kleiner Minicomputer
Wozu nutze ich einen Raspberry Pi? Meine Einsatzzwecke
Seit gut 8 Jahren tut bei mir ein Raspberry Pi rund um die Uhr klaglos und stabil seinen Dienst. Dies ist kein Spielzeug sondern ein treuer Begleiter im „digitalen Alltag“. Wollen wir uns doch einmal ansehen, wozu ich dieses kleine Ding täglich so nutze.
Minicomputer Raspberry Pi: Ich nutze weiterhin die alte Version ›3B‹. Er funktioniert einfach.
Der Raspberry Pi ist ein äußerst stromsparender Minicomputer, der eigentlich den ganzen Tag lang an sein kein. Meiner arbeitet meist bei unter 3 Watt vor sich hin. Das ist äußerst wenig. Ich schalte ihn nur aus, wenn ich in den Urlaub fahre bzw. wenn ich für eine längere Zeit nicht zu Hause bin. Ich bin immer noch begeistert von dem kleinen Teil und möchte hier allen Interessierten zeigen, wofür ich den Raspi eigentlich nutze. Ich gehe nicht auf Details ein bezüglich Installation und dergleichen. Hierfür gibt es ja viele schöne Anleitungen im Netz. Aber ich liefere die nötigen Stichpunkte für eine weitere Suche.
Mit IR-Fernbedienung ausgerüstet
Schon recht früh hatte ich an meinem Raspberry Pi eine Infrarotdiode (IR) angestöpselt. Denn dadurch kann ich viele Dinge mittels simpler IR-Fernbedienung auslösen (also Scripte starten oder ein Mediencenter bedienen):
Die Diode wird mittels den obligatorischen Steckbrücken-Käbelchen mit den richtigen GPIO-Pins auf der Leiterplatte dieses Einplatinen-Computers verbunden. Sie schaut bei mir dann vorne durch ein Löchlein im Deckel heraus. Da ich ein recht ordentlicher Typ bin, habe ich, wie man sieht, auch Kabelkanäle gescheit verlegt.
Als Fernbedienung kann man jede herkömmliche Infrarotfernbedienung nutzen – also beispielsweise die von einem ausrangierten Fernsehgerät bzw. eine aus der Grabbelkiste vom Sozialkaufhaus . Man wird später eh deren Signale mittels einer Software „mappen“ (können).
Das kleine Linux-Programm hierfür heißt Lirc und es befindet sich im regulären Repositority vom ›Raspberry Pi OS‹ (dem Betriebssystem des Rasperrys). Um Scripte mit der Fernbedienung bzw. via der Infrarotdiode starten zu können, wird das dabei enthaltene Programm Irexec genutzt. Eine Anleitung zur Installation findet man beispielsweise auf dieser Seite.
Dies ginge alles natürlich auch via der Konsole (z. B. auf dem Smartphone oder mit einer grafischen App). Aber so ist es doch wesentlich praktischer noch im Halbschlaf. Technisch starte ich hierbei lediglich einige winzige Scripte, die auf dem Raspberry liegen. Ich könnte auf genau diese Weise auch die Rollläden hochfahren lassen. Aber so etwas habe ich nicht.
Für das Schalten von 230-Volt-Geräten benötigt man jedoch je ein s. g. ›Relais‹:
Stereoanlage mit Relais schalten
Per GPIO hatte ich zwei solcher Relais an den Raspberry Pi angeschlossen:
Dies sind Klick-Klack-Module: Sie lassen entweder Strom hindurch oder nicht. (De-) Aktiviert werden sie einfach via dünnem Datenkabel, welches am Raspberry angeschlossen ist (an den GPIOs). Leider habe ich kein Bild vom geöffneten Zustand. Aber ich hatte noch eines von der geschlossen Box gefunden, in welcher ich ein Relais einbaute: Auf der einen Seite befindet sich das Stromkabel für die Steckdose. Daneben kommt das Kabel für eine 3-fach-Verteilersteckdose heraus. Und an dieser ist mein Verstärker bzw. meine Anlage angeschlossen.
Man könnte beispielsweise auch so eine kleine Pumpe zum Bewässern von Pflanzen steuern: In gewissen Intervallen wird diese (deren Netzgerät) per Relais vom Raspberry Pi aktiviert und versorgt somit die Pflanzen für einen Moment mit Wasser.
Der Einfachheit halber steuerte ich sie einfach mittels Zeitschaltuhr an der Steckdose. Aber dies ginge genau so gut (auch aus der Ferne über das Internet) via dem Raspberry oder gar via zusätzlichem Feuchtigkeitssensor.
Meine alte 1970er-Jahre-Stereoanlage kann ich natürlich nicht nur via der IR-Fernbedienung an- bzw. ausschalten. Ich kann sowohl den Webradio-Stream (vom Raspberry) wie auch das Relais (für die Stromversorgung der Analge) via »Cronjob« (de-) aktivieren – also nach einem Zeitplan.
Dies ist doch schöner als mit dem piepsenden Handy. Und meine Lichterketten gehen dabei auch noch an:
Lichterketten schalten
Eines meiner ersten Experimente mit meinem Raspberry Pi war das Schalten von diesen simplen LED-Lichterketten:
Dies sind diese günstigen Lichterketten vom Pfennigpfeiffer, welche mit zwei oder drei AA-Batterien laufen. Den Batteriehalter schnitt ich ab und lötete zwei der oben gezeigten Steckbrückenkabel an die Lichterkette. Steckt man sie dann in die hierfür richtigen GPIOs passiert – erst einmal noch gar nichts. Umso überraschter war ich, als ich den hierfür richtigen Befehl in der Konsole eingab und die Lichterkette tatsächlich zu leuchten begann.
Natürlich kann man sich dann für diese Befehle ein Script schreiben. Dieses aktiviert man dann z. B. mittels der IR-Fernbedienung (s. o.), über die Crontab (nach Zeitvorgabe) oder gar über einen Helligkeitssensor oder dergleichen.
Ich mag diese günstigen LED-Lichterketten: Mit ihnen lässt sich ein dezentes, angenehmes Licht zaubern. Steuern lassen sie sich gut über den Raspberry Pi mittels diverser Befehle bzw. Eingaben.
Gut: Es muss nicht so aussehen wie beim LKW vom Cola-Weihnachstmann. Aber das Prinzip sollte klar sein.
Ich schalte auch noch eine ziemlich lange Lichterkette. Aber für diese reicht der „Onboard-Strom“ des Rasperrys nicht mehr aus. Hier greife ich dann auf ein externes Netzgerät zurück bzw. über die Relais-Lösung (s. o.). Gerade in der dunklen Jahreszeit schätze ich es, dass ich in der Frühe nach dem Aufwachen erst einmal bequem vom Bett aus ein dezentes, warmweißes Lichterkettenlicht aktivieren kann.
In gewisser Weise habe ich mir so praktisch ein kleines Smart Home Projekt gebastelt – auf ganz simple Art mit dem Raspberry als Schalter im Zentrum ohne irgendwelche chinesischen Server bzw. ohne Fremdkomponenten. Via ›DynDNS‹ bzw. eigenem ›VPN‹ oder geöffnetem Port bei meiner FritzBox könnte ich ja auch aus der Ferne über das Internet darauf zugreifen bzw. Befehle absetzen. Man könnte als Auslöser auch die Messwerte gewisser Sensoren nutzen (Helligkeitssensor, Temperatursensor, …).
Sowohl die Lichterketten wie auch die Relais schalte ich ja automatisch nach Zeiten. Mittlerweile nutze ich hierfür nicht mehr die Crontab sondern organisiere dies elegant über eine schöne Weboberfläche:
Ich nutze hierfür auf den Raspberry Pi die wunderbare Anwendung Cronicle.
Zum direkten Ausführen dieser Befehle nutze ich (neben Cronicle und meiner Fernbedienung) eine weitere Weboberfläche:
Hier nutze ich OliveTin. Auch dies ist ein kleines Programm, welches eine Weboberfläche bietet. Man führt damit nichts weiter aus als Shell-Befehle – aber elegant über Buttons im Browser – auf Wunsch sogar mit „Konsolenausgabe“ im Browser.
Von jedem Gerät mit Browser im Heimnetzwerk sind diese nun einfach ausführbar. Ist man via VPN oder offenem Port über das Internet mit dem eigenen Heimnetz verbunden, kann dies natürlich auch aus der Ferne erfolgen (z. B. vom Smartphone aus).
Musik, TV, Videos
Bevor ich mir vor einiger Zeit wieder einen Fernseher zulegte (bzw. einen FireTV-Stick), schaute ich über einen meiner Computermonitore fern bzw. Netflix, YouTube usw.:
Mittels dem Mediacenter Kodi kann man sich – nach reichlich Flucherei allerdings – einen recht vernünftigen SmartTV-Ersatz mit dem Raspberry aufbauen. Natürlich funktioniert hier auch meine IR-Fernbedienung. Das Bedienen via Smartphone oder Bluetooth-Controller geht zwar auch, ist aber umständlich.
Heute nutze ich Kodi nur noch zum Musikhören (lokale MP3-Sammlung oder Internetradios). Das kleine Zusatzprogramm Kodi-send nimmt nämlich Befehle von Scripten (bzw. über diesen Umweg von der IR-Fernbedinung) entgegen und somit kann ich bestimmte Radio-Streams direkt in Kodi starten – ohne Monitor, direkt mit einer bestimmten Taste auf meiner Fernbedienung.
Mittlerweile verzichte ich ganz auf Kodi und nutze einfach das leichtgewichtige MPD bzw. die grafische Weboberfläche MyMPD – Da ich mit dem Raspberry nur Musik höre bzw. verwalte und keine Videos mehr schaue. Kodi ist jedoch einfacher zu installieren bzw. einzurichten.
Zu Kodi: Ich hatte damals viel YouTube darüber geschaut (komplizierte Einrichtung, wenn man es personalisiert (Abos) nutzen möchte), Netflix (auch etwas kompliziert) und TV der öffentlich rechtlichen Sender (einfacher). Ein ›FireTV-Stick‹, ›Chromecast-Dongle‹ oder ähnliches ist hier in meinen Augen die deutlich bessere (weil unkompliziertere) Wahl.
Pi-hole: Das schwarze Loch im Heimnetzwerk
Das Programm Pi-hole ist eine Art Netzwerk-Firewall: Es blockiert rigoros Zugriffe auf bestimmte (Werbe-) Server – und zwar innerhalb des gesamten, eigenen Heimnetzwerkes (= für alle Geräte im eigenen (W-) LAN):
Gewisse Anfragen meines SmartTVs werden einfach blockiert.
Nehmen wie meinen FireTV-Stick bzw. einen typischen SmartTV: Dieser möchte natürlich eifrig Kontakt „nach Hause“ aufnehmen bzw. zu bestimmten Tracking- oder Werbeservern. So ein Gerät befindet sich gewöhnlicherweise im selben (Heim-) Netzwerkt wie der Raspberry Pi (selber Router). Durch das Pi-hole müssen jedoch zunächst jegliche Anfragen hindurch (dies wurde von mir im Router definiert). Dank gewisser Filterlisten werden nun viele Anfragen einfach abgewiesen. Bei vielen Apps sehe ich daher keine Werbung mehr auf dem SmartTV und ich gehe davon aus, dass zumindest ein Teil meiner Sehgewohnheiten nicht mehr korrekt übertragen werden.
Diese Filterlisten kann man bequem in der Nutzeroberfläche (über den Browser) eintragen und konfigurieren. Man kann hier auch beispielsweise „Blacklists“ nur für bestimmte Geräte im Kinderzimmer oder dergleichen definieren.
Auf dem PC benötigt man daher auch nicht mehr zwingend einen Werbeblocker im Browser. Werbung wird bereits vorher ausgefiltert. Informationen zum Pi-hole findet man genügend – zum Beispiel auf dieser Seite (auf Basis einer FritzBox als Router). Pi hole, Kodi, Lirc, etc. laufen natürlich alle parallel. Der Raspberry ist ja ein Multitalent.
Wenn man aber nur ein einziges Gerät im eigenen W-LAN betreibt, wäre Pi-hole sicherlich zu viel Aufwand. Hinzu kommt ja dann auch noch der permanente Update-Stress bei einer nun weiteren Anwendung. Außerdem kann man bereits mittels dem simplen Eintrag eines Werbeblock-DNS-Anbieters gewisse Inhalte je Gerät bequem ausfiltern (wie hier unter Windows und Android).
Ich selber schätze jedoch das Pi-hole, da ich stets mehrere Geräte (wie den SmartTV) im Netzwerk aktiv habe. Ich mag es beispielsweise nicht, wenn ich mir einen Film ansehen möchte und mir der Fernseher wieder erzählen möchte, dass ich zunächst ein Update herunter laden soll. Derlei Server habe ich einfach blockiert und gebe sie erst dann frei, wenn ich halbjährlich ein General-Update mache. Davor kommen diese Meldungen gar nicht mehr x. Ich blockiere so auch jegliche Microsoft- bzw. Windows-Telemetrie-Dienste und Update-Nachfragen. Updates führe ich gerne manuell durch und nur dann, wenn ich hierfür Zeit, Muße und Geduld habe.
x Es kann natürlich sein, dass dann irgendwann etwas nicht mehr funktioniert. Aber dann weiß ich schon, woher das rührt.
Papierkram organisieren – mit Paperless-ngx
Paperless-ngx ist vermutlich die elaborierteste Software, die ich in diesem Beitrag vorstelle. Es handelt sich hierbei um ein Dokumentenmanagement-System:
Diese Oberfläche wird einfach via Browser auf irgendeinem Gerät im Netzwerk geöffnet (wie alle anderen auch in diesem Beitrag – außer Kodi).
Paperless-ngx ist völlig kostenlos bzw. open source und wird durch eine große Community gepflegt. Ich nutze dieses Programm so:
- Ich erhalte Post und digitalisiere diesen Brief mit einer speziellen Smartphone-App, welche die Seiten automatisch ausrichtet und zuschneidet bzw. den Kontrast etwas anhebt. Das Ergebnis ist dann ähnlich wie aus einem Scanner – nur viel schneller angefertigt.
- Die App hat mir gleich eine (mehrseitige) PDF von dem Dokument generiert. Ich schicke diese PDF über das Heimnetzwerk (teilen über eine netzwerkfähige App – z. B. ›MiXplorer‹) an meinen Raspberry Pi und zwar in einen ganz bestimmten Paperless-Ordner namens „consume“.
- Sobald ein neues Dokument in diesem Ordner eingegangen ist, bemerkt dies Paperless-ngx: Es wird eine OCR-Texterkennung gestartet und das Dokument wird automatisch in den Katalog eingepflegt (der consume-Ordner danach geleert). Außerdem wird Absender und Datum ermittelt (lernfähig, auf Basis des Inhaltes). Es wird dann auch bei jedem neuen Dokument der Tag „zu erledigen“ vergeben.
Auf diese Weise habe ich ein durchsuchbares Archiv meiner Papierdokumente. Man kann sie natürlich auch beliebig verschlagworten. Weil diese Software so genial ist, habe ich einen separaten Beitrag über meine Erfahrungen mit Paperless-ngx geschrieben. Dank VPN in mein eigenes Netzwerk kann ich so auch stets von außerhalb in meinem digitalen Aktenordner nachschlagen. Der Raspberry ist ja die ganze Zeit an.
SearXNG – die eigene Suchmaschine
Außerdem nutze ich meine „eigene“ Suchmaschine. Sie heißt SearXNG:
Im Grunde ist SearXNG ein Suchmaschinen-Aggregator: Es werden die Ergebnisse mehrerer Suchmaschinen gesammelt, gestaffelt, zusammen gebunden und dann ausgegeben. Diese Suchmaschine ist dann von jedem Gerät in meinem Netzwerk erreichbar (oder von außerhalb via VPN). Diese Suche ist dann in keiner Weise personalisiert: Die eigentlichen Suchmaschinen dahinter sehen immer nur den schlichten Raspberry Pi, nicht den tatsächlichen Browser / Computer, der letztendlich genutzt wird. Welche Suchanfragen von der eigenen IP-Adresse (des Raspberry Pi) abgegeben werden, ist von Google und Co. natürlich dennoch nachvollziehbar.
Hinweis: SearXNG lässt sich sehr einfach via der Zusatz-Software ›Docker‹ starten, installieren bzw. nutzen.
Der alte Drucker ist plötzlich netzwerkfähig
Ich habe da noch so eine alte Drucker-Scanner-Kombination stehen:
Hier sieht man auch eine meiner Lichterketten, die ich per Raspberry (IR-Fernbedienung) schalte.
Mein alter Drucker von HP funktioniert erstaunlicherweise seit über 15 Jahren noch. Er besitzt noch kein W-LAN-Modul bzw. sollte regulär via USB-Kabel an genau einem Gerät angeschlossen sein. Ist er auch – am Raspberry Pi.
Aber da ich ja auf genau diesen nun via Heimnetzwerk zugreifen kann, kann ich den Drucker / Scanner sozusagen durchschleifen: Ich kann nun von jedem Gerät innerhalb meines Heimnetzwerkes drucken und sogar scannen. In der Regel drucke ich hierüber Fahrkarten aus, welche ich mir mittels der Bahn-App am Tablet bestelle. Diese kommen dann per E-Mail als PDF-Datei an und ohne den PC anwerfen zu müssen, kann ich sie direkt aus Android heraus ausdrucken (mittels der App »PrintDroid«).
Zumindest alte Drucker der Marke ›HP‹ lassen sich noch sehr gut via dem Programm- bzw. Treiberpaket HPLIP auf dem Raspberry installieren- und somit auch von anderen Geräten im selben (Heim-) Netzwerk nutzen. Ich hatte sogar mal eine VPN-Verbindung zwischen meinem Smartphone und meiner FritzBox aufgebaut und konnte dadurch ein Dokument von unterwegs drucken, wo ich gerade an der Kasse im Aldi stand. Aber dies ist Spielerei. Jedoch: Es geht.
Daten sammeln eifrig und permanent
Für eine weitere Sache nutze ich meinen Raspberry Pi sehr gerne: Für das tägliche bzw. eher nächtliche Sammeln von Daten – während ich schlafe. In meinem Fall nutze ich eine Software, die jede Nacht über mehrere Stunden die Google-Ergebnislisten für bestimmte Suchbegriffe abklappert: Ich betreibe diverse Internetseiten und möchte eine langjährige Auflistung davon haben, inwiefern meine Seiten bei bestimmten Suchbegriffen (Keywords) gelistet sind. Dafür gibt es kostenpflichtige Dienste. Der Raspberry kann dies auch.
Leider funktioniert diese Software (Serposcope) nicht mehr: Google hat dem nun offenbar einen Riegel vorgeschoben. Aber das Prinzip besteht weiterhin: Der kleine, stromsparende Computer erledigt nächtlich in kleinen Schritten unbeaufsichtigt Dinge:
Wetterstation
Da der Raspberry Pi nur sehr wenig Strom zieht (siehe unten) und dementsprechend kontinuierlich laufen kann, eignet er sich sehr gut zum Aufzeichnen von Messdaten – insbesondere von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerten. Er ist das Herz einer kleinen Wetterstation im Eigenbau. Hierzu benötigt man noch ein kleines Zusatzgerät:
Ich nutze hier den allseits bekannten Xiaomi Mi Sensor (der kostet ca. 10 Euro). Damit greife ich jede halbe Stunde drahtlos die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit via Bluetooth ab und speichere diese in einer Datenbank.
Nächtliche Backups
Ich betreibe einige Internetseiten und auf entfernten Servern auch kleinere Projekt nur für mich selbst – z. B. FreshRSS (einen Nachrichten-Feed-Aggregator), eine Verwaltung für blockierbare Domains (für Tracker- und Werbeblocker), einen eigenen WebDAV-Server, einen eigenen Adressbuch- und Kalenderserver (Baikal) usw.
Problem: All diese Anwendungen besitzen keine eigene Backup-Routine bzw. kein Plug-in, welches so etwas vornehmen kann. Brennt die Serverfarm, sind alle meine Daten weg. Mit dem Raspberry Pi kann ich mich via SSH an den Servern anmelden und mittels einem kleinen Skript regelmäßig Dateien bzw. Datenbanken sichern bzw. zu mir nach Hause ziehen. Automatisiert wird dies via Crontab oder einfach mittels Cronicle. Bei einem solchen Backup-Skript kann auch definiert werden, dass alte Backups automatisch gelöscht werden – damit der Speicherplatz nicht zu knapp wird. Eine schöne Sache ist das.
Theoretisch könnte ich Backups nun auch via Fernbedienung starten oder automatisch nur bei einer bestimmten Außentemperatur. Das ergibt natürlich keinen Sinn, aber beschreibt sehr schön die Möglichkeiten, die man – mit etwas Bastelei – damit in der Hand hält.
Aktuelle IP-Adresse loggen
Ich „notiere“ mir via Cronjob bzw. Skript zweimal täglich meine aktuelle IP-Adresse, die mir mein Internetprovider gegeben hat (sie wechselt ja täglich). Mittlerweile habe ich ein siebenjähriges Log x angefertigt in Form einer CSV-Datei. Wozu? Falls mal ein Brief kommen sollte mit der Behauptung, ich hätte letztes Jahr dies und das im Internet getan. Zumindest kann ich die dort angegebene IP-Adresse in meinem Log suchen, ob diese dort überhaupt verzeichnet- bzw. ob dies überhaupt relevant ist.
x Natürlich fertige ich von dieser CSV-Datei regelmäßig (ebenfalls via Skript) automatisch ein Backup auf einem anderen Datenträger an.
Mir Nachrichten via Telegram senden
Mein Raspberry Pi kann mir auch Nachrichten bzw. Berichte über den Messenger ›Telegram‹ auf das Smartphone senden: Dies schaut dann z. B. so aus:
Dies ist mein täglicher Morgengruß: Der Raspberry sendet mir jeden Morgen um 6 Uhr die aktuellen Sensordaten vom Außenthermometer auf das Handy, zudem eine kurze Wetterprognose (via OpenWeatherMap). Außerdem wird mir angezeigt, ob es in meinem Kalender (selbst gehosteter CalDAV-Kalender) für heute Termine gibt. Danach erscheint ein informativer Eintrag, was am jeweiligen Datum Besonderes geschah (Wikipedia „Was geschah am?“) sowie fünf Einträge eines beliebigen RSS-Feeds.
Eine schöne Sache ist das. Das Skript hierfür wird jeden Morgen via Cronjob gestartet. Hintergrund: Telegram erlaubt das Anlegen von „Bots“. Der Raspberry Pi hat dann Zugriff auf einen solchen (via geheimen Schlüssel) und kann beliebige Nachrichten (ggf. Bilder?) an diesen senden. Somit wären auch Statusmeldungen (z. B. bei zu hoher CPU-Auslastung) möglich.
Wen das interessiert, kann hierzu meinen Beitrag lesen → Raspberry Pi sendet Telegram-Meldungen
Stromverbrauch
Dieser kleine Minicomputer verbraucht sehr wenig Strom – dies hatte ich ja bereits erwähnt. In Zahlen: Der Raspberry Pi (3B und auch der 4B) arbeitet bei mir i. d. R. mit einer Leistungsaufnahme von ca. 3 Watt (häufig noch geringer). Dies ist so wenig, dass man das Gerät getrost permanent aktiv lassen kann bzw. nie ausschalten muss. Auf das Jahr umgerechnet verursacht dies dann Kosten von lediglich ca. 8 Euro hierzulande (bei einem kWh-Preis von ca. 30 Cent). Mit einem Stromkosten-Rechner kann man so etwas schnell ausrechnen.
Kurzum
Dieser Winzling wird sicherlich weiterhin 24h am Tag bei mir aktiv sein. Zu sehr daran gewöhnt habe ich mich schon, dass ich einfach via simpler IR-Fernbedienung meine Steckdosen schalten kann und meine Beleuchtung in der Wohnung. Da ich regelmäßig (Web-) Radio höre, ist mir ein unkompliziertes Aktivieren auch hier wichtig und ich möchte Musik weiterhin über meine alte Stereoanlage hören und nicht über irgendwelche Bluetooth-Boxen bzw. über das Handy. Zudem lege ich viel Wert auf Datenschutz bzw. entsprechende Kontrolle und schätze das Pi-hole in meinem Heim-Netzwerk.