Durch Chipknappheit und gestörte Lieferketten ist der Raspberry Pi derzeit kaum zu bekommen oder unverschämt teuer. Unter Umständen kann es sinnvoller und günstiger zu sein, für dein Projekt einen echten Mini-PC wie den HP ProDesk 600* zu kaufen und dort ein Linux-Betriebssystem wie Ubuntu oder Debian zu installieren.
Leider hat der Raspberry Pi vom Hersteller nie einen An-/Ausschalter spendiert bekommen. Wenn man den Pi nur als Bastelplatine einsetzt, so wie er ursprünglich auch konzipiert wurde, dann mag das kein Problem sein.
Spätestens mit der Vorstellung des Raspberry Pi 4, mit 4GB RAM und echtem USB3 und Gigabit-Netzwerk, ist der Raspberry Pi zu einem vollwertigen Computer geworden.
Wenn man des Raspberry Pi im Alltag einsetzt, z.B. als Internetradio, als Mediacenter, NAS oder Spielekonsole, dann vermisst man einen An-/Ausschalter recht schnell. Einen Dektopcomputer auf Basis des Raspberry Pi kann man natürlich über das Betriebssystem herunter fahren. Zum erneuten Starten muss man aber den Stromstecker ziehen und neu einstecken. Auf Dauer keine elegante Lösung.
Wenn wer Rasperry Pi ohne Bildschirm und Tastatur irgendwo in der Ecke seine Arbeit verrichtet, müsste man sich erst remote auf dem Pi einloggen um diesen herunter zu fahren. Zum Booten muss man ebenfalls den Stromstecker ziehen und neu einstecken.
Gerade wenn man den Pi als Audio- oder Videoplayer einsetzt, ist es extrem praktisch wenn man diesen einfach mit einem Knopfdruck Aus- und wieder Einschalten kann.
In diesem Beitrag stelle ich drei Möglichkeiten vor, wie man den Raspberry Pi mit einem An-/Ausschalter versehen kann.
Drei Möglichkeiten einen An-/Ausschalter am Raspberry Pi nachzurüsten
Glücklicherweise gibt es mehrere Möglichkeiten den fehlenden An-Ausschalter am Raspberry Pi nachzurüsten. Alle haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, kosten unterschiedlich viel und verursachen unterschiedlich viel Bastelarbeit.
USB-Stromkabel mit integriertem An-/Ausschalter
Die einfachste Möglichkeit den Raspberry Pi Aus- und wieder einzuschalten ist, den Strom kurzzeitig zu unterbrechen. Normalerweise zieht man hierzu den Stecker. Auf Dauer eine unnötige Belastung für die kleine Buchse auf der Platine.
Besser ist es, man verwendet ein Stromkabel, das bereits einen Schalter eingebaut hat.
Wenn man den Raspberry Pi herunter gefahren hat, kann man den Pi mit einem Druck auf den Schalter vom Strom trennen. Damit verbraucht der Raspberry Pi in ausgeschaltetem Zustand auch keine Energie mehr.
Ein erneuter Druck auf den Schalter stellt die Stromversorgung wieder her und der Pi bootet.
Der Nachteil an dieser Lösung ist, dass man mit dem Schalter kein ordentliches Herunterfahren auslösen kann. Natürlich könnte man einfach hart den Strom abschalten. Damit läuft man aber Gefahr Daten zu verlieren, die das System noch nicht auf die SD-Karte geschrieben hat.
Beim Kauf des Stromkabels muss man darauf achten, dass man eines mit dem richtigen USB-Stecker kauft. Raspberry Pi 1-3 benötigen einen Micro-USB-Stecker zur Stromversorgung. Der Raspberry Pi 4 benötigt einen USB-C-Stecker.
Das USB-Stromkabel bietet also folgende Vor- und Nachteile.
Vorteile:
- Günstig in der Anschaffung (ca. 3-10€)
- Direkt Einsatzbereit. Kein Löten oder Basteln notwendig.
- Raspberry Pi wird komplett vom Strom getrennt.
Nachteile
- Es handelt sich nur um einen Stromschalter. Man muss den Raspberry Pi immer noch selbst herunter fahren.
- Lässt sich schlecht in Gehäuse integrieren
Mehr zu dieser Methode findest du im Beitrag [Kabel mit An-/Ausschalter für den Raspberry Pi].
Was du benötigst:
Nur ein USB Ladekabel mit Schalter für Raspberry Pi*
Raspberry Pi über die GPIO-Leiste mit einem Taster hoch- und runterfahren
Eine Möglichkeit die eher an das Verhalten eines An-Ausschalters in normalen Computern herankommt, lässt sich mit einem Taster und der GPIO-Leiste realisieren.
Hier ist allerdings etwas Bastelarbeit notwendig.
Du benötigst einen Taster, der mit zwei Pins auf der GPIO-Leiste verbunden wird. Eine zusätzliche Zeile in der Konfigurationsdatei des Raspberry Pi sorgt dafür, dass das Betriebssystem diese beiden Pins laufend überwacht.
Erkennt das System ein Signal, das über den Taster ausgelöst wird, wird das Betriebssystem herunter gefahren. Ein erneuter Druck startet das System wieder.
Dies funktioniert allerdings nur, wenn das System in der Zwischenzeit nicht vom Strom getrennt wurde. Wenn man den Stromstecker abzieht und wieder ansteckt, bootet der Raspberry Pi automatisch.
Auch wird das System mit dieser Methode nicht vom Strom getrennt, so dass der Raspberry Pi weiterhin (wenn auch nur wenig) Strom verbraucht.
Vorteile:
- Das Betriebssystem wird bei einem Druck auf den Taster ordentlich herunter gefahren.
- Raspberry Pi kann sowohl aus-, als auch angeschaltet werden.
- Verwendete Kabel und Taster können frei gewählt werden und lassen sich somit gut in Projekte integrieren.
- Preis hängt von den verwendeten Teilen ab (+/- 10€).
Nachteile:
- In der Regel einfache Bastel-/Lötarbeit nötig.
- Raspberry Pi wird nicht vom Strom getrennt, sondern nur herunter gefahren.
- Wenn der Raspberry Pi vom Strom getrennt wurde, bootet er automatisch wieder, nachdem die Stromverbindung wieder hergestellt wurde. Ohne dass zuerst der Taster betätigt wird.
Was du benötigst:
Für die einfachste Version benötigst du nur einen Reset-Taster für PC mit Kabel*. Hier ist keine weitere Bastelarbeit oder Löten notwendig.
Für die optisch ansprechendere Variante benötigst du einen Mini-Drucktaster* als Schalter, sowie ein Jumper-Kabel* um den Taster mit der GPIO-Leiste des Raspberry Pi zu verbinden. Hier ist etwas Lötarbeit nötig.
Die Bauanleitung inklusive Video findest du im Beitrag [Richtiger An-/Ausschalter für den Raspberry Pi. So geht’s].
OnOff-SHIM. Zusatzplatine mit An-/Ausschalter inklusive Stromunterbrechung für den Raspberry Pi
Die dritte Möglichkeit die ich getestet habe ist die Zusatzplatine OnOff-SHIM für den Raspberry Pi.
Der OnOff-Shim ist eine kleine Platine, auf der ein Schalter und eine USB-Buchse zur Stromversorgung des Raspberry Pi angebracht ist. Die Platine wird mit der GPIO-Leiste des PI verbunden.
Den OnOff-SHIM kann man direkt auf die GPIO-Leiste des Raspberry Pi löten. Die Platine ist so klein, dass die Pins der Leiste deutlich überstehen und daher auch noch für weitere Projekte genutzt werden können, die einfach auf den SHIM gesteckt werden.
Alternativ kann man eine kleine Steckerleiste auf die Platine des SHIM löten. Damit lässt sich dieser einfach auf die GPIO-Leiste des Raspberry Pi aufstecken. Dann lässt sich die Leiste allerdings nicht mehr für andere Projekte nutzen.
Mit dem OnOff-SHIM hat man eine Lösung, die tatsächlich eine An-/Ausschaltfunktion bietet, wie man sie von großen Computern kennt.
Ein Druck auf den Taster bootet den Raspberry Pi. Ein erneuter (längerer) Druck löst das Herunterfahren des Betriebssystems aus. Nachdem der Pi herunter gefahren ist, wird dieser von der Stromversorgung getrennt. Ein erneuter Druck auf den Taster stellt die Stromversorgung wieder her und bootet den Pi.
Außerdem bietet die Platine eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Taster. Damit kann der An-/Ausschalter auch in Gehäuse integriert werden. Letztendlich ist der OnOff-SHIM eine Kombination aus den beiden ersten Methoden.
Über den Taster kann der Pi gestartet und außerdem ordentlich herunter gefahren werden, wie in Methode zwei. Wenn der Pi herunter gefahren wurde, wird anschließend die Stromversorgung unterbrochen, wie in Methode eins.
Vorteile
- Raspberry Pi wird bei Tastendruck ordentlich herunter gefahren.
- OnOff-SHIM übernimmt die Stromversorgung des Pi und kann diesen auch vom Strom trennen.
- Wenn der Stromstecker abgezogen und wieder eingesteckt wurde, bootet der Raspberry Pi erst nachdem der Anschalter gedrückt wurde
- Platine bietet die Möglichkeit einen externen Schalter anzuschließen. Kann somit gut in andere Projekte integriert werden (Radiogehäuse usw.).
Nachteile:
- Löten notwendig. Entweder muss der SHIM auf den Raspberry Pi gelötet werden, oder man muss die Steckerleiste auf den SHIM auflöten.
- Etwas teurer als die anderen Methoden. Je nach Shop ca. 10-20€
Was du benötigst:
Es wird nur der On-Off Shim* benötigt.
Den ausführlichen Beitrag zum OnOff-SHIM findest du unter [On-/Off-Switch mit Stromunterbrechung für den Raspberry Pi]
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Der Pimeroni OnOff Shim funktioniert *NICHT* problemlos mit einen Raspberry Pi 4, weil er laut Spezifikation nur für 2.5A ausgelegt ist, der Pi 4 aber bis zu 3.0A haben möchte. Konkret kann ich die ganzen Verbraucher, die für eine Phoniebox benötigt werden, nicht über den Shim versorgen: “Under-Voltage detected”.
Ja, an diese Grenze kann man stoßen, wenn man entsprechende Peripherie an den Pi hängt. Dann ist der OnOff Shim nicht geeignet. Allerdings ist der OnOff Shim durchaus mit dem Raspberry Pi 4 kompatibel. Und auch ein Raspberry Pi 4 mit Maus und Tastatur läuft unter Last sogar mit einem 2 Ampere Netzteil problemlos.