PiUSV im Test: Raspberry Pi per USV sauber herunterfahren
Obwohl es als billiger Lerncomputer konzipiert ist, wird das Raspberry Pi immer häufiger für kritische Aufgaben eingesetzt: als eigener Cloud-Server , als Temperatur-Datenlogger(öffnet im neuen Fenster) im Gewächshaus oder zum Datensammeln im Rennwagen(öffnet im neuen Fenster) . Das Raspberry Pi selbst hat sich als robuste und zuverlässige Plattform zum Datensammeln herausgestellt. Die Schwachstelle liegt in der Stromversorgung. Stromschwankungen oder gar ein Ausfall können zu Datenverlusten führen, wenn nicht gar zu einer Beschädigung des Dateisystems auf der SD-Karte - dann scheitert auch der Reboot des Raspberry Pi nach einem Stromausfall. Die Lösung besteht im Einsatz einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Klassische USV sind allerdings kaum geeignet, sie sind im Vergleich zum Raspberry Pi zu teuer und zu groß. CW2 hat uns seine PiUSV(öffnet im neuen Fenster) zum Test überlassen.
Die PiUSV ist nicht die einzige USV-Lösung für das Raspberry Pi, sie konkurriert zum Beispiel mit dem UPiS(öffnet im neuen Fenster) oder dem erst kürzlich erfolgreich finanzierten MoPi(öffnet im neuen Fenster) . Alternativ gibt es eine ganze Reihe von Selbstbauprojekten. Allerdings sollte beim Selbstbau bedacht werden, dass bei einer sinnvollen USV-Lösung die Softwareunterstützung entscheidend ist, nicht die Elektronik.
Um einem grundlegenden Missverständnis vorzubeugen: Die PiUSV ist nicht zur Dauerstromversorgung per Batterie gedacht. Sie soll vor allem ein geregeltes Herunterfahren und einen Neustart des Raspberry ermöglichen, wenn die primäre Stromversorgung per USB-Anschluss versagt. Der MoPi ermöglicht flexiblere Strategien der Stromversorgung, allerdings ist er derzeit noch nicht lieferbar, und auch sein endgültiger Preis ist noch nicht bekannt.
Anstecken, anschrauben, anschalten
Die PiUSV ist eine Platine, die direkt auf die GPIO-Steckerleiste des Raspberry Pi aufgesetzt wird und es circa zur Hälfte bedeckt. Leider wird die mechanische Stabilität der Konstruktion nur durch die Steckerleiste selbst hergestellt. Dass die Platine abknickt und dabei die Steckerleiste mitbeschädigt, verhindert in eine Richtung nur ein Kondensator auf dem Raspberry Pi. Darauf liegt die Platine auf, geschützt durch ein Stück Schaumgummi. Würde die Platine über die gesamte Länge gehen, ließe sie sich über eine Schraubverbindung besser mit dem Raspberry fixieren.
Der Hersteller legt einen Batteriehalter für sechs AA-Batterien beziehungsweise Akkus bei. Da aber der Anschluss des Halters an die PiUSV durch Schraubklemmen erfolgt, kann auch jede andere Art der Stromspeisung zum Einsatz kommen, solange sie mindestens 7,5 bis 12 Volt und minimal 1.000 mA liefert. Werden Akkus verwendet, ist es leider nicht möglich, sie über diesen Anschluss aufzuladen.
Wie bereits oben angesprochen, reicht der Batterieanschluss allein nicht, um das Raspberry zum Starten zu bewegen. Das passiert erst, wenn auch am USB-Anschluss der PiUSV Strom anliegt. Die entsprechende Buchse "schwebt" bei der aufgesetzten Platine etwa einen Zentimeter über der Buchse des Raspberry Pi. Wer ein selbst gebautes Gehäuse für das Raspberry benutzen will, muss also nicht allzu viel umplanen.
Schutz erst mit Software
Die Grundfunktion besteht darin, dass die PiUSV den USB-Anschluss überwacht. Liegt dort kein Strom mehr an, springt die angeschlossene Batterie ein. Die Art der Stromversorgung wird durch mehrere LEDs signalisiert.
Das Farbspiel der LEDs ist zwar hübsch anzuschauen, das Raspberry Pi bekommt davon aber nichts mit und kann auch nicht darauf reagieren - doch darum geht es. Dazu ist ein Daemon von der Webseite des Herstellers herunterzuladen und zu installieren.
Der Daemon kommuniziert über die I2C-Schnittstelle des Raspberry Pi mit der PiUSV und erkennt daher, welche Stromquelle derzeit aktiv ist. Wie er auf einen Wechsel der Stromquelle reagiert, wird durch eine Konfigurationsdatei festgelegt.
Wird an der Konfiguration nichts geändert, fährt der Daemon das Raspberry Pi herunter, wenn am USB-Eingang für 10 Sekunden kein Strom mehr anlag und die Batterie eingesprungen ist. Diese Zeitspanne ist konfigurierbar.
Zusätzlich können für die verschiedenen Ereignisse auch Shell-Skripte definiert werden, die zum Beispiel ausgeführt werden, wenn die Batterie schwach wird. Außerdem werden alle Zustandsänderungen in einer Datei geloggt.
Weder der Daemon noch die Signalübertragung über die I2C-Schnittstellen beeinflussen den Betrieb des Raspberry Pi und dessen GPIO-Steckerleiste. Letztere steht weiterhin über eine Steckerleiste auf dem PiUSV zur Verfügung. Das haben wir mit Hilfe eines Touch-Displays für das Raspberry Pi von Watterott getestet, das direkt an die Steckerleiste gesteckt wird. Das Display zeigt keinerlei Fehler oder Verzögerungen. Auch beim Umschalten von der USB-Stromversorgung auf Batteriebetrieb gibt es keine Auffälligkeiten. Nur wirkt die ganze Konstruktion etwas wacklig.
Verfügbarkeit und Fazit
Die PiUSV ist bei verschiedenen Onlinehändlern für rund 30 Euro erhältlich.
Genau eine Aufgabe hat die PiUSV, und die erledigt sie ohne Zicken. Der Preis scheint im Vergleich zum Raspberry Pi selbst zwar hoch, die Konkurrenz ist aber nicht günstiger.
Kritik ist angebracht bei der mangelnden Stabilität der PiUSV auf dem Raspberry Pi, vor allem wenn die aufgesetzte Steckerleiste tatsächlich für weitere Shields genutzt wird. Ohne ein schützendes Gehäuse sollte die PiUSV in Kombination mit dem Raspberry Pi nicht eingesetzt werden.