Raspberry Pi: Stabiler 24/7 Dauerbetrieb

10 Dez
10. Dezember 2013

Diejenigen von euch, die ihren Raspberry Pi produktiv nutzen, sprich z.B. Seafile, Owncloud oder einen Downloadserver wie pyLoad darauf laufen haben, möchten den kleinen Computer natürlich nicht nur hochfahren, wenn sie ihn gerade aktiv nutzen, sondern er soll rund um die Uhr laufen. Damit die installierten Anwendungen flüssiger laufen, übertakten nicht wenige ihren Raspberry Pi, wodurch die Wärmeentwicklung steigt. Folglich sollte man sich ein paar Gedanken darüber machen, wie man einen stabilen 24/7 Dauerbetrieb des Raspberry Pis hinbekommt.

Dabei kann man sowohl aufseiten der Software als auch der Hardware ein paar Dinge beachten, die einen stabilen Betrieb begünstigen sollten. In diesem Artikel werde ich zunächst darauf eingehen, wie man mit Software dazu beitragen kann und anschließend ein paar Stücke Hardware vorstellen, die einen stabileren Betrieb unterstützen. Ein Teil der vorgestellten Hardware wurde freundlicherweise von Rasppishop.de zum Test zur Verfügung gestellt.

Passendes Betriebssystem verwendenWenn du weißt, wozu du den Raspberry Pi dauerhaft laufen lassen möchtest, geht es an die Umsetzung. Dabei ist die Wahl des richtigen Betriebssystems alles andere als unwichtig, denn es ist die Softwarebasis, auf die man später aufbaut. Möchte man den Raspberry Pi als Mediencenter verwenden, so sollte man auf z.B. Raspbmc oder OpenELEC zurückgreifen. Möchte man jedoch eher Anwendungen wie Owncloud ohne grafische Oberfläche im klassischen Sinne laufen lassen, so empfiehlt sich Raspbian (Debian) oder Arch Linux. Dabei sollte man die einzelnen Distributionen vergleichen und das für die eigenen Bedürfnisse passenste finden.

Übertakten, aber richtig

Ich behaupte mal, dass die meisten, die ihren Raspberry Pi dauerhaft nutzen, diesen übertaktet haben. Schlicht und einfach, weil man damit schon einen deutlichen Leistungszuwachs erwirken kann. Jedoch sollte man immer daran denken, dass das Gerät ursprünglich für niedrigere Taktfrequenzen konzipiert wurde und desto mehr Leistung man aus dem Raspberry Pi presst, o.a. desto mehr Abwärme produziert dieser. Ganz davon abgesehen, dass ab einem gewissen Punkt der CPU auch manchmal Aussetzer produziert.

Aufgrund des oben genannten bin ich prinzipiell ein Freund des Übertaktens auf dem Raspberry Pi – jedoch mit Maß und Ziel. Gute Erfahrungen machte ich, wie im Artikel Overclocking/Übertakten ohne Garantieverlust beschrieben, mit der Einstellung High unter Raspbian. Dabei übertaktet man auf 950MHz ARM, 250MHz core, 450MHz SDRAM und 6 overvolt. Dies bringt eine deutliche Leistungssteigerung, wobei der Raspberry Pi noch stabil läuft.

Never change a running system

Dieser Spruch ist unter den Jungs und Mädels in der IT Branche doch recht verbreitet. Es bedeutet so viel wie, dass man an einem System, dass einmal stabil läuft, möglichst nie mehr etwas verändert. Dies bringt natürlich Sicherheit, da es ja stabil läuft. Gleichzeitig wird man jedoch auch eingeschränkt, wenn man etwas Neues ausprobieren möchte.

Da wir in diesem Artikel ein stabiles System haben möchten, macht es durchaus Sinn, nicht mehr viel rumzuspielen, wenn es denn einmal läuft. Möchte man jedoch trotzdem etwas Neues ausprobieren, so empfiehlt es sich, wie ebenfalls in meinem Blog bereits beschrieben, eine Sicherungskopie des aktuell laufenden Images anzulegen, was auch schnell getan ist. So kann man seine Idee ausprobieren ohne Gefahr zu laufen, nach einem gescheiterten Versuch erst einmal alles neu einrichten zu müssen und viel Zeit zu investieren um wieder einen stabilen Betrieb hinzubekommen.

Daten mit Monitoring sammeln

Eine weitere Möglichkeit ist, mit Monitoring Software Daten über den Raspberry Pi zu sammeln. Diese können beim Identifizieren von Problemen im Nachhinein nützlich sein. Jedoch kann man diese gesammelten Daten auch nutzen, um bei Anomalien automatisch zeitnah Alarm schlagen und z.B. eine E-Mail versenden zu lassen, die auf eine Überhitzung hinweist.

Da es hierfür einige Möglichkeiten gibt, schrieb ich dazu einen eigenen Artikel unter dem Titel Überwachen mit Monitoring.

Minimale Ausstattung

Zuletzt möchte ich noch auf eine Möglichkeit hinweisen, die ich gerne verwende. Ich würde es als minimale Ausstattung des Raspberry Pis beschreiben. Auf meinen Servern – und genauso würde ich es auch auf einem konstant laufenden Raspberry Pi machen – versuche ich, möglichst wenig Software zu installieren. Sprich nur die Software installieren, die auch wirklich benötigt wird. Dadurch läuft man nicht Gefahr, irgendwelche Anwendungen im Hintergrund laufen zu haben, die Ressourcen verwenden, die vielleicht an anderer Stelle benötigt werden. Zugleich hat man mit einem schlanken System auch immer mehr Übersicht als auf einem Überlaufenden.

Das soll es mit den Tipps für einen stabileren Dauerbetrieb des Raspberry Pis im Bezug auf die Software gewesen sein. Widmen wir uns nun einmal den Möglichkeiten, die wir mit ein paar Teilen Hardware haben.

Passendes Netzteil

Der Raspberry Pi benötigt bekanntlicherweise nur wenig Strom und zwar mit 5V Spannung. Wie die meisten von euch bestimmt wissen werden, errechnet sich die Leistungsaufnahme (W) aus Spannung (V) * Stromstärke (A). Da der Raspberry Pi laut Hersteller eine Leistungsaufnahme von 3,5 W hat, sollte ein Netzteil mit 700 mA reichen. Wenn man übertaktet kann ich aus eigener Erfahrung jedoch eines, dass 1500mA schafft, empfehlen, da dieses dann meist auch weniger warm wird. Rasppishop.de bietet ein solches Netzteil für rund 7€ an (nicht mehr erhältlich). Auf Amazon findet man ein solches Netzteil für einen Euro mehr.

Kühlkörper

Da der Raspberry Pi ja andauernd laufen soll, produziert dieser auch andauernd Abwärme. Je nach Auslastung kann diese recht hoch ausfallen. Um am Prozessor, USB-Treiber-Chip und Spannungsregler die Abwärme besser abzuleiten, gibt es Kühlkörper aus Aluminium. Diese setzt man über die entsprechenden Chips, um die Fläche an der die Wärme entweichen kann zu vergrößern.

Rasppishop.de hat das Kühlkörper-Set von ModMyPi (Amazon) für rund 6€ im Angebot. Ich habe nicht selbst gemessen, wie stark man die Wärmeentwicklung dadurch reduzieren kann, jedoch sind Laut einiger Foren je nach Belastung 10-15°C möglich.

Offenes Gehäuse

Auch möchte ich noch das Thema Gehäuse angesprochen haben. Damit der Raspberry Pi hübsch verpackt ist, nicht beschädigt wird oder einfach nicht verstaubt gibt es inzwischen zahlreiche Gehäuse für diesen. Viele sind dabei relativ geschlossen, sodass nur noch die Anschlüsse von außen zugänglich sind. Der Nachteil solcher Gehäuse ist jedoch, dass die Wärme nicht so gut entweichen kann. Wenn der Raspberry Pi jedoch übertaktet ist und dieser über lange Strecken gut ausgelastet ist, kann ein offenes Gehäuse für den Transport der Abwärme sinnvoll sein. Damit ist der Raspberry Pi zwar nicht mehr ganz so gut geschützt wie mit einem geschlossenen Gehäuse, bietet jedoch den angesprochenen Vorteil.

Ein solches Gehäuse bietet Rasppishop.de momentan jedoch nur als stapelbares Multi-Pi Gehäuse an. Da ich momentan nur einen Raspberry Pi habe, baute ich nur einen Teil des Gehäuses auf, sodass nur der Platz für einen Raspberry Pi von dem Gehäuse umschlossen wird. Funktionierte auch in dieser Form einwandfrei und kann man ordentlich mit einer Ebene weniger zusammenbauen.

USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung)
Zu guter Letzt möchte ich noch die USV ansprechen. Eher bekannt aus dem Server Business bzw. Bereichen, in denen der Strom nicht sofort wegbrechen darf. Im Falle des Raspberry Pis wird eine Batterie zwischen Netzteil und Raspberry Pi gehängt, sodass die Batterie den Raspberry Pi am laufen hält, wenn der Strom ausfällt. Über ein Script kann man die darauffolgende Vorgehensweise bestimmen. Bspw. könnte man den Raspberry Pi, wenn der Strom nach 60 Sekunden nicht wieder aus der Steckdose kommt, herunterfahren lassen. Aber auch eine Verwendung des Stroms aus der Batterie, bis diese leer ist wäre denkbar.

Was der Spaß kostet? Mit rund 24€ ist man dabei. Nach längeren Lieferproblem seitens des Herstellers bietet Raspishop.de die USV (Amazon) nun an. Bei einem kurzen Test erfüllte das Produkt seinen Zweck, wobei es beim Aufbau etwas umständlich war, da auf eine nicht vorhandene Anleitung auf der Platine verwiesen wurde und sich das anschließen des Plus und Minus Pols als Herausforderung darstellte. Ob dieses Produkt für den Raspberry Pi sinnvoll ist – ich denke eher weniger.

Mit den in dem Artikel aufgezeigten Möglichkeiten, sowohl durch Soft- als auch Hardware, zur Verbesserung der Stabilität sollte einem 24/7 Dauerbetrieb des Raspberry Pis nun nichts mehr im Wege stehen.

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24 Antworten
  1. guido blümchen says:

    An dieser Stelle ein dickes „Danke“ an dich und weiter so!

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  2. Otto says:

    Danke für den Artikel! LG Otto

    Antworten
  3. Frank Salentin says:

    Interessanter Artikel. Habe aber schon öfter gelesen, dass die SD-Karten im 24/7 Betrieb schnell Probleme machen können. Kannst Du hier auch entsprechende Empfehlungen geben?

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    • Jan Karres says:

      Habe ich hier und da auch schon gelesen. Selbst habe ich das Cubieboard2 im 24/7 Dauerbetrieb und die darin enthaltene microSD-Karte hat noch keineswegs Probleme gemacht – seit August. Auch sonst hatte ich bislang nur ein mal ein Versagen einer SD-Karte, was aber altersbedingt war. Ich kann an dieser stelle lediglich empfehlen vielleicht nicht das günstigste Model mit nur mittelmäßigen Bewertungen zu nehmen, sondern fünf Euro drauf zu legen für eine rundum positiv bewertete SD-Karte.

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  4. Rasppishop says:

    Für den 24/7 Dauerbetrieb würde ich SD Karten empfehlen, wo der Chiphersteller gleich der Hersteller der SD Karte ist. Sehr gute erfahrungen habe ich mit der Samsung SD Karte gemacht. Die läuft in einem Raspberry Pi 24/7 seit Juni 2013. Bisher gab es keinen einzigen Ausfall. Das Samsung in der Sache Chips einen guten Job macht wissen wir ja auch vom UK Model des Raspberry Pi denn nicht um sonst ist dieser Heißbegehrt. Ich werde auch im Shop gefragt ob es sich wirklich um das UK Model handelt und ich garantiere euch ja es ist das UK Model.

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    • Jan Karres says:

      „empfehlen, wo der Chiphersteller gleich der Hersteller der SD Karte“ – und welchen Vorteil soll dies bringen (Stichwort Standardisierung)?

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      • Rasppishop says:

        Bei den Hersteller weist du wenigsten was für ein Chip auch in der Karte steckt. Ich kann aus Erfahrung sprechen das einige Hersteller den Chip (Hynix,Rapid,….usw) in einer Produktionslinie wechseln und die exakte neue Karte auf einmal nicht mehr funktioniert. Auf der Karte selber gibt es keinen Hinweis bzw. Vermerk das der chip auf einmal ein ganz anderer ist.

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        • Jan Karres says:

          Das kann dir jedoch auch bei Herstellern passieren die ihre Chips selbst produzieren, wenn diese ihre Produktion umstellen. Ich persönlich habe gute Erfahrungen mit SandDisk Karten gemacht. Kann aber auch nur Zufall sein.

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  5. Stefan says:

    Hallo
    Ob eine USV für obiges Sinn macht kann ich nicht sagen, aber interessant wird das Ganze wenn auf dem Raspi z.B. openHAB (Hausautomation) laufen soll, was bei mir der Fall sein wird !

    Gruß

    Stefan

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  6. Rebekka says:

    wegen dem Punkt zur minimalen Softwareausstattung:
    Ich hatte testweise Seafile installiert, Owncloud passt mir aber besser. Wie bekomme ich es hin, das ich nun Seafile deinstalliere?

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    • Jan Karres says:

      Das ist von Programm zu Programm verschieden. Letztlich musst du herausfinden (gibt ja Dokumentationen der Projekte) wo die installierte Software überall Daten abgelegt hat und diese händisch löschen (wenn die Software, wie in diesem Fall, nicht über einen Paketmanager installiert wurde).

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  7. Tony says:

    Danke für deinen Beitrag! Man könnte zusätzlich noch die Anzahl der Schreibzugriffe auf die SD-Karte reduzieren, indem man häufig benutzte Dateien in den Arbeitsspeicher auslagert: Neben der Software, sollte man auch die Hardware für einen stabilen Dauerbetrieb anpassen. Ich denke da zuerst an Kühlkörper und ein passendes Gehäuse: http://www.einplatinencomputer.com/raspberry-pi-stabiler-247-dauerbetrieb/

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  8. Hansi says:

    Servus! Tolle Seiten hast du hier aufgebaut!
    Zum obigen Thema hätte ich folgende Frage:

    Ich möchte mir gerne den Raspi für Owncloud einsetzten. Dabei ist mir die Möglichkeit der Kontaktesynchronisation als Ersatz für Google (Android) mit am wichtigsten.
    Nun lasse ich meine FritzBox nicht durchgängig am Netz und schalte diese in der Nacht via Schaltuhr einfach stromlos. Selbiges würde ich auch gerne mit dem Raspi machen.
    a) ist das Problemlos möglich?
    b) kann man den Raspi evtl. per Software so programmieren, dass er vor dem Stromlos schalten komplett herunter fährt. Wenn ja, wie?

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    • Jan Karres says:

      Logo geht das. Als Cronjob (gibt Generatoren, falls du den Syntax nicht kennst) zum gewünschten Zeitpunkt folgendes ausführen:

      shutdown -h 0

      Antworten
  9. Thor says:

    MoinMoin,
    schöner Artikel!!
    Ich betreibe einen Rasi Modell B mit selbst gewählten Kühlkörpern, da mir die Zubehör Kühlung zu gering war (jetzt mit 1Ghz Vollast unter 51 Grad). Der Rasi rennt nun schon seit einem 3/4 Jahr durchgehend ohne Störung als Web und Mumble Server für unseren Shooter-Clan. Kann ich nur empfehlen den Kleinen!! 🙂 Speicheraufteilung: System : 480 MiB /Video : 32 MiB. Eine USV habe ich mir verwirklicht aus ganz einfachen Mittelchen. 9V Block— 78S05 —- 2x ELKO 220 µF/ 100µF— 2x C 0,1µF— 1 Diode 1N4007 das war es schon und geht super.
    LG dark

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  10. Dan says:

    Ich benutze mein Raspberry Pi 24/7, und für mich ist es wichtig, den Betriebszustand immer halten. Letzte Woche in meiner Gegend gab es einen großen Sturm und ich musste schalten Sie alle Geräte. Und ich konnte nicht für 2 Stunden zu arbeiten. Es war schrecklich. Mein Freund riet mir, USV kaufen. Und er sagte, dass es alle meine Probleme zu lösen. Er erzählte mir von APC. Ich fand eine Webseite http://pc24.de/apc~~dobj aber es ist so teuer.

    Antworten
  11. Tilo says:

    Hallo Jan,

    zunächst einmal ein herzliches Dankeschön für Deine ausführlichen und sehr hilfreichen Beschreibungen! Habe mir soeben meinen owncloud-Server dank Deiner Hilfe eingerichtet!
    Zum Thema USV werde ich demnächst mal Folgendes erwerben und zwischen schalten: http://www.amazon.de/gp/product/B00BR1QHUS/ref=s9_simh_gw_p23_d0_i1?pf_rd_m=A3JWKAKR8XB7XF&pf_rd_s=desktop-1&pf_rd_r=19Z10GM4QBRKPFSQ63GT&pf_rd_t=36701&pf_rd_p=585296347&pf_rd_i=desktop

    Der Clou ist, dass sich der Akku laden lässt und dabei trotzdem genug Strom durchschleift um ein danach angeschlossenes Smartphone zu laden; das sollte auch für meinen Raspi (1 B) reichen.Mit einem ähnlich dimensionierten Akkupack konnte ich den Raspi unter Last (Videostreaming per openELEC) ganze 3h 20min betreiben.
    Ist also keine komplette USV im eigenen Sinn, da ja auch Überwachung und Monitoring fehlen aber sollte für die selfmade-owncloud ausreichen; zumal ja der Strom Gott sei Dank nicht wirklich oft ausfällt 😉

    Gruß,
    Tilo

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  12. Johannes I. (@Itzolino) says:

    Mein Rasp. mit Raspbian läuft bis max. 950 Mhz und hat dabei immer ca. 47°C. Ist das ok als Dauerbetrieb?
    Mein zweiter mit Raspbmc hat durchgehend 57°C.

    Beide immer an und ohne Kühlkörper. Ich sehe das irgendwie nicht ein dafür Geld auszugeben, wenn es nicht notwendig ist,.

    Antworten
    • psittacus says:

      Naja eine lang anhaltende hohe Temperatur ist einfach nicht das Beste, was du deiner Hardware schenken kannst. Es ist kein muss, eher ein Geschenk, dass du deinem raspi machen kannst, damit er (evtl) länger „ebt“

      Antworten
  13. Ate Eris says:

    Man kann de RPI auch über zwei Spannungsquellen betreiben.
    Wurde hier sehr schön beschrieben:
    http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-info-stromversorgung-raspberry-pi?pid=274986#pid274986

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