Raspberry Pi

Beim Raspberry Pi handelt es sich um einen postkartengroßen Einplatinen-Computer, der von der Raspberry Pi Foundation entwickelt wird. Die Hardware basiert auf dem BCM 283x SoC (System-on-Chip) von Broadcom, einem ARM-Prozessor. Zu Hardwaredetails und den verschiedenen Modellen sowie Produktentwicklungen siehe Wikipedia. Dank der kleinen Abmessungen, dem recht geringen Energieverbrauch (bis ca. 4 Watt) sowie der günstigen Anschaffungskosten (ca. 30€) ist der Raspberry Pi eine attraktive Hardware für die Heimautomatisierung mit FHEM. Er ist dank dem Linux-Betriebssystem vollständig kompatibel zur aktuell vorhandenen und von FHEM unterstützen Hardware. Das derzeit empfohlene Standard-Image zum Betrieb des Raspberry Pi ist die auf Debian basierende Raspbian Distribution.

Installation / Setup

Betriebssystem

Das Betriebssystem sollte direkt bei Raspberry unter dem Link http://www.raspberrypi.org/downloads (Raspbian) geholt werden.

Nach dem Herunterladen des entsprechenden Archivs muss das Image entpackt und auf die Speicherkarte (SD-Karte bis Modell B / MicroSD ab Modell B+) geschrieben werden. Detaillierte englische Anleitungen zum Vorgehen für verschiedene Betriebssysteme stellt Raspberry hier zur Verfügung.

Unter Unix/Linux erfolgt dies via dd-Befehl. Zum Beispiel:

sudo dd bs=1M if=2012-08-16-wheezy-raspbian.img of=/dev/sdz

Achtung: Bei Angabe eines falschen Device hinter of= kann der Anfang der eigenen Festplatte überschrieben werden. (Datenverlust!)

Je nach System/Distribution und vorhandenen Festplatten variiert das Device, z.B. /dev/mmcblk0 (Ubuntu), /dev/sdb, /dev/sdc oder /dev/rdisk1 (OSX). Folgende Möglichkeiten können helfen, das richtige Device zu ermitteln:

• Mit dem Befehl df erhält kann eine Übersicht aller angeschlossenen und gemounteten(!) Speichermedien.
• Beim Einstecken der Speicherkarte in den PC wird in die Log-Datei /var/log/messages ein Eintrag gemacht. Beispiel: kernel: [2077612.776470] sd 14:0:0:0: [sdb] 7954432 512-byte logical blocks: (4.07 GB/3.79 GiB)
• Mit dem Befehl fdisk kann die Größe eines bestimmten Devices geprüft werden: fdisk -l /dev/sdb Beispielausgabe: Platte /dev/sdb: 4072 MByte, 4072669184 Byte

Unter Windows kann das Tool Win32DiskImager genutzt werden.

Nach der Installation des Images sollte der Raspberry Pi von der Speicherkarte booten.

Um eventuell eine größere Speicherkarte komplett zu nutzen, kann dies per folgendem Menu erledigt werden:

sudo raspi-config

Fhem

Die Installation auf dem Raspberry Pi kann nach der Installation des Betriebssystems über das Debian-Repository von FHEM, automatisiert per Skript oder auch manuell vorgenommen werden.

Debian-Repository

Seit Oktober 2014 (Thema) kann FHEM auf Debian-basierten Systemen, wozu auch Raspian OS zählt, aus einem Debian-Repository installiert werden. Dabei werden neben FHEM selbst alle für den Betrieb von FHEM unabdingbaren Pakete automatisch mit installiert und eine Reihe weiterer Pakete für die Installation vorgeschlagen. Details zur Vorgehensweise finden sich direkt auf https://debian.fhem.de.

Hinweis: Bei manchen Distributionen ist es erforderlich die apt-Methode HTTPS nachzuinstallieren. Der folgende Befehl installiert die Methode:

sudo apt-get install apt-transport-https

Skript-basiert

Durch Ausführung des in diesem Beitrag dargestellten Skriptes nach Installation eines "nackten" Raspian OS wird automatisiert ein funktionsfähiges FHEM (inkl. korrekter Rechtevergabe) auf dem Raspberry Pi installiert.

Manuell

Die Installation von FHEM auf dem Raspberry Pi kann mit dem fertigen debian-package erledigt werden. Lediglich das Perl-Modul "Serialport" wird benötigt - Perl ist in der Regel bereits installiert, kann aber sicherheitshalber einfach mit dem apt-get-Befehl zugefügt werden:

sudo apt-get install perl libdevice-serialport-perl
sudo apt-get install libio-socket-ssl-perl
# fhem-X.Y.deb bitte mit der aktuellsten, stabilen Version ersetzen
wget  http://fhem.de/fhem-X.Y.deb
sudo dpkg -i fhem-X.Y.deb

Möglicherweise ist es noch nötig, fehlende Abhängigkeiten aufzulösen. Das kann mit folgendem Befehl erledigt werden:

sudo apt-get install -f

Eine etwas ausführlichere Anleitung gibt es auch hier

Nützliche Zusatzpakete

Nachdem der Rpi eingerichtet ist, können weitere Pakete installiert werden. Keines davon ist zwingend erforderlich, um FHEM grundsätzlich betreiben zu können. Einige Pakete erhöhen aber den Bedienungskomfort oder sind zur Nutzung bestimmter FHEM-Module erforderlich. Hier eine Übersicht.

Beschreibung	Paketname	Kontext	Installieren
FHEM	fhem	Installiert eine komplett lauffähige FHEM-Installation. Details siehe auf Stable build using aptitude, für Optionen siehe diesen Forumsartikel Achtung: In der Befehlsliste rechts erstreckt sich der erste Befehl über 2 Zeilen!	sudo wget -qO - https://debian.fhem.de/archive.key | apt-key add - sudo deb https://debian.fhem.de/stable ./ sudo apt-get update sudo apt-get install fhem
Zeitserver	ntpdate	Setzt die Systemzeit bei Start des RPi. Wird für FHEM benötigt, da es sonst nicht startet.	sudo apt-get install ntpdate sudo ntpdate -u de.pool.ntp.org
Perl JSON	JSON	Wird von einigen Modulen benötigt, z.B. harmony, iTunes	sudo apt-get install libjson-perl
Samba-Server	samba	Mittels Samba kann man z.B. den Ordner /opt/fhem als Share freigeben. Dieser Share kann z.B. im Windows-Explorer als Laufwerk verbunden werden, so dass die Bearbeitung von config- und Programmdateien bequem möglich ist. Hier eine hilfreiche Kurzanleitung aus der (wenn man auf einen speziellen user verzichtet) nur die Einträge für smb.conf gesetzt werden müssen.	sudo apt-get install samba cifs-utils Danach muss der share definiert werden mittels sudo nano /etc/samba/smb.conf
Mailversand	sendEmail	Wird benötigt, um Mails versenden zu können, bspw. für Alarm-Benachrichtigungen. Nach Installation des Paketes benötigt man noch eine Routine in FHEM gemäß E-Mail senden#Raspberry Pi	sudo apt-get install sendEmail
Wake-on-LAN	etherwake	Wird z.B. für das Modul WOL benötigt.	sudo apt-get install etherwake
Perl Telnet	telnet	Wird z.B. für das Modul FRITZBOX benötigt, da es eine im Netzwerk vorhandene Fritzbox über deren Telnet-Port anspricht.	sudo apt-get install libnet-telnet-perl
Socat	socat	Kann verwendet werden, um auf anderen Rechnern im Netzwerk Linux-Befehle oder Skripts auszuführen. Auch können auf Slave-FHEM-Installationen Befehl ausgeführt werden, z.B. mit system("echo 'set lampe on' | /usr/bin/socat - TCP:1.2.3.4:7072"); 1.2.3.4 muss natürlich durch die IP-Adresse des Zielrechners ersetzt werden.	sudo apt-get install socat
Libcrypt	Libcrypt	Perl libcrypt, erforderlich falls Homematic-devices mit AES verwendet werden sollen.	sudo apt-get install libcrypt-rijndael-perl
libdatetime	libdatetime	Perl libdatetime, erforderlich für das Weather-Modul.	sudo apt-get install libdatetime-format-strptime-perl

Bekannte Probleme

Netzteil

Der RPi verwendet ein USB Netzteil als Spannungsversorgung. Gemessen kann der RPi allein bereits um die 900mA Strom fordern. Das bringt kleine Netzteile, besonders wenn noch CULs oder WLAN Sticks an USB hängen schnell an die Grenze. Die Fehler die daraus resultieren sind Abstürze, Netzwerkprobleme uvm. Daher bitte ein ausreichend starkes Netzteil mit mind. 2000mA oder einen aktiven USB-HUB für die Periperie verwenden.

Echtzeituhr

Der RPi hat keine Real-Time-Clock (RTC), das heißt, dass er nach einem Neustart keine gültige (im Sinne von aktuell) Systemzeit hat, sondern ein Datum in der Vergangenheit. Dieses Problem wird sinnvollerweise mit einer NTP-Konfiguration umgangen.

Dabei muss Sorge getragen werden, dass der ntpd schon einen Datums-/Zeitabgleich gemacht hat, bevor FHEM gestartet wird. Geschieht der Abgleich nicht vorher, sondern erst nachdem FHEM schon läuft, stellt FHEM die Logs zwar auf das nun aktuelle Datum um (die "alten" Logs mit dem eigentlich ungültigen Datum werden natürlich behalten), aber irgendetwas scheint FHEM dabei so zu belasten, dass es eine Last von über 0.8 bis 0.9 erzeugt. Diese Last besteht auf Dauer und verschwindet erst, wenn man das Ganze sauber durchkonfiguriert und FHEM neu gestartet hat. Die hohe Systemauslastung zeigt sich auch in einem sehr trägen Laden der FHEM-Webseiten in einem beliebigen Browser.

Last durch Backup (während update)

Bei einen Update von FHEM durch den Befehl update kann durch Setzen des Attributs "attr global backup_before_update 1" automatisch vorab ein Backup durchgeführt werden. Die (ggf. großen) Log-Dateien werden dabei ebenfalls archiviert. Während der Archivierung ist FHEM blockiert. Durch die beschränkte Leistungsfähigkeit des Raspberry Pi kann das Backup zudem lange dauern. Durch ein "attr global updateInBackground 1" wird ein Backup im Hintergrund ausgeführt (Quelle: Thema).

Alternative Möglichkeiten:

• Backup ausschalten und manuell durchführen
• Backup-Befehl anpassen und so große Dateien bzw. Verzeichnisse (log/) nicht archivieren

SD-Kartenfehler / Dateisystemfehler durch Stromausfall

Standardmässig läuft der RPi von der SD-Karte. Diese sind gegenüber Stromausfällen relativ empfindlich und es kommt immer wieder zu Schreib/Lesefehlern. Dies kann durch den Einsatz von unterbrechungsfreien Stromversorgungen umgangen werden. Eine andere Lösung ist der Einsatz von USB-Sticks als "root-Dateisystem" nach dem Start. USB-Sticks sind in der Regel besser gegen Fehler bei spontanem Spannungsausfall (Ausstecken) geschützt als SD-Karten. Anleitungen dies beim RPi zu konfigurieren sind abhängig von verwendeten Version des RPi online zu finden.

Watchdog einrichten

Vor allem wenn das Netzteil nicht stark genug ist, schmiert FHEM gelegentlich ab (siehe oben - Netzteil). Man kann den RPi alle halbe Stunde prüfen lassen, ob FHEM noch läuft, und ggf. einen Neustart durchführen lassen. Wie man das einrichtet steht hier: Einrichten eines Watchdog

Interne Links

• Erste Schritte: FHEM auf Raspberry PI mit COC betreiben
• CUL am Raspberry Pi flashen
• Raspberry Pi und 1-Wire

Externe Links

• Beitrag zum Umzug von Raspberry B auf Raspberry Pi 2
• Offizielle Webseite der Raspberry Pi Foundation
• Offizielle Downloads der Raspberry Pi Foundation
• Blog mit dem Thema FHEM-Server auf RaspBerry Pi in einer Stunde einrichten