Heute möchte ich noch einmal ein Thema aus der Mottenkiste holen, welches ja eigentlich schon abgehakt sein sollte. Es geht um das Upgrade von Raspbian 10 auf das Raspberry Pi OS 11.
Anlass des Ganzen ist unsere Community-Cloud mit über 25 Nutzern. Diese Cloud wurde vor über fünfeinhalb Jahren zum Zwecke des Datenteilens ins Leben gerufen. Durch einen bedingten öfteren Standortwechsel verblieb das System auf einem Softwarestand von vor über zwei Jahren. Jetzt im neuen Zuhause stand dadurch ein gründlicher Tapetenwechsel an. D.h., dass im ersten Schritt das Betriebssystem auf Raspberry Pi OS 11 Bullsleye angehoben werden musste, bevor die Nextcloud von Version 22 auf 27 aktualisiert wurde. Weiterhin musste parallel PHP 7.3 auf Version 8.1 gezogen werden, um wieder in sicheres Fahrwasser zu gelangen. Bei der Hardware handelt es sich um einen Raspberry Pi 3 Model B. Auch dieses Gerät soll im laufe des Jahres noch ein Refresh erhalten.
Nun zum Upgrade auf das erwähnte Raspberry Pi OS 11.
Installation
Hilfreich bei der Installation war die Anleitung von linuxnews.de, die ich abschließend noch um zwei Punkte ergänzen musste. Hierbei konnte ich mich noch an mein erstes Upgrade dieser Art erinnern, dass es zu Unverträglichkeiten mit dem Desktop kam. Dieses Problem wird ganz am Ende des Artikels behandelt.
Zuerst wurde ein vollständiges Upgrade auf die aktuellste Version Raspbian 10 durchgeführt.
Danach wurden unnötige Pakete und verbliebene heruntergeladene Pakete entfernt.
sudo apt autoremove
sudo apt clean
Nun mussten noch die Kernelbased Mode-Setting (KMS) in der /boot/config.txt angepasst werden. Hierzu wurden folgende zwei Befehle ausgeführt:
sudo sed -i 's/dtoverlay=vc4-fkms-v3d/#dtoverlay=vc4-fkms-v3d/g' /boot/config.txt
sudo sed -i 's/\[all\]/\[all\]\ndtoverlay=vc4-kms-v3d/' /boot/config.txt
Desktop aufräumen
Nach dem Reboot mit angeschlossenem Monitor fiel auf, dass sich das Programm Parcellite in der Menüleiste verewigt hatte. Parcellite war vor dem Systemupgrade auf Raspberry Pi OS 11 Bullseye nicht an Bord. Aus diesem Grund konnte es auch ohne Bedenken gelöscht werden.
sudo apt remove parcellite
Weiterhin fiel auf, dass die ganze Menüleiste des Desktops etwas vermurkst aussah. Diese wurde auf die Grundeinstellungen mit
cd ~/
sudo rm -rf .cache
zurückgesetzt.
Nach einem erneuten Reboot läuft Raspberry Pi OS 11 wie gewünscht.
sudo reboot
Nextcloud 27 – Raspberry Pi Modell B Rev 1.2Nextcloud 27 – PHP 8.1
Fazit
Um unsere Community-Cloud wieder sicher zu machen, war ein wenig Wochenendarbeit nötig. Die so investierte Zeit hat sich aber durchaus gelohnt. Im nächsten Schritt erfolgt dann der Tausch des Raspberry Pi und ein Wechsel der Daten-SSD gegen ein größeres Modell.
Ein MQTT-Broker ist die Schnittstelle zwischen vielen IoT-Sensoren und Geräten, die Sensordaten auswerten oder Aktoren steuern. Das MQTT-Protokoll ist offen und sehr weit verbreitet. Es findet in der Industrie Anwendungen, ist aber auch in Smart Homes ist MQTT weit verbreitet. MQTT ist ein sehr schlankes und schnelles Protokoll. Es wird in Anwendungen mit niedriger Bandbreite gerne angewendet.
MQTT funktioniert, grob gesagt, folgendermaßen: IoT-Geräte können Nachrichten versenden, die von anderen IoT-Geräten empfangen werden. Die Vermittlungsstelle ist ein sogenannter MQTT-Broker. Dieser empfängt die Nachrichten von den Clients. Gleichzeitig können diese Nachrichten von anderen Clients abonniert werden. Die Nachrichten werden in sog. Topics eingestuft, die hierarchisch angeordnet sind, z.B. Wohnzimmer/Klima/Luftfeuchtigkeit.
Home Assistant, oder ein anderer Client, kann diesen Topic abonnieren und den Nachrichteninhalt („Payload„) auswerten (z.B. 65%).
Home Assistant OS vs. Home Assistant Container
In Home Assistant OS und Supervisor gibt es ein Addon, das einen MQTT-Broker installiert. Das ist sehr einfach, komfortabel und funktioniert wohl recht zurverlässig. In den Installationsarten Home Assistant Container und Core gibt es diese Möglichkeit nicht. Hier muss man manuell einen MQTT-Broker aufsetzen.
In diesem Artikel beschäftige ich mich damit, wie man den MQTT-Brocker Mosquitto über Docker installiert. Anschließend zeige ich, wie man die Konfigurationsdatei gestaltet und eine Verbindung zu Home Assistant herstellt. Das Ergebnis ist dann ungefähr so, als hätte man das Addon installiert. Los gehts!
Schritt für Schritt: MQTT-Broker Mosquitto mit Docker installieren
Als MQTT-Broker verwende ich die weit verbreitete Software Mosquitto von Eclipse. Dieser wird auch von Home Assistant bevorzugt und ist derjenige Broker, den das Addon installieren würde. Für diese Anleitung wird vorausgesetzt, dass Docker bereits installiert ist und eine SSH-Verbindung zum Server hergestellt werden kann.
Schritt 1: Zunächst erstellen wir ein paar Ordner, die wir später benötigen. Mosquitto wird später so konfiguriert, dass in diese Ordner alle wichtigen Dateien abgelegt werden. Dadurch kann man auf dem Filesystem des Servers Mosquitto konfigurieren und beobachten.
-p 1883:1883 Der genannte Port ist die Standardeinstellung für MQTT. Alles was auf diesen Port am Server ankommt, wird in den Mosquitto-Container geleitet.
-p 9001:9001 Über diesen Port laufen die Websocket-Anwendungen. Falls das nicht benötigt wird, kann man das weg lassen
name mosquitto Über diesen kurzen Namen können wir den Docker-Container steuern
-v <filesystem-Pfad>:<Container-Pfad> Die in Schritt 1 erstellten Ordner werden in den Container eingebunden
Wer lieber Docker Compose verwendet, trägt diesen Eintrag in seine *.yaml ein:
Schritt 5: Checken, ob der Container ordnungsgemäß läuft. In der folgenden Liste sollte eine Zeile mit dem Mosquitto-Docker auftauchen. Dieser sollte außerdem „up“ sein. Falls nicht, nochmal versuchen den Container zu starten und kontrollieren, ob er läuft.
$ docker container ls -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
xxxxxxxxx eclipse-mosquitto "/init" 3 minutes ago Up 2 minutes [...] mosquitto
Schritt 6: Sehr gut, der Container läuft. Es wird dringend empfohlen, den MQTT-Broker so abzusichern, dass nur angemeldete User darauf zugreifen können. Das ist ja schon in Schritt 2 in die Konfigurationsdatei geschrieben worden. Mit dem folgenden Befehl melden wir uns in der Shell innerhalb des Containers an und erstellen einen Benutzer. In diesem Beispiel mosquitto. Im Anschluss an diesen Befehl wird man zweimal gebeten, das Passwort für den User festzulegen. Ist das geschafft, läuft der MQTT-Broker auf dem Server. Herzlichen Glückwunsch!
$ docker exec -it mosquitto sh // öffnet die Shell innerhalb des Dockers mosquitto_passwd -c /mosquitto/config/mosquitto.passwd mosquitto
Optional Schritt 7: Den MQTT-Broker bindet man in Home Assistant ein, indem man auf Einstellungen → Geräte und Dienste → + Integration hinzufügen klickt. Im Suchfenster nach „MQTT“ suchen und die Zugangsdaten eingeben. Die Server-Adresse findet man übrigens am schnellsten über ifconfig heraus.
Mozilla hat Firefox Klar 122 (internationaler Name: Firefox Focus 122) für Apple iOS veröffentlicht. Die neue Version steht im Apple App Store zum Download bereit.
Bei Firefox Klar 122 für Apple iOS handelt es sich um ein Wartungs-Update, welches ausschließlich Verbesserungen unter der Haube bringt.
Mozilla hat Firefox 122 für Apple iOS veröffentlicht. Dieser Artikel beschreibt die Neuerungen von Firefox 122.
Die Neuerungen von Firefox 122 für iOS
Mozilla hat Firefox 122 für das iPhone, iPad sowie iPod touch veröffentlicht. Die neue Version steht im Apple App Store zum Download bereit. Firefox 122 für Apple iOS ergänzt für die Bereiche „Zurückspringen“ und „Kürzlich gespeichert“ auf dem Startbildschirm ein Kontextmenü, welches bei langem Druck erscheint. Dazu kommen wie immer diverse Fehlerbehebungen sowie Verbesserungen unter der Haube.
2024 prägen fünf Trends die Digitalisierung: Ganzheitliche Service-Management-Lösungen gewinnen an Bedeutung, Cloud-Akzeptanz steigt langsam, serviceorientierte Unternehmen setzen auf maßgeschneiderte Lösungen, KI im ITSM-Bereich erfordert Vorarbeit und menschliche Überprüfung, Open Source fördert digitale Souveränität, während Flexibilität in der sich wandelnden Digitalisierungslandschaft entscheidend bleibt.
Bei (streams) handelt es sich um eine relativ unbekannte Fediverse-Software, die inzwischen aber sehr stabil läuft und in der Tradition von Friendica und Hubzilla steht.
Ein neuer adminForge Service kann ab sofort genutzt werden. Mit der kostenlosen Open Source Lösung unbox.at schützt du deinen Posteingang mit E-Mail-Aliasnamen. Antworte anonym auf weitergeleitete E-Mails. Der Absender erhält die E-Mail so, als...
Noch rund 40 Tage verbleiben bis zum geplanten Release von Plasma 6. Die Planung und Ausführung erscheinen fast generalstabsmäßig und lassen einen nahtlosen Übergang erwarten.
Passwörter gelten als unsicher, weshalb Firmen wie Google, Microsoft und Apple das Konzept der Passkeys in den Markt drücken möchten. Ist das der richtige Weg, oder ist es nur Marketing?
Red Hat Developer Hub beschleunigt den Übergang von der Entwicklung zur Produktion durch höhere Produktivität und verbesserte Zusammenarbeit und reduziert die kognitive Überlastung der Entwicklungsteams
Genau genommen hat die Kamera-Nutzung nicht unmittelbar etwas mit GPIOs zu tun. Allerdings ist für die Kommunikation mit der Kamera ebenfalls der neu im Pi 5 integrierte RP1-Chip verantwortlich. Der Chip ist der Grund, weswegen alte Kamera-Tools auf dem Raspberry Pi 5 nicht mehr funktionieren. Bevor Sie zu schimpfen beginnen: Der RP1 hat viele Vorteile. Unter anderem können Sie nun zwei Kameras gleichzeitig anschließen und nutzen und höhere Datenmengen übertragen (wichtig für Videos).
Beachten Sie, dass Sie beim Raspberry Pi 5 zum Kamera-Anschluss ein neues, schmaleres Kabel benötigen!
Kamera-Modul 3 mit einem neuen Anschlusskabel mit schmaler Kontaktleiste
Veraltet: raspistill, raspivid, picamera2
Im Terminal bzw. in Bash-Scripts funktionieren raspistill, raspivid usw. nicht mehr. Sie müssen stattdessen rpicam-still, rpicam-vid etc. einsetzen.
In Python-Scripts müssen Sie Abschied vom picamera-Modul nehmen. Stattdessen gibt es das vollkommen neue Modul Picamera2. Es bietet (viel) mehr Funktionen, ist aber in der Programmierung komplett inkompatibel. Vorhandene Scripts können nicht portiert werden, sondern müssen neu entwickelt werden.
Sowohl die rpicam-xxx-Kommandos als auch das Picamera2-Modul greifen auf die ebenfalls neue Bibliothek libcamera2 zurück.
Im einfachsten Anwendungsfall erzeugen Sie ein Picamera2-Objekt, machen mit der Methode start_and_capture_file ein Foto und speichern dieses in eine Datei. Dabei kommt die volle Auflösung der Kamera zur Anwendung, beim Camera Module 3 immerhin fast 4600×2600 Pixel.
#!/usr/bin/env python3
# Beispieldatei camera.py
from picamera2 import Picamera2
cam = Picamera2()
# ein Foto machen und speichern
cam.start_and_capture_file("test.jpg")
Anstelle von start_and_capture_file gibt es zwei weitere Methoden, um ebenso unkompliziert Bilderfolgen bzw. Videos aufzunehmen:
# 10 Bilder im Abstand von 0,5 Sekunden aufnehmen
# mit Dateinamen in der Form series-0003.jpg
cam.start_and_capture_files("series-{:0>4d}.jpg",
num_files=10,
delay=0.5)
# Video über 10 Sekunden aufnehmen (640x480 @ 30 Hz, H.264/AVC1)
cam.start_and_record_video("test.mp4", duration=10)
rpicam-xxx-Kommandos
Zum Test der Kamera sowie zur Aufnahme von Bildern und Videos stehen die folgenden neuen Kommandos zur Auswahl:
rpicam-hello: zeigt für fünf Sekunden der Preview-Fenster mit dem Bild der Kamera an
rpicam-jpeg: nimmt ein Foto auf und speichert es als JPEG-Datei
rpicam-still: nimmt ein Foto auf und speichert es (mehr Optionen als rpicam-jpeg, Optionen etwas kompatibler zu raspistill)
rpicam-vid: nimmt ein Video auf und speichert es oder gibt den Video-Stream an externe Tools (livav/ffmpeg) weiter
rpicam-raw: speichert RAW-Videomaterial in einer Datei
Die Kommandos sind mit all ihren Optionen großartig dokumentiert. Es gibt zwar keine man-Seiten, aber dafür liefern die Kommandos mit der Option -h eine lange Liste aller Optionen (z.B. rpicam-still -h). Ich beschränke mich hier auf einige einfache Anwendungsbeispiele.
# fünf Sekunden lang ein Vorschaufenster anzeigen, dann
# ein Foto aufnehmen und speichern
rpicam-jpeg -o image.jpg
# ohne Vorschau, Aufnahme nach einer Sekunde (1000 ms)
rpicam-jpeg -n -t 1000 -o image.jpg
# wie oben, aber Debugging-Ausgaben nicht anzeigen
rpicam-jpeg -n -t 1000 -v 0 -o image.jpg
# Bildgröße 1280x800
rpicam-jpeg --width 1280 --height 800 -o image.jpg
# heller/dunkler (EV Exposure Compensation)
rpicam-jpeg --ev 0.5 -o brighter.jpg
rpicam-jpeg --ev -0.5 -o darker.jpg
# erstellt ein 10 Sekunden langes Video (10.000 ms)
# 640x480@30Hz, H264-Codec
rpicam-vid -t 10000 -o test.mp4
# wie vorher, aber höhere Auflösung
rpicam-vid --width 1024 --height 768 -t 10000 -o test.mp4
Falls Sie mehr als eine Kamera angeschlossen haben, können Sie diese mit rpicam-hello --list-cameras auflisten. Die bei einer Aufnahme gewünschte Kamera können Sie mit der Option rpicam-xxx --camera <n> festlegen.
picamera2-Modul für Python-Scripts
picamera2 ist ein relativ neues Python-Modul. Es ersetzt das früher gebräuchliche Modul picamera. Der Hauptvorteil von picamera2 besteht darin, dass das Modul zu aktuellen Raspberry-Pi-Modellen kompatibel ist. Beim Raspberry Pi 5 kommt picamera2 auch mit dem Fall zurecht, dass Sie zwei Kameras gleichzeitig an Ihren Minicomputer angeschlossen haben.
Eine umfassende Referenz aller Klassen und Methoden finden Sie in der exzellenten Dokumentation (nur im PDF-Format verfügbar), die allerdings weit mehr technische Details behandelt, als Sie jemals brauchen werden. Eine Menge Beispiel-Scripts finden Sie auf GitHub.
Mit create_still_configuration können Sie in diversen optionalen Parametern Einstellungen vornehmen. Das resultierende Konfigurationsobjekt übergeben Sie dann an die configure-Methode. Wichtig ist, dass Sie das Foto nicht mit start_and_capture_file aufnehmen, sondern dass Sie die Methoden start und capture_file getrennt ausführen. Die folgenden Zeilen zeigen, wie Sie ein Bild in einer Auflösung von 1024×768 Pixel aufnehmen. Die sleep-Aufforderung verbessert die Qualität des Bilds. Sie gibt der Kamera-Software etwas Zeit, um die Aufnahme zu fokussieren und richtig zu belichten.
#!/usr/bin/env python3
from picamera2 import Picamera2, Preview
import time
# ein Foto in reduzierter Auflösung aufnehmen
cam = Picamera2()
myconfig = cam.create_still_configuration(
main={"size": (1024, 768)} )
cam.configure(myconfig)
cam.start()
time.sleep(0.5)
cam.capture_file("1024x768.jpg")
Mit Transformationen können Sie das aufgenommene Bild vertikal und horizontal spiegeln. Falls Sie die Kamerakonfiguration während der Ausführung eines Scripts ändern möchten, müssen Sie die Kamera vorher stoppen und danach neu starten.
Bei der Aufnahme von Videos haben Sie die Wahl zwischen drei Encodern, die die aufgenommenen Bilder in Video-Dateien umzuwandeln:
H264Encoder (Hardware-Encoder für H.264, kommt per Default zum Einsatz, max. 1080p@30 Hz)
MJPEGEncoder (Hardware-Encoder für Motion JPEG = MJPEG)
JpegEncoder (Software-Encoder für MJPEG)
Hardware-Encoding steht nur auf dem Raspberry Pi 4 (H.264 und MJPEG) und dem Raspberry Pi 5 (nur H.264) zur Verfügung. Beim Raspberry Pi 5 läuft der MJPEGEncoder also per Software.
Das folgenden Script soll ein Video im Format 720p aufnehmen und gleichzeitig ein Vorschaubild anzeigen. Dabei soll der H.264-Codec eingesetzt werden.
Das Script zeigt zwar keine Fehlermeldungen an, allerdings lässt sich die Video-Datei nicht abspielen, weder mit VLC am Raspberry Pi noch mit anderen Video-Playern auf anderen Rechnern. Ich habe tagelang mit den Video-Funktionen von Picamera2 experimentiert, aber die resultierenden Videos waren meist schwarz oder enthielten nur ein Bild, das am Beginn der Aufnahme entstanden ist. Auch die auf der folgenden Seite gesammelten Beispiel-Scripts zum Video-Recording funktionierten bei meinen Tests entweder gar nicht oder nur mit Einschränkungen:
Fazit: Die Video-Funktionen von Picamera2 sind aktuell (Anfang 2024) ebenso ambitioniert wie unausgereift. Es ist zu hoffen, dass neue Versionen von libcamera und Picamera2 und eine bessere Dokumentation der Grundfunktionen in Zukunft Abhilfe schaffen. Was nützen coole Spezial-Features, wenn es schon bei den einfachsten Grundfunktionen Probleme gibt?
Kommt Generative AI 2024 in der Praxis an? Diese Frage hat der IT-Dienstleister adesso aktuell 400 Führungskräften der deutschen Wirtschaft gestellt. Das Ergebnis ist eindeutig: Unternehmen bereiten sich jetzt auf eine Welt vor, in der die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI) so alltäglich sein wird wie heute E-Mails, Instant Messaging oder Collaboration-Tools.
Die AGNITAS AG präsentiert die Veröffentlichung der neuesten Version ihrer Open-Source-Software "OpenEMM". Die Version 23.10 bringt eine Vielzahl neuer Funktionen für automatisierte Workflows, Analyse und Sicherheit sowie eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit mit sich.
Während sich Linus Torvalds in einer unfreiwilligen und stromlosen Winterpause, aufgrund der winterlichen Wetterbedingungen in Oregon befindet, tanzen die Mäuse auf der Linux Kernel Mailing List auf dem Tisch.
Das Jahr 2024 ist nun schon zwei Wochen alt. Dennoch möchte ich noch einen Blick zurückwerfen und mich erinnern, wie das Jahr 2023 für meinen Blog verlaufen ist.
In 2023 wurden auf My-IT-Brain insgesamt 45 Artikel veröffentlicht. Dies sind 16 mehr als in 2022 und 14 mehr als in 2021. Jeden Monat sind mindestens zwei Artikel veröffentlicht worden.
Die Themen waren dabei wieder bunt gemischt. Allein Artikel über die Red Hat Enterprise Linux (RHEL) System Roles zogen sich wie ein roter Faden durch den Blog. Welche Artikel haben denn euch am besten gefallen? Lasst es mich gerne in den Kommentaren wissen.
Ich hoffe, es war für jeden von euch etwas Interessantes mit dabei und ihr folgt diesem Blog auch in 2024. Ihr könnt mir auch gerne Anregungen in die Kommentare schreiben, welche Themen ihr hier gerne behandelt sehen wollt. Vielleicht greife ich ja einige davon auf.
Ayaneo erweitert das zuletzt durch die Bank weg kostspielige Portfolio an Gaming-Handhelds um ein günstigeres Modell, das ab 299 USD zu haben ist. Das Ayaneo Next Lite setzt zu diesem Zweck auf eine vier Jahre alte Ryzen-Plattform und verzichtet auf Windows, stattdessen kommt wie beim Steam Deck Linux zum Zuge.
Da sich mehr und mehr Teile der neuen Desktop-Umgebung zusammenfügen, ist mit einer Alpha-ISO im Verlauf dieses Jahres zu rechnen. Dafür gibt es eine Roadmap.
Groupware erhöht die Effizienz der Zusammenarbeit, aber erst Open Source entfesselt das ganze Potenzial der Tools: dann sind sie offen für Anpassungen, gewähren echte Datenhoheit und ermöglichen Innovation. Warum proprietäre Lösungen hingegen fast immer das Nachsehen haben, erklärt Groupware-Pionier grommunio.
Schleswig-Holstein startet den DigitalHub.SH, um die Verwaltung in der digitalen Transformation zu stärken. Der Hub fördert die Entwicklung von sicheren Open-Source-Lösungen durch Zusammenarbeit von Institutionen, gemeinnützigen Organisationen und Digitalprofis.
Wärmepumpen sind ökologisch umso sinnvoller, je größer der Anteil erneuerbarer Energie bei der Stromerzeugung ist. In unserem Wärmepumpenbuch gibt es eine Tabelle mit Zahlen von 2021/2022. In den letzten Tagen wurden aktualisierte Zahlen für das vergangene Jahr 2023 veröffentlicht — und die sind sehr erfreulich!
Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung
Anmerkung: Es gibt unterschiedliche Zahlen für den Anteil der erneuerbaren Energien (EE) am Strom, je nachdem, ob der Anteil relativ zur Erzeugung oder zur Nutzung des Stroms berechnet wird, ob Import/Export aus dem bzw. in das Ausland mit berücksichtigt wird und ob die betriebseigene Stromerzeugung durch eigene Kraftwerke in Bergbau, Industrie und Zugverkehr miteinberechnet wird oder nicht (dieser Strom zählt nicht zum offiziellen »Strommix«). Außerdem versorgen sich immer mehr Betriebe und Haushalte zumindest stundenweise selbst mit PV-Strom. Diese Strommengen können nicht genau erfasst werden, was eine korrekte Berechnung noch schwieriger macht. Dementsprechend variiert der EE-Anteil je nach Berechnungsmethode und Quelle ein wenig (ein bis zwei Prozent auf oder ab).
Für die Schweiz habe ich noch keine 2023er-Zahlen gefunden.
Ich habe mich entschlossen, die Kommentare in meinem Blog abzuschalten. Ursprung war wie immer der Frühjahrsputz in dem Blog. Hierzu habe ich eine Funktion genutzt, welche neben den Kommentaren auch die Trackbacks und Pings entfernt.Ein sehr großer Vorteil ist, dass ich die alten Kommentare hierdurch noch behalte. Früher übernahm das Plugin My Custom Functions von ... Weiterlesen
Zu den wichtigsten Neuerungen beim Raspberry Pi 5 zählt nicht nur der viel schnellere SoC (System-on-a-Chip), sondern auch ein eigener I/O-Controller, der als eigener Chip realisiert ist (RP1). Dieser I/O-Chip bringt mit sich, dass etablierte Mechanismen zur GPIO-Steuerung nicht mehr funktionieren. Besonders stark betroffen sind Kommandos, die im Terminal oder in Bash-Scripts aufgerufen werden.
Veraltet: WiringPi, »gpio«, »raspi-gpio« und »pigpiod/pigs«
Im Verlauf eines Jahrzehnts haben sich diverse Kommandos etabliert, die mittlerweile veraltet sind. Dazu zählt das Kommando gpio aus dem WiringPi-Projekt, das bereits 2019 eingestellt wurde. Ebenfalls verabschieden müssen Sie sich von dessen Nachfolger-Kommando raspi-gpio: Das Kommando ist nicht mit dem neuen I/O-Chip RP1 kompatibel. Glücklicherweise lässt sich das Kommando relativ einfach durch pinctrl ersetzen.
Deutlich ärgerlicher ist, dass auch der beliebte Dämon pigpiod und das dazugehörende Kommando pigs der Kompatibilität zu RP1 zum Opfer gefallen ist. Absurderweise kann der Dienst Anfang 2024 im Raspberry-Pi-Konfigurationsprogramm als GPIO-Fernzugriff scheinbar weiterhin aktiviert werden.
Der »GPIO-Fernzugriff« kann scheinbar weiterhin aktiviert werden. Er ist aber inkompatibel zum Pi 5!
journalctl -u pigpiod beweist aber, dass der Dienst nicht funktioniert:
journalctl -u pigpiod
systemd[1]: Starting pigpiod.service - Daemon required to control GPIO pins via pigpio...
systemd[1]: Started pigpiod.service - Daemon required to control GPIO pins via pigpio.
pigpiod[88161]: 2023-12-29 11:02:24 gpioHardwareRevision: unknown rev code (d04170)
pigpiod[88161]: 2023-12-29 11:02:24 initCheckPermitted:
pigpiod[88161]: +---------------------------------------------------------+
pigpiod[88161]: |Sorry, this system does not appear to be a raspberry pi. |
pigpiod[88161]: |aborting. |
pigpiod[88161]: +---------------------------------------------------------+
pigpiod[88161]: Can't initialise pigpio library
systemd[1]: pigpiod.service: Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE
systemd[1]: pigpiod.service: Failed with result 'exit-code'.
Welche Kommandos funktionieren dann noch? Sie haben die Wahl zwischen den gpioxxx-Kommandos aus dem Paket gpiod sowie pinctrl (siehe den folgenden Abschnitt). Das Paket gpiod ist standardmäßig installiert. Die darin enthaltenen Kommandos nutzen zur Kommunikation mit dem Kernel die Device-Dateien /dev/gpiochip<n> und die Bibliothek libgpiod2.
Der größte Nachteil der Kommandos gpioget, gpioset usw. besteht darin, dass Sie als ersten Parameter die GPIO-Chip-Nummer angeben müssen. Diese variiert je nach Raspberry-Pi-Modell. Bei den Modellen der Serie 1 bis 4 müssen Sie die Nummer 0 angeben, ab Modell 5 die Nummer 4.
# LED ein- und ausschalten, die über den GPIO 7 gesteuert wird
# (= Pin 26 des J8-Headers)
# gpioset auf dem Raspberry Pi 5
gpioset 4 7=1; sleep 3; gpioset 4 7=0
# gpioset auf dem Raspberry Pi 1 bis 4
gpioset 0 7=1; sleep 3; gpioset 0 7=0
Warum variiert die GPIO-Chip-Nummer? Weil beim Raspberry Pi 4 die Kernel-Schnittstelle /dev/gpiochip0 für die GPIO-Steuerung verantwortlich ist (das sind in den BCM 2711 integrierte Funktionen), beim Pi 5 aber der RP1 (ein externer Chip) mit der Kernel-Schnittstelle /dev/gpiochip4. Informationen darüber, welche GPIO-Schnittstellen es gibt und welche GPIO-Funktion wie »verdrahtet« ist, geben die Kommandos gpiodetect und gpioinfo. Die folgenden Ausgaben gelten für den Raspberry Pi 5:
gpiodetect
gpiochip0 [gpio-brcmstb@107d508500] (32 lines)
gpiochip1 [gpio-brcmstb@107d508520] ( 4 lines)
gpiochip2 [gpio-brcmstb@107d517c00] (17 lines)
gpiochip3 [gpio-brcmstb@107d517c20] ( 6 lines)
gpiochip4 [pinctrl-rp1] (54 lines)
gpioinfo
gpiochip0 - 32 lines:
line 0: "-" unused input active-high
line 1: "2712_BOOT_CS_N" "spi10 CS0" output active-low
line 2: "2712_BOOT_MISO" unused input active-high
...
gpiochip1 - 4 lines:
line 0: "WIFI_SDIO_D0" unused input active-high
line 1: "WIFI_SDIO_D1" unused input active-high
...
gpiochip2 - 17 lines:
line 0: "RP1_SDA" unused input active-high
line 1: "RP1_SCL" unused input active-high
line 2: "RP1_RUN" "RP1 RUN pin" output active-high
...
gpiochip3 - 6 lines:
line 0: "HDMI0_SCL" unused input active-high
line 1: "HDMI0_SDA" unused input active-high
...
gpiochip4 - 54 lines:
line 0: "ID_SD" unused input active-high
line 1: "ID_SC" unused input active-high
line 2: "PIN3" unused input active-high
line 3: "PIN5" unused input active-high
line 4: "PIN7" "onewire@0" output active-high
line 5: "PIN29" "onewire@0" output active-low
line 6: "PIN31" unused input active-high
line 7: "PIN26" unused input active-high
line 8: "PIN24" unused input active-high
line 9: "PIN21" unused input active-high
line 10: "PIN19" unused input active-high
...
line 28: "PCIE_RP1_WAKE" unused input active-high
line 29: "FAN_TACH" unused input active-high
line 30: "HOST_SDA" unused input active-high
line 31: "HOST_SCL" unused input active-high
line 32: "ETH_RST_N" "phy-reset" output active-low
...
Um Scripts zu programmieren, die universell funktionieren, können Sie die folgenden Zeilen in den Code einbauen:
# chip=4 für RPi5, chip=0 für ältere Modelle
if gpiodetect | grep -q "pinctrl-rp"; then
chip=4
else
chip=0
fi
In der einfachsten Form schalten Sie mit gpioset einen GPIO-Ausgang auf High oder Low. In den folgenden Beispielen bezieht sich der erste Parameter auf die gpiochip-Nummer. 7 gibt die GPIO-Nummer in BCM-Nomenklatur an, 1 oder 0 den gewünschten Zustand:
gpioset $chip 7=1 # GPIO 7 (Pin 26) auf High stellen
gpioset $chip 7=0 # GPIO 7 (Pin 26) auf Low stellen
Sie können auch mehrere Ausgänge auf einmal steuern (hier GPIO 7, 8 und 25):
gpioset $chip 7=0 8=1 25=0
Durch diverse Optionen können Sie weitere Funktionen steuern (siehe auch man gpioset):
--bias=as-is|disable|pull-down|pull-up aktiviert die internen Pull-up- oder Pull-down-Widerstände.
--mode=exit|wait|time|signal gibt an, wie lange das Kommando laufen soll. Standardmäßig gilt exit, das Kommando wird also sofort beendet. Mit wait wartet das Programm, bis der Benutzer [Return] drückt. Bei der Einstellung time können Sie mit --sec=<n> oder --usec=<n> die gewünschte Wartezeit einstellen. signal bedeutet, dass das Programm weiterläuft, bis es mit [Strg]+[C] beendet wird.
--background führt das Kommando als Hintergrunddienst weiter.
gpioget funktioniert analog zu gpioset: Sie übergeben im ersten Parameter die gpiochip-Nummer (in aller Regel 0), im zweiten Parameter die BCM-Nummer des GPIOs, dessen Input Sie auswerten wollen. Das Ergebnis des Kommandos lautet 0 oder 1, je nachdem, welchen Zustand der Eingang hat.
Auch mit pinctrl aus dem Paket raspi-utils können Sie GPIO-Funktionen steuern. Der Vorteil von pinctrl besteht darin, dass das Kommando zur Zeit mit allen Raspberry-Pi-Modellen kompatibel ist. Eine Fallunterscheidung, ob das Script auf einem alten oder neuen Modell mit RP1-Chip läuft, entfällt. Außerdem ist das Kommando syntaktisch weitestgehend zu raspi-gpio kompatibel.
Gegen den Einsatz des Kommandos spricht der Umstand, dass das Kommando laut pinctrl -h (der einzigen mir bekannten Dokumentation) nur für Debugging-Zwecke gedacht ist.
Die folgende Aufzählung fasst die wichtigsten Anwendungen des Kommandos zusammen:
pinctrl get [gpionr] ermittelt den aktuellen Status aller GPIOs bzw. des angegebenen GPIOs.
pinctrl funcs [gpionr] ermittelt, welche alternativen Funktionen der angegebene GPIO bzw. alle GPIOs erfüllen können.
pinctrl set gpionr options verändert den Status des angegeben GPIOs. Mögliche Optionen sind:
ip = Input
op = Output
dl = Zustand Low (Drive Low)
dh = Zustand High (Drive High)
pu = Pull-up-Widerstand aktiv
pd = Pull-down-Widerstand aktiv
pn = keine Pull-up/down-Funktion
a0 bis a7 = alternative Funktion n aktivieren
no = Deaktivieren (no function)
Soweit sich sinnvolle Kombinationen ergeben, dürfen mehrere der obigen Optionen auf einmal übergeben werden, jeweils getrennt durch Leerzeichen. Welche alternative Funktionen ein GPIO unterstützt und wie sie nummeriert sind, geht aus pinctrl funcs hervor.
Das folgende Kommando ermittelt, welche Funktionen der GPIO mit der BCM-Nummer 23 unterstützt. Auf dem Raspberry Pi ist dieser GPIO mit Pin 16 des J8-Headers verbunden. GPIO23 kann diverse Funktionen übernehmen:
Anmelden
