Sonntag, November 17, 2019

On-/Off-Switch mit Stromunterbrechung für den Raspberry Pi

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Auch der neu vorgestellte Raspberry Pi 4 hat keinen An-/Aussschalter, wie wir es von normalen Computern kennen. Wenn man den Rasperry Pi nur als Bastelboard einsetzt, mag das kein Problem sein. Wenn man ihn jedoch dauerhaft im Einsatz hat, z.B. als NAS, Homeserver, Internetradio, Webserver usw. dann kann der fehlende Schalter doch eine Einschränkung sein.

Das Herunterfahren lässt sich noch über das Betriebssystem durchführen. Aber auch dafür muss man sich immer am Raspberry Pi einloggen. Aber auch dann wird der Pi weiterhin mit Strom versorgt und verbraucht Energie.

Um den Rasperry Pi wieder zu starten, muss man die Stromzufuhr unterbrechen, indem man beispielsweise das Netzteil aus- und wieder einsteckt.

Um diese unbefriedigende Situation zu lösen, habe ich schon mehrere Lösungen getestet. Beispielsweise ein einfaches USB-Stromkabel mit An-/Ausschalter [Beitrag Kabel mit An-/Ausschalter für den Raspberry Pi]. Oder einen Taster der auf die GPIO-Leiste gesteckt wird und den Bootvorgang bzw. das Herunterfahren auslöst [Beitrag Richtiger An-/Ausschalter für den Raspberry Pi. So geht’s].

In diesem Beitrag geht es um ein kleines Stück Hardware, das verspricht all die oben genannten Probleme auf einen Schlag zu lösen. Es handelt sich um eine kleine Platine namens OnOff-SHIM. Diese verfügt über einen Schalter, über den sich der Raspberry Pi starten und Herunterfahren lässt. Ist der Raspberry Pi herunter gefahren, wird automatisch die Stromzufuhr unterbrochen. Damit verbraucht der Raspberry Pi in ausgeschaltetem Zustand keinen Strom mehr.

Mit einem neuen Druck auf den Schalter wird die Stromversorgung wieder hergestellt und der Raspberry Pi startet.

An-/Ausschalter für den Raspberry Pi mit automatischer Unterbrechung der Stromzufuhr.

Der OnOff-SHIM ist eine kleine Platine die auf der GPIO-Leiste des Raspberry Pi angebracht wird. An der Platine befindet sich ein kleiner Schalter, sowie eine Micro-USB-Buchse. In diese Buchse wird nun das Netzteil eingesteckt. Der Raspberry Pi wird anschließend ausschließlich über den OnOff-SHIM mit Strom versorgt.

Die Platine kann dabei entweder direkt auf die Leiste aufgelötet werden, oder man verwendet eine Steckverbindung um den SHIM mit dem Raspberry Pi zu verbinden.

Wenn der SHIM direkt auf die Leiste gelötet wird, stehen die GPIO-Pins oben über die Platine des SHIMs hinaus. Somit sind die Pins auch noch für weitere Module nutzbar. Der Nachteil ist natürlich, das der OnOff-Shim fest mit dem Raspberry Pi verbunden ist und nicht mehr an einem anderen Pi genutzt werden kann.Richtiger An-/Ausschalter für den Raspberry Pi. So geht’s

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 und wieder abziehen. Die Pins der Leiste sind damit aber nicht mehr für andere Projekte nutzbar.

Egal für welche Lösung man sich entscheidet, ein bisschen Löten muss man auf jeden Fall. Das ist in diesem Fall nicht schwierig, erfordert aber etwas Geduld und eine ruhige Hand.

OnOff SHIM verwenden

Nachdem die kleine Platine mit dem Raspberry Pi verbunden wurde, kann der Pi mit einem Druck auf den Taster gebootet werden.

Damit alle Funktionen genutzt werden können muss noch der korrekte Treiber installiert werden. Hierzu hat der Hersteller Pimoroni einen einzeiligen Befehl zur Verfügung gestellt, der ein die benötigte Software herunterlädt und installiert.

Dieser Befehl muss um Terminal des Rasberry Pi eingegeben werden.

https://get.pimoroni.com/onoffshim | bash

Nach der Installation muss der Raspberry Pi einmal neu gestartet werden. Anschließend ist der On-Off SHIM Einsatzbereit.

  • Ein kurzer Druck auf den Taster startet den Raspberry Pi
  • Ein langer Druck (ca. 1 Sekunde) löst das Herunterfahren aus. Durch den langen Druck wird verhindert, dass der Pi aus Versehen heruntergefahren wird.
  • Wenn der Pi herunter gefahren ist, schaltet der OnOff-SHIM die Stromversorgung des Rasberry Pi ab. Die LEDs am Pi erlöschen.
  • Ein neuer Druck auf den Taster stellt die Stromversorgung wieder her und der Pi bootet.

Wenn man den Raspberry Pi in einem geschlossenen Gehäuse verwendet, ist der Schalter natürlich nicht mehr erreichbar. Für diesen Fall befinden sich auf der Platine zwei Löcher, in welche wiederum Pins für einen externen Taster gelötet werden können. Damit lässt sich der OnOff-SHIM auch in einem Gehäuse mit externem An-/Ausschalter verwenden.

Leider passt der OnOff-SHIM nicht in das offizielle Gehäuse des Raspberry Pi, jedenfalls nicht, ohne das Gehäuse anzupassen. Das Problem ist die Buchse für die Stromversorgung. Hierfür bietet das Gehäuse natürlich keine Öffnung. Möchte man den SHIM im offiziellen Rapsberry Pi gehäuse verwenden, muss man selbst eine Öffnung für den USB-Stecker für die Stromversorgung schaffen. Alternativ kann man ein Gehäuse nutzen, das an den Seiten offen ist.

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Fazit

Der OnOff-SHIM rüstet am Raspberry Pi eine Funktion nach, die ich schon lange vermisse. Wer ihn einsetzen möchte, kommt allerdings um einfache Lötarbeiten nicht herum. Außerdem passt der Raspberry Pi mit aufgestecketem SHIM nicht mehr in das offizielle Gehäuse. Jedenfalls nicht, ohne dass man das Gehäuse etwas bearbeitet.

Wen dies nicht stört, der bekommt für wenig Geld winen An-/Ausschalter für den Raspberry Pi, der sich genau so verhält, wie man es von einem normalen Desktoprechner gewohnt ist.

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