket aus Linux, Apache, MySQL und PHP, um dynamische Webseiten zu erzeugen. Zusätzlich lassen sich dann Server-Anwendungen wie z.B. das Blogsystem Wordpress oder der Cloud-Dienst Owncloud installieren. Mit einem Blog wird der Raspberry Pi recht schnell überfordert sein, sobald die Inhalte populär werden und mehrere Nutzer darauf zugreifen. Eine persönliche Cloud wird hingegen nur vom Server-Betreiber oder einer kleinen Gruppe genutzt - das kann der Raspberry Pi ohne weiteres leisten.

Owncloud speichert Kontakte und Adressen und kann Dateien genauso wie Dropbox synchronisieren. Der Vorteil ist, dass man die Daten weder zu Apple, Google, Facebook noch zu Microsoft hochlädt und man alles selbst unter Kontrolle hat. Sogar eine rudimentäre Textverarbeitung gibt es, um Dokumente im Web Interface zu bearbeiten (Bild 1). Zum Datenaustausch gibt es für den PC einen Owncloud Client, der die Synchronisierung eines lokalen Verzeichnisses übernimmt. Für Smart­phones existiert eine App für das Betrachten der Dateiverzeichnisse und den Download einzelner Dateien. Kontakte und Kalender werden über CalDAV- bzw. CardDAV-Protokoll auf Smartphone-Kalender und -Adressbücher übertragen. Aber Achtung: Smartphones sind i.d.R. so konfiguriert, dass sie alle neuen Adressen sofort "nach Hause" übermitteln. Bei iPhones muss z.B. in den Einstellungen von iCloud die Synchronisierung von Kalendern und Kontakten deaktiviert werden, sonst weiß Apple über jede Verabredung und die persönlichen Kontakte Bescheid.

Die Installation von Owncloud auf einem Raspberry Pi ist zwar alles andere als eine Plug-and-Play-Erfahrung, aber auch kein Hexenwerk. Ganz grob geschildert geht es los mit der Installation von LAMP. Statt Owncloud direkt herunterzuladen und zu installieren, bindet man besser die Paketquellen des offiziellen Owncloud-Repository der openSUSE-Community ein. Das hat den Vorteil, dass man Owncloud später durch zwei einfache Befehlszeilen-Kommandos aktualisieren kann. Unbedingt sollte man dann auch noch SSL aktivieren und die Verbindung über HTTPS absichern. Zur Abrundung muss der Raspi dann noch von außen zugänglich gemacht werden, indem am Router die nötigen Ports freigegeben werden, also z.B. 443 für HTTPS und 22 für SSH, falls man über die Secure Shell von außen auf die Befehlszeile zugreifen möchte. Hier in alle Details zu gehen würde den Rahmen sprengen. Eine ausführliche Anleitung - gerade erst im Mai 2015 aktualisiert - findet sich z.B. im Download-Bereich von www.freiesoftwareOG.org. Sicherlich wird auch dieser Sommer das eine oder andere verregnete Wochenende bereithalten, an dem man die 25-seitige Anleitung durchexerzieren kann... Wer es etwas kompakter haben möchte, wird auch bei den Kollegen der Zeitschrift Connect fündig [1].

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