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WLED LED-Streifen mit ESP8266

Fri, 08 Dec 2023 00:00:00 +0000

Einen über WLAN konfigurier und steuerbaren LED-Streifen ist denkbar einfach zu realisieren.

Beschreibung

Einen über WLAN konfigurier- und steuerbaren LED-Streifen ist denkbar einfach zu realisieren. Die Harware ist kostengünstig, die Verkabelung und Installation einfach, die Parametrierbarkeit enorm. Man muss lediglich folgende Komponetnen haben

LED Streifen mit WS2812 Chip (3-Polig), beliebig lang z. B. 30 LEDs
ESP 8266 Board mit USB Anschluss (z.B. D1 Mini ESP8266)
USB-Kabel und 5V Netzteil oder USB-Ausgang

Man könnte es auch mit einem ESP-01 Board realisieren, aber dann muss man sich um die 5 V und 3,3 V Anschluss und Versorgung kümmern. Einfacher ist es gleich ein kostengünstiges D1 Mini Board zu verwenden. Es kann über einen Micro-USB-Anschluss programmiert und versorgt werden. Allerdings sollte man dann nicht zu viele LED ansteuern bzw. die Stromaufnahme mit der WLED Konfiguration reduzieren (es wird empfohlen unter 1 A zu bleiben). Ansonsten müsste man ein eigenes Netzteil bzw. Versorgung für den LED-Streifen vorsehen. Wir werden hier die einfacher Lösung, mit der Versorgung über das ESP-Board verwenden und die LED-Leistung in WLED optimieren.

Anschluss

ESP	LED-Stripe
5V	+5V (Plus)
G	- (Minus)
D4	Di (Data)

D4 ist beim ESP GPIO2.

Installation WLED

USB Port Check

Bevor es nun zur Installation geht muss man überprüfen ob das ESP-Board am Linux System erkannt wird.

ESP serielle Schnittstelle überprüfen:

1dmesg | tail -n 10

 1[ 1972.709131] usb 2-2: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.54
 2[ 1972.709146] usb 2-2: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
 3[ 1972.709152] usb 2-2: Product: USB2.0-Ser!
 4[ 1972.710859] ch341 2-2:1.0: ch341-uart converter detected
 5[ 1972.711342] ch341-uart ttyUSB0: break control not supported, using simulated break
 6[ 1972.711995] usb 2-2: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0
 7[ 1973.267032] input: BRLTTY 6.4 Linux Screen Driver Keyboard as /devices/virtual/input/input40
 8[ 1973.385261] usb 2-2: usbfs: interface 0 claimed by ch341 while 'brltty' sets config #1
 9[ 1973.385623] ch341-uart ttyUSB0: ch341-uart converter now disconnected from ttyUSB0
10[ 1973.385643] ch341 2-2:1.0: device disconnected

Der USB-Port des ESP sollte also ttyUSB0 sein. Aber da gibt es einen Fehler mit BRLTTY. BRLTTY ist "Braille Device Support" also ein Dienst für Blinde Menschen. Wir also zumeist nicht benötigt werden. Wir deaktivieren den Dienst der die nutzung des ttyUSB0 Ports verhindert.

1sudo systemctl stop brltty
2sudo systemctl disable brltty
3sudo systemctl stop brltty-udev
4sudo systemctl mask brltty-udev

Nun kann man nochmal ab und anstecken.

1dmesg | tail -n 10

1[ 3542.820230] usb 2-2: new full-speed USB device number 16 using xhci_hcd
2[ 3542.969251] usb 2-2: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.54
3[ 3542.969266] usb 2-2: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
4[ 3542.969272] usb 2-2: Product: USB2.0-Ser!
5[ 3542.971132] ch341 2-2:1.0: ch341-uart converter detected
6[ 3542.971613] ch341-uart ttyUSB0: break control not supported, using simulated break
7[ 3542.971756] usb 2-2: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0

Web-Installation

Die Installaltion erfolggt super einfach mit Chromium Browser über Web-Seite https://install.wled.me/ Zuerst wählt man die aktuelle Version z. B. 0.14.0 und nach dem Drücken auf die Schaltfläche "Install" geht es los. Zuerst muss man den richtige USB Port auswählen, also in userem Fall ttyUSB0.

Dann klick man sich durch die folgenden Fenster.

Dann kann man gleich das eigene WLAN Netzwerk parametrieren in das sich der ESP anmelden soll.

Nach dem Speichern muss man sich wieder in seinem Netzwerk anmelden und das Gerät (über Router oder Fing App) suchen bzw. die IP-Adresse herausfinden.

Manuelle Installation

Anschluss ESP-01 über USB-Adapter und GPIO2 muss auf Ground gelegt werden (damit man den ESP programmieren kann).

1sudo apt-get install python3 python3-pip
2sudo pip3 install esptool nodemcu-uploader

1sptool.py -p /dev/ttyUSB0 chip_id

 1esptool.py v4.6.2
 2Serial port /dev/ttyUSB0
 3Connecting...
 4Detecting chip type... Unsupported detection protocol, switching and trying again...
 5Connecting...
 6Detecting chip type... ESP8266
 7Chip is ESP8266EX
 8Features: WiFi
 9Crystal is 26MHz
10MAC: 6c:df:7f:20:d4:a8
11Stub is already running. No upload is necessary.
12Chip ID: 0x0010d458
13Hard resetting via RTS pin...

Download ESP-01 binary Datei von https://github.com/Aircoookie/WLED/releases

1wget https://github.com/Aircoookie/WLED/releases/download/v0.14.0/WLED_0.14.0_ESP01.bin
2esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash 0x0 ./WLED_0.14.0_ESP01.bin

 1esptool.py v4.6.2
 2Serial port /dev/ttyUSB0
 3Connecting...
 4Detecting chip type... Unsupported detection protocol, switching and trying again...
 5Connecting...
 6Detecting chip type... ESP8266
 7Chip is ESP8266EX
 8Features: WiFi
 9Crystal is 26MHz
10MAC: 6c:df:7f:20:d4:a8
11Stub is already running. No upload is necessary.
12Configuring flash size...
13Flash will be erased from 0x00000000 to 0x000d0fff...
14Compressed 854000 bytes to 619031...
15Wrote 854000 bytes (619031 compressed) at 0x00000000 in 54.8 seconds (effective 124.8 kbit/s)...
16Hash of data verified.
17
18Leaving...
19Hard resetting via RTS pin...

ESP-01 abstecken und entfernen der Ground Verbindung von GPIO2 sowie RXD und TXD.

Nun kann man den WLAN AccessPoint WLED-AP finden. Bei der Verbindung muss man das Password wled1234 eingeben.

Das Web-Interface ist nun unter http://4.3.2.1/ errreichbar. Nun kann man sein eigenes WLAN-Netzwerk einrichten damit sich der ESP damit verbinden kann.

Nach dem Speichern muss man sich wieder in seinem Netzwerk anmelden und das Gerät (über Router oder Fing App) suchen bzw. die IP-Adresse herausfinden.

WLED Konfiguration

Auf der ersten Seite kann man sich verschiedene Presets anlegen (ID und Name) und die gewünschten Effekte, Farben und Muster auswählen. Man kann sich hier auch einen "Ausgeschaltet" Preset anlegen, ich verwende dazu ID 99. Unter der Schatfläche Config können wir verschiedene Einstellungen vornehmen.

Uhrzeit und Zeitsteuerung

Unter "Config"/"Time & Macros" können wir einen neuen NTP-Server eingeben, z. B. 0.at.pool.ntp.org. Wichtiger ist allerdings die Zeitzone für Zentral-Europa also CET/CEST zu setzen, dann sollte die angezeigte Zeit bereits stimmen.
Weiter unten kann man dann auch zeitgesteuert den Streifen ein- und ausschalten bzw auch verschiedene Presets laden.

LED Strom begrenzen

Da wir keine Leistungfähiges gesondertes Netzteil einsetzen sollte man den Strom der LEDs begrenzen. Das kann ünter "Config"/"LED Preferences" gemacht werden.

Enable automatic brightness limiter: Ja
Maximum Current: 650 mA
LED voltage (Max. current for a single LED): 5V (efficient (35mA)

Mit der Schaltfläche Save ganz oben oder ganz unten kann man die Einstellungen sichern.

Backup

Hat man alles eingerichtet kann man sich die Presets und Konfigurationen unter "Config"/"Security & Update" mit der Schaltfläche "Backup presets" und "Backup configuration" lokal speichern. Mit den entsprechenden "Upload" Schlatflächen können sie wieder eingespielt werden.

H264 CPU Hardware Encoding mit Linux

Mon, 02 Oct 2023 00:00:00 +0000

Inzwischen unterstützen verschiedene CPUs die Kodierung von Videos mittels Hardware Encoder. Wie geht das unter Linux und wie schnell läuft es eigentlich?

Inzwischen unterschützen verschiedene CPUs die Kodierung von Videos mittels Hardware Endoder. Ich interessiere mich vor allem für den H264 Encoder um Videos bis Full-HD von MPEG nach H264 zu konvertieren. Welche Geschwindikeit ist von CPU vs CPU Encoder (HW) zu erwarten.

Intel CPU

Intel Prozessoren unterstützen schon sehr lange die Hardware-Encoderung von Videos. Der Name dieser Erweiterung ist Intel "Quick Sync Video" und ist Teil der Intel GPU im Prozessor. F Prozessoren bzw. Prozessoren ohne Grafikeinheit haben diese Erweiterung nicht!
Als Konvertierungsprogramm kommt unter Linux ffmpeg zum Einsatz. Auf der Projektseite gibt es eine umfangreiche Tabelle mit unterstützten Features aller Intel Prozessorgenerationen.

https://trac.ffmpeg.org/wiki/Hardware/QuickSync

Der H264 Encoder wird bereits ab Sandy Bridge Prozessoren (also 2.Generation) unterstützt. Ich habe einen Laptop mit einem U4600 Haswell Prozessor (4. Generation). Dann hab ich noch einen ThinClient mit einem N3700 Braswell Prozessor. Beide sollten die Aufgabe beweltigen können. Der U4600 Prozessor läuft mit Linux Mint 20.3 Una. Der N3700 Prozessor mit Debian 12 Bookworm.

Installation

Zusätzlich zum ffmpeg Programm wird noch der VAAPI Treiber benötigt.

1sudo apt install vainfo ffmpeg va-driver-all

Nach der Installation kann man sich die VAAPI Iformationen mit vainfo ansehen.

1vainfo

U4600(Haswell/Gen7.5) - Linux Mint 20.3 Una:

 1libva info: VA-API version 1.7.0
 2libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so
 3libva info: Found init function __vaDriverInit_1_7
 4libva error: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so init failed
 5libva info: va_openDriver() returns 1
 6libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i965_drv_video.so
 7libva info: Found init function __vaDriverInit_1_6
 8libva info: va_openDriver() returns 0
 9vainfo: VA-API version: 1.7 (libva 2.6.0)
10vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Haswell Mobile - 2.4.0
11vainfo: Supported profile and entrypoints
12      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointVLD
13      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointEncSlice
14      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointVLD
15      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointEncSlice
16      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointVLD
17      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointEncSlice
18      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointVLD
19      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointEncSlice
20      VAProfileH264High               :	VAEntrypointVLD
21      VAProfileH264High               :	VAEntrypointEncSlice
22      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointVLD
23      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointEncSlice
24      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointVLD
25      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointEncSlice
26      VAProfileVC1Simple              :	VAEntrypointVLD
27      VAProfileVC1Main                :	VAEntrypointVLD
28      VAProfileVC1Advanced            :	VAEntrypointVLD
29      VAProfileNone                   :	VAEntrypointVideoProc
30      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointVLD

N3700(Braswell/Gen8) - Debian 12 Bookworm:

 1libva info: VA-API version 1.17.0
 2libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so
 3libva info: Found init function __vaDriverInit_1_17
 4libva error: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so init failed
 5libva info: va_openDriver() returns 1
 6libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i965_drv_video.so
 7libva info: Found init function __vaDriverInit_1_8
 8libva info: va_openDriver() returns 0
 9vainfo: VA-API version: 1.17 (libva 2.12.0)
10vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) CherryView - 2.4.1
11vainfo: Supported profile and entrypoints
12      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointVLD
13      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointEncSlice
14      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointVLD
15      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointEncSlice
16      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointVLD
17      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointEncSlice
18      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointVLD
19      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointEncSlice
20      VAProfileH264High               :	VAEntrypointVLD
21      VAProfileH264High               :	VAEntrypointEncSlice
22      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointVLD
23      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointVLD
24      VAProfileVC1Simple              :	VAEntrypointVLD
25      VAProfileVC1Main                :	VAEntrypointVLD
26      VAProfileVC1Advanced            :	VAEntrypointVLD
27      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointVLD
28      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointEncPicture
29      VAProfileVP8Version0_3          :	VAEntrypointVLD
30      VAProfileHEVCMain               :	VAEntrypointVLD

Leider meldet der N3700 eine Fehler beim Aufruf mit ffmpeg.

1 ffmpeg: i965_encoder.c:1692: intel_enc_hw_context_init: Assertion `encoder_context->mfc_context' failed.

Dann habe ich die non-free Pakete in /etc/apt/sources.list hinzugefügt. Nach einem "apt update", kann man die VAAPI non-free Treiber hinzugfügen.

1sudo apt update
2sudo apt install intel-media-va-driver-non-free i965-va-driver-shaders

1vainfo

 1libva info: VA-API version 1.17.0
 2libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so
 3libva info: Found init function __vaDriverInit_1_17
 4libva error: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/iHD_drv_video.so init failed
 5libva info: va_openDriver() returns 1
 6libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i965_drv_video.so
 7libva info: Found init function __vaDriverInit_1_8
 8libva info: va_openDriver() returns 0
 9vainfo: VA-API version: 1.17 (libva 2.12.0)
10vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) CherryView - 2.4.1
11vainfo: Supported profile and entrypoints
12      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointVLD
13      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointEncSlice
14      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointVLD
15      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointEncSlice
16      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointVLD
17      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointEncSlice
18      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointVLD
19      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointEncSlice
20      VAProfileH264High               :	VAEntrypointVLD
21      VAProfileH264High               :	VAEntrypointEncSlice
22      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointVLD
23      VAProfilSH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointEncSlice
24      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointVLD
25      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointEncSlice
26      VAProfileVC1Simple              :	VAEntrypointVLD
27      VAProfileVC1Main                :	VAEntrypointVLD
28      VAProfileVC1Advanced            :	VAEntrypointVLD
29      VAProfileNone                   :	VAEntrypointVideoProc
30      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointVLD
31      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointEncPicture
32      VAProfileVP8Version0_3          :	VAEntrypointVLD
33      VAProfileVP8Version0_3          :	VAEntrypointEncSlice
34      VAProfileHEVCMain               :	VAEntrypointVLD

Danch sind die Einträge "VAProfileH264MultiviewHigh: VAEntrypointEncSlice" und "VAProfileH264StereoHigh : VAEntrypointEncSlice" hinzugekommen.

Konvertierung

Beim Aufruf der Konvertierung mit ffmpeg, muss nun der richtige Hardwareencoder angegeben werden. Das erfolgt mit dem Parameter -c:v gefolgt von Namen des Encoders. Bei Intel ist es h264_vaapi. Beim Rapsberry Pi 4 ist es h264_v4l2m2m.
Bei Intel muss man auch den Pfad zum VAAPI-Device angeben (/dev/dri/renderD128). Der Input Video im Beispiel ist eine MPEG2-AVI Datei aus einer Fernsehaufzeichnung, sie muss ebenfalls angegeben werden. Das Ziel ist eine mp4-Datei.
Wenn keine Qualitätseintstellungen angegeben werden, wird die Defaulteinstellung genommen. Je nach Encoder sollte man aber eine Datenrate oder Qualität dafür definieren.

Intel (Default Q20):

1time ffmpeg -hwaccel vaapi -hwaccel_output_format vaapi -hwaccel_device /dev/dri/renderD128 -i input.avi -c:v h264_vaapi output.mp4
2time ffmpeg -hwaccel vaapi -hwaccel_output_format vaapi -vaapi_device /dev/dri/renderD128 -i input.avi -codec:v h264_vaapi output.mp4

Raspberry Pi (Average bitrate):

1time sudo ffmpeg -i input.avi -c:v h264_v4l2m2m -b:v 2048k output.mp4

Ergebnis

Prozessor	Speed	Dauer	Dateigröße (kiB)	Datenrate/Qualität
Intel U4600	x2,4
Intel U4600 HW	x15	3m7s	760.882 kiB	Default: Q20
Intel N3700	x1,3
Intel N3700 HW	x2,6
Pi 4	x1,2
Pi 4 HW	x7,3	6m25s	104.191 kiB
Pi 4 HW	x7,3	6m32s	639.202 kiB	-b:v 2048k

Der Geschwindigkeits zwischen Software und Hardwareencoder ist enorm. Bei Intel von 2,4-fache auf 15-fache. Damit wird das 45 Minuten Video in nur 3 Minuten konvertiert. Am langsamen N3700 Prozessor ist die Leistung des Hardwareencoders sehr gering und es wird nur eine Verdopplung geschafft. Besser als nichts, aber im Vergleich zu richtigen Mobil Prozessor viel zu langsam.
Überraschend schnell ist auch der Raspberry Pi 4 der in weniger als 7 Minuten das Video konvertiert. Er ist zwar langsamer als Intel U4600 aber weit schneller als der vergleichbare Intel N3700 Prozessor.

Nach dem CPU-Vergleich habe ich mir aber auch eine nVidia GPU unter Windows mit der Software Handbrake angesehen. Die konnte das Video noch schneller konvertieren als der Intel Prozessor! Wobei das Programm die Hardwarekodierung mit meiner Desktop Skylake Intel CPU nicht beherrschte.

OpenWRT Failsave / Widerherstellung

Sun, 09 Jul 2023 00:00:00 +0000

Wenn man sich auf einem OpenWrt Router sich selbst ausgesperrt hat, kann man mit dem Failsave-Modus Korrekturen vornehmen.

Eine kleine Unachtsamkeit bei den Einstellungen und schon kann man sich selbst aus dem Router aussperren. In dem Fall muss man in den Failsave-Modus des Routers gehen und die Einstellung zurücksetzen.

Failsave-Modus

Nach dem Einschalten blinkt die Power LED langsam (ca. 2 Hz). In diesem Moment muss man eine Taste am Router gedrückt halten. Wenn der Failsave-Modus aktiviert wurde, blinkt die LED sehr schnell (10 Hz). Beim normalen Hochfahren blinkt sie etwas schneller als zuvor und wechselt später auf grün bzw. durchgängiges leuchten.

Der Router hat nun die fixe IP-Adresse 192.168.1.1 und der DHC-Server ist ausgeschaltet. Man kann sich nur mit einer fixen IP-Adresse per LAN mit ihm verbinden.
In meinen Fall hab ich mir für einen USB-Ethernet Adapter entschieden um möglichst nichts an den bestehenden Einstellungen verändern zu müssen. Diesen Adapter habe die fixe IPv4 Adresse 192.168.1.10 zugewiesen.

Fehler korrigieren

Nun kann man sich per SSH-Client als Benutzer root ohne Passwort verbinden. Dann muss man das Dateisystem einbinden damit man Änderungen durchführen kann.

1ssh root@192.168.1.1
2mount_root

Nun kann man auf Konfigurationsdaten in /etc/config zugreifen. Wir müssen in diesem Fall die Firewall Einstellungen korrigieren. Dazu öffen wir die Datei "etc/config/firewall" mit vi.

1vi /etc/config/firewall

Nach dem Speichern bzw. ausführen der Korrekturen kann man den Router neu starten.

1reboot -f

Nun sollte der Router wider erreichbar sein.

Mit PiBAN Festplatten löschen?

Wed, 30 Jun 2021 00:00:00 +0000

Hin und wieder möchte man Festplatten sicher löschen. Mit dem Projekt iBAN und einer Raspberry Pi könnte es gelingen - oder etwa nicht?

Beschreibung

Öftmals liegt eine alte SATA-Festplatte herum und man würde sie ja gerne verkaufen oder verschenken. Aber es bleibt immer die Unsicherheit wegen der alten Daten. Kann man die vielleicht rekonstruieren? Dann vernichtet man die Platte doch lieber. Vielleicht wendet man sich sogar an eine offizielles Vernichtungsfirma. Dort kann man die Platte ja sogar mehrmals schreddern und den Rest dann gleich mitnehmen - Sicher ist Sicher (aber bitte bezahlen nicht vergessen). Nachzulesen auf https://de.wikipedia.org/wiki/Schredder-Aff%C3%A4re .
Wie gesagt, wenn man nicht ganz so hohe Standards hat, könnte ein sicheres Löschen auch ausreichen und die Hardware könnte weiterverwendet werden. Wichtig zu sagen ist, dass sich das Verfahren nur auf HDD anwenden lässt, nicht auf die modernen SSD-Festplatten!

PiBAN ist eine Projekt das eine paar Scripts enthält. Wenn man diese Scripts auf einem Raspberry Pi mit Raspberry Pi OS installiert, hat man eine automatische Löschstation. Der Source liegt auf Github als Fork bei GC2 unter https://github.com/GrazerComputerClub/PiBAN .

Ehrlich gesagt finde ich das Projekt zu gefährlich für eine dezidierte Station. Steckt man da mal eine falsche Festplatte an, weil man das Projekt vielleicht vergessen hat oder was auch immer, würde die Platte schon gelöscht werden. Ich habe deshalb davon abgesehen das Projekt so um zu setzen.

Die Installation kann man im Script 'install.sh' sehen. Es werden die Tools mit apt install secure-delete nwipe installiert. Das Script 'update.sh' richtet die automatischen USB Funktionen ein, damit bei Anschluss alles sofort gestartet wird.
Der eigentliche Schreddervorgang wird mit dem Script 'nuke.sh' gestartet. Dort ist wiederum nur die Zeile shred -v --iterations=1 "$1" die essentielle Funktion. Rund herum gibt es auch alternative Programmaufrufe zum sicheren Löschen mit nwipe. Wie dem Kommentar aber zu entnehmen ist, sind die sehr bis 'unmöglich' langsam.

Das Programm "shred" scheint hier ein Kompromiss zwischen Sicherheit und Geschwindigkeit zu sein. Näheres zum Programm findet man auf https://wiki.ubuntuusers.de/shred/ .

Eigene Löschstation ohne PiBAN

Urspünglich wollte ich eine alte Raspberry Pi 1 für so eine Löschstation vorbereiten und zur Sicherheit den Vorgang nur über eine Taste und Display (4 Stellen Siebensegment) starten.

1sudo apt -y install secure-delete wiringpi pv

/usr/local/bin/usbmount.sh:

 1#!/usr/bin/env bash
 2echo "Detected new device: $1" >>/var/log/PiBAN.log
 3devname=$(basename $1)
 4logname=/tmp/$devname.log
 5if [ "${ACTION}" = "add" ]
 6then
 7    echo $1 > /dev/shm/hdd
 8    2display Hdd
 9fi
10
11if [ "${ACTION}" = "remove" ]
12then
13	/bin/rm /dev/shm/hdd
14	2display noHd
15fi

/usr/local/bin/shred.sh (gestartet aus rc.local oder systemd):

 1# 1: status led 
 2# 2: shred HDD if connected
 3gpio -g mode 2 in
 4
 5echo shredstation started ... 
 62display idle
 7while true; do
 8	GPIO=`gpio -g read 2`
 9	if [ $GPIO = 0 ]; then
10		HDD=`cat /dev/shm/hdd` 
11		echo found $HDD
12		if [ ! -z "$HDD" ] ; then
13			2display shrd
14			shred -v -z -n 1 $HDD > /var/log/shred.log 2>&1
15			2display done
16		fi
17	fi
18	sleep 1
19done

/etc/udev/rules.d/usbmount.rules:

1ACTION=="add", KERNEL=="sd*[!0-9]", SUBSYSTEM=="block", RUN+="/usr/local/bin/usbmount.sh %N"
2ACTION=="remove", KERNEL=="sd*[!0-9]", SUBSYSTEM=="block", RUN+="/usr/local/bin/usbmount.sh %N"

Scripts aktivieren:

1udevadm control --reload-rules && udevadm trigger
2sudo udevadm control --reload-rules

Leider ist es mir nicht gelungen den Prozentforschritt am Display anzuzeigen. Das Tool pv war nicht in der Lage den Output von shred korrekt auszuwerten sudo shred -n 1 -v /dev/sda | pv -n | 2display hat leider nicht funktioniert.

Schreddern und Analyse

Prinzipiell eine gute Idee aber dann habe ich Performance Tests gemacht und analysiert wie lange so eine Löschung nun wirklich dauert. Denn eins habe ich nicht bedacht, die Löschung hängt von der USB Geschwindigkeit ab. Die ist bekanntlich bei allen Raspberry Pis bis 3+ auf USB 2.0 mit max. 30 MB/s begrenzt. Nimmt man nun den Raspberry Pi 4 mit der USB 3.0 Schnittstelle, so erreicht er bis zu 100 MB/s also ca. 3-4 mal mehr.
Als Festplatte verwendete ich eine 3 TB SATA-Platte mit einer USB 3.0 Docking Station mit externer Stromversorgung.

Schreddern, ein Durchgang:

1sudo shred -n 1 -z -v /dev/sda

Nur mit Nullen beschreiben:

1shred -n 0 -z -v /dev/sda

Schreddern und dann mit Nullen beschreiben:

1sudo shred -n 1 -z -v /dev/sda

Das Schreddern dauerte mit dem Pi 1 (800 MHz) ca. 49 Stunden, also etwas mehr als 2 Tage. Mit dem Pi 4 dauerte es hingegen nur 11 Stunden, also rund einen halben Tag. Damit erreichte der Pi 1 ca. 17 MB/s und der Pi 4 ca. 78 MB/s.
Das Nullsetzen der Platte dauerte mit dem Pi 1 ca. 44 Stunden und beim Pi 4 ca. 9 Stunden. Damit erreichte der Pi 1 ca. 19 MB/s und der Pi 4 ca. 95 MB/s.
Zusammen würde als der Vorgang mit dem Pi 1 93 Stunden dauern, das sind dann fast 4 Tage!
Beim Pi 4 wäre die 3 TB Festplatte nach 20 Stunden gelöscht.

Alles in allem macht eine Station für mich wenig Sinn, wenn nur einen 'edler' Pi 4 diese Aufgabe in akzeptabler Zeit erledigen kann. Damit macht das ganze PiBAN Projekt wenig Sinn und reduziert sich auf das Linux-Tool "shred".
Also stecke ich die Platte einfach an meinen Pi 4 an und starten die Löschung manuell. Für die wenige male die ich so eine Aufgabe benötige. Nachdem das alles schon so lange gedauert hat, habe ich mir den Test mit "nwipe" im übrigen erspart.

Raspberry Pis verwalten mit Ansible

Wed, 02 Jun 2021 00:00:00 +0000

Wer in seinem Netwerk mehrere Raspberry Pi laufen hat und diese gemeinsam verwalten will, kann mit Ansible diese Aufgabe erledigen ...

Beschreibung

Inzwischen haben immer mehr Leute mehrere Raspberry Pis in ihrem Netzwerk laufen. Eine für die Homeautomation, eine als NAS-Server und vielleicht noch eine mit Kameraaufgaben wie Überwachung oder für die Vögelbeobachtung. Hin und wieder möchte man die Rapsberry Pis dann aber auch aktualisieren oder andere Aktien auf allen durchführen. Einzel kann das dann zur mühevollen Aufgabe werden. Ansible kann hier allerdings einiges vereinfachen und einzelne Befehle oder Befehlsequenzen auf allen System ausführen.

Vorbereitung: SSH Zugriff ohne Passwort

Damit man von einem zentralen PC oder Laptop ohne Passworteingabe auf den Raspberry Pi zugreifen kann muss SSH korrekt eingerichtet sein. Der SSH-Key vom Host muss auf allen Clients (Raspberry Pis) übertragen werden. Dazu muss am Host der SSH-Key einmalig erstellt werden. Das macht man mit dem Befehl ssh-keygen. Man kann hier dann eine Passwort vergeben oder auch leer lassen - wie man möchte. Danach kann der SSH-Key auf die Clients übertragen wwerden. Das macht man am besten mit ssh-copy-id gefolgt vom username pi und hostname des Clients.

1ls ~/.ssh/id_*.pub || ssh-keygen
2ssh-copy-id pi@homeautomation
3ssh-copy-id pi@piserver
4ssh-copy-id pi@picamera01

Ansible Installation

Nun kann Ansible mit apt install ansible installiert werden. Dies ist allerdings die etwas ältere Version 2.7.7. Die aktuellste könnte mit pip3 installiert werden. Ich habe allerdings darauf verzichtet und benutze die Version Der Distribution.

1sudo apt-get install python3-pip
2pip3 install --user ansible

Ansible Konfiguration

Nun gibt man die Host in der Datei "etc/ansible/hosts" an. Man kann sie gleich in Gruppen zusammenfassen um später Aktionen für alle Clients einer Gruppe zu starten.

1[pis]
2homeautomation
3piserver
4picamera01
5
6[picams]
7picamera01

Mit dem Befehl ansible all --list-hosts können alle Hosts aufgelistet und damit die Konfigurationsdatei überprüft werden.

1  hosts (3):
2    homeautomation
3    piserver
4    picamera01

Da wir nur mit Raspberry Pis arbeiten, kann man als user pi verwenden. Das hat Gegenüber root den Nachteil, dass man Befehle oft mit sudo ausführen muss. Allerdings entspricht der pi Benutzer dem üblichen Vorgang. Der Benutzer für den SSH Zugang wird in die Datei "/etc/ansible/ansible.cf" eingetragen

1 remote_user = pi

Nun kann man bereits den ersten Befehl ansible all -m ping ausprobieren. Wenn alles korrekt eingerichtet und die SSH-Keys übertagen wurden wird der Befehl erfolgreich ausgeführt.

 1piserver | SUCCESS => {
 2    "changed": false,
 3    "ping": "pong"
 4}
 5homeautomation | SUCCESS => {
 6    "changed": false,
 7    "ping": "pong"
 8}
 9picamera01 | SUCCESS => {
10    "changed": false,
11    "ping": "pong"
12}

Ansible Playbook

Playbooks sind Anweisungs-Dateien die ein oder mehrere Befehlr enthalten, die auf den Clients ausgeführt werden sollen. Als Beispiel gibt es ein upgrade Playbook und ein reboot Playbook.

Playbook upgrade:

 1---
 2- hosts: all
 3  tasks:
 4    - name: Wait for automatic system updates
 5      shell: while sudo fuser /var/lib/dpkg/lock >/dev/null 2>&1; do sleep 1; done;
 6    - name: apt-get update && apt-get upgrade
 7      sudo: yes
 8      apt:
 9        upgrade: "yes"
10        update_cache: "yes"
11        cache_valid_time: 0

Playbook reboot:

 1---
 2- hosts: all
 3  tasks:
 4    - name: Reboot host
 5      sudo: yes
 6      shell: sleep 2 && /sbin/shutdown -r now "Ansible reboot"
 7      async: 1
 8      poll: 0
 9    - name: Wait for host to come back up
10      become: false
11      wait_for_connection:
12        delay: 15
13        sleep: 2
14        timeout: 120

Nun kann man die Playbooks ausführen:

1ansible-playbook upgrade 
2ansible-playbook reboot

Raspberry Pi Werkzeuge

Wed, 14 Apr 2021 00:00:00 +0000

Der Raspberry Pi ist eine ganz spezielle Computerhardware, so gibt es auch Werkzeuge die speziell für den Raspberry Pi gemacht oder angepasst wurden. Die folgende Liste stellt einige von ihnen vor.

Beschreibung

Auch wenn es inzwischen viele verschiedene Einplatinencomputer gibt, so ist der Raspberry Pi doch sehr speziell. Der SoC und die enthaltene Grafikkarte ist kaum wo anders in Einsatz. Daher gibt es speziell an die Raspberry Pi und der GPU angepasste Werkzeuge. Die folgende List ist sicher nicht komplett aber einige Werkzeuge sind mir unter gekommen, die ich besonders gerne einsetze.

Software

Screenshot - raspi2png

Mit raspi2png kann man Screenshots im PNG-Format erzeugen. Das besondere daran ist, dass es direkt mit der GPU der Raspberry Pi zusammenarbeitet. Dadurch kann es auch Screenshots erzeugen wo andere Programme wie z.B. scrot nicht funktionieren. Das ist bei allen Programm der Fall die direkt in der GPU arbeiten. Videos abspielen und Minecraft Pi sind solche Anwendungen bei denen nur raspi2png funktioniert.
Das Programm war nicht optimal für den Einsatz mit einem Hotkey ausgelegt und so habe ich es kurzerhand erweitert und optimiert. Darum empfehle ich auch den Fork der auf der Git-Hub Seite des Grazer Computer Clubs liegt. Das originale Projekt ist auf https://github.com/AndrewFromMelbourne/raspi2png verfügbar.

VNC Server - dispmanx_vnc

dispmanx_vnc ist eine VNC Server mit dem man die grafische Oberfläche auf einen VNC-Client übertragen kann. Es gibt natürlich andere VNC Server, die allerings unter X11 laufen. dispmanx_vnc stellt direkt den Inhalt der GPU zur Verfügung. Das hat zum einen den Vorteil der guten Performance aber der Hauptgrund warum das Tool so besonders ist, ist das es in jeder Situation funktioniert. Ob man sich in der Konsole oder in X11 befindet ist egal, ob eine Video abgespielt wird oder Minecraft Pi gespielt wird - egal - die Übertragung per VNC funktioniert. Sogar eine Kodi Oberflache kann übertragen werden.
Allerdings hat das Programm auch Nachteile. Das Projekt wurde von https://github.com/hanzelpeter/dispmanx_vnc geforkt und verbessert. Allerdings wurde die Lizenz entfernt was nun dazu führt, dass es eigentlich nicht mehr unter einen freien Lizenz verfügbar ist. Das originale Projekt kann man aber nicht empfehlen. Weiters wurden die Umsetzung der Tastencodes wenn der VNC-Client eingaben tätig, fix kodiert. Das bewirkt, dass immer ein amerikanisches Tastaturlayout verwendet wird und dieses noch zusätzlich nicht komplett umgesetzt wurde. Aufgrund des Lizenzproblem kann ich auch das Problem nicht beheben.
Dennoch für die Weiterleitung der grafische Oberfäche ist es aufgrund der Performance und universellen Einsetzbarkeit der VNC Server den ich empfehlen würde. Auf dem Blog des Grazer Computer Clubs gibt es einen Beitrag VNC - Virtual Network Computing speziell zu dem Programm.

Hotkey - triggerhappy

triggerhappy ist nichts Raspberry Pi spezifisches, es ist aber auf Raspberry Pi OS vorinstalliert. Das Programm ermöglicht es Tastatur-Hotkeys zu definieren ohne das X11 oder ähnliches läuft. Damit kann man z. B. Multimedia-Tasten wie Lauter und Leiser auch auf einem Raspberry Pi zum Funktionieren bringen. Auch hierzu gibt es auf dem Blog des Grazer Computer Clubs den Beitrag Hotkeys zuweisen ohne X11 speziell zu dem Programm.

System Monitor/Prozessmanager - htop

htop ist eine altbekanntes Diagnose Program bzw. Prozessmanager. In letzter Zeit ist nun wieder dynamik in die Entwicklung gekommen, nachdem lange Zeit nicht passiert ist. Das Projekt ist nun auf https://github.com/htop-dev/htop verfügbar und mitlerweile auf Version 3. Es kursieren aber noch einige Forks. Besonders die Armbian Version sticht durch zusätzlich Features für ARM Prozessoren heraus. Es ist nun möglich die aktuelle CPU-Frequenz und CPU-Temperatur im Kopf anzeigen zu lassen. Vor vielen Jahren wurde bereits so eine Version für den Raspberry Pi vorgestellt. Auf https://github.com/hishamhm/htop ist sie zu finden. Sie basiert allerdings auf einer alten htop Version 2 von 2018. Sie gilt aktuell also nur noch als Archiv.
Ausgehend von dieser Version haben ich auch einige Änderungen eingebraucht, die vorallem die Farben für die Anzeige der CPU-Temperatur und CPU-Frequenz anpassen soll. Inwieweit diese Änderungen auch in einer Version 3 enthalten sind, bzw. übernehmbar wären, ist mir nicht bekannt. Aktuell wird bei Raspberry Pi OS aber die alte Version 2 eingesetzt und so kann ein Update auf die Version vom Grazer Computer Club einen Mehrwert bringen. Sie ist unter https://github.com/GrazerComputerClub/htop verfügbar. Im übrigen kann man die neuen Anzeigen mit der Taste F2 hinzufügen!

SD Karten Schreiben - Raspberry Pi Imager und USB Imager

Lange Zeit hatte es keine sinnvolles Werkzeug zum Beschreiben einer SD-Karte unter Linux gegeben. Das Programm wird benötigt um ein Raspberry Pi Image bzw. Betriebssystem Image auf die SD-Karte zu bringen. Anfänglich musste man dd verwenden, das für Anfänger einfach zu viele Gefahren birgt. Danach kamm das Programm etcher, dass den Vorgang wesentlich sicherer und einfacher machte. Das Programm selbst ist aber etwas zwielichtig. Es ist riesig (> 100 MB) und muss als eigenständiges Programm heruntergeladen und ausgeführt werden.
Nun gibt es endlich das Programm Raspberry Pi Imager und USB Imager, dass diesen Dienst verrichtet und nur minimale Anforderungen stellt. Ich würde Raspberry Pi Imager empfehlen. Es bietet zusätzlich die Möglichkeit weitere Einstellungen für das Betriebssystem vorzunehmen. Dazu gehört z.B. die Aktivierung des SSH-Dienstes, inklusive einem Passwort für den Benutzer Pi. Dann können die Ländereinstellungen inkl. Tastaturlayout definiert werden. Auch ein WLAN Netzwerk kann für den ersten Start bereits parametriert werden. Früher musste man um zum Einstellungsfenster zu kommen erst Strg+Shift+X drücken. Ab der Version 1.7 gibt es eine leicht ersichliche Schaltfläche mit einem Zahnrad.
Das Programm unterstützt auch komprimierte Images mit der Extention gz, zip, xz und zst.
Zur Installation kann man einfach das deb-Paket herunterladen und mit sudo apt install ./imager_1.7.1_amd64.deb installieren.

Raspberry Pi Imager - https://www.raspberrypi.org/software/

USB Imager - https://gitlab.com/bztsrc/usbimager

SPI LCD-TFT Anzeige - fbcp-ili9341

Bei Kernel 4 konnte man noch einen SPI LCD-TFT Display über ein Kernel Modul ansprechen. Leider ist das mit Kernel 5 nun nicht mehr möglich. Zum Glück gibt es aber ein Programm mit dem verwirrenden Namen fbcp-ili9341. fbcp steht dabei für Framebuffer copy und ili9341 für den gleichnamigen SPI Display Controller. Das Programm kann also den Inhalt der Grafikkarte (Framebuffer) über den SPI-Bus auf das LCD-TFT Display übertragen. Das ganze läuft nun etwas langsamer als früher im Userspace, kann aber überzeugen.
Auch hierzu gibt es auf dem Blog des Grazer Computer Clubs den Beitrag SPI TFT LCD - Kernel 5. Im übrigen Unterstützt das Programm auch andere SPI-Controller wie ST7735R und ST7789VW.

(Serieller) Terminal Client - screen

screen ist eigentlich ein Programm das mehrere Terminals verwalten kann. Es ist kein reines Werkzeug für den Raspberry Pi sondern ist praktisch auf allen Linux Systemen verfügbar.
Nicht so bekannt ist allerdings die Möglichkeit screen auch für serielle Terminals zu verwenden. Dazu muss man einfach die serielle Schnittstelle bzw. das Linux-Device als Parameter angeben. Beim Raspberry Pi ist das typischerweise /dev/ttyAMA0 (sofern die serielle Schnittstelle aktiviert ist) und /dev/ttyUSB0 bei einem USB-Adapter. Optional kann man auch die Baudrate für die Verbindung mit angeben.

screen /dev/ttyAMA0 115200

Benötigt wird dies z.B. wenn man sich per serielle Schnittstelle auf einen Raspberry Pi Zero V1.3 verbinden möchte. Ihm fehlt es ja an einer LAN und WLAN Kommunikationsmöglichkeit.
Aber Achtung dieser Terminal ist nicht exakt gleich wie ein ssh-Terminal. Es werden z.B. keine Farben unterstützt.

Hardware

Serieller/UART USB-Adapter

Wie man beim Software Werkzeug screen gesehen hat, ist eine serielle Verbindung zu manchen Geräten wie einem Raspberry Pi Zero V1.3 oder einem Microkontroller (z.B. ESP-01 oder Blue Pill) ganz nützlich.
Daher würde ich jeder Bastlerin und jedem Bastler empfehlen einen USB-TTL-Seriell Adapter bzw. "USB to TTL serial cable" in die Werkzeugkiste zu geben. Beispielweise einer mit dem Chipsatz CP2102. Optimalerweise arbeitet der USB-Adapter mit 3,3 V Signalspannung und kann direkt 3,3 V und 5 V Betriebsspannug bereitstellen. Wenn er dann auf Linux und Windows direkt unterstützt wird, ist alles perfekt.

Raspberry Pi 400 - Review

Thu, 04 Feb 2021 00:00:00 +0000

Der neue Raspberry Pi 400 ist eine kompakte Tastatur mit integrierter verbesserter Raspberry Pi 4 Hardware, hier ein paar alternative Infos dazu ...

Beschreibung

Das neueste Produkt der Raspberry Pi (Trading) Ltd. ist eine kompakte Tastatur, in der Raspberry Pi 4 Hardware integriert wurde. Es wurde eine verbesserte Version (Revision) des SoC BCM2711 mit der Zusatzbezeichung C0 eingebaut. Die Taktrate wurde also im Vergleich zum Pi 4 mit Revision B0 von 1,5 GHz auf 1,8 GHz erhöht. Es stehen 4 GB RAM zur Verfügung. Die Anschlüsse sind zum Pi 4 identisch, außer dass ein USB 2.0 Anschluss weniger vorhanden ist. Der Anschluss für die Kamera und Display ist beim Pi 400 auch nicht vorhanden. Der Tastatur fehlt im Vergleich zu einer standard Tastatur der Nummern-Block. Dadurch ist die kompakte Größe möglich.

Angeboten wird der Pi 400 entweder als "nacktes System" also nur die Tastatur oder als Bundle mit Netzteil, Kabeln, Maus, SD-Karte und einer umfangreichen Dokumentation. Achtung bei der Bestellung auf das Tastaturlayout achten!

Preis Bundle DE geizhals.at: 100-104 Euro
Preis Pi400 DE semaf electronics: ~78 Euro

Eckdaten

SoC: Broadcom BCM2711C0 4 x ARM Cortex-A72 (ARMv8) 64-bit mit maximal 1,8 GHz Taktfrequenz
GPU: Broadcom VideoCore VI
RAM: 4GB LPDDR4 SDRAM
WLAN: 2.4 GHz und 5 GHz 802.11b/g/n/ac
Bluetooth: Version 5.0, Bluetooth Low Energy (BLE)
LAN: Gigabit Ethernet
GPIO: 40-pin GPIO header
Festspeicher: microSD-Steckplatz
Anschlüsse:

1x USB Type-C Versorgung
2x micro-HDMI 2.0
1x USB 2.0
2x USB 3.0
1x RJ45 Ethernet
1x Kensington-Schloss
1x 40-Pin GPIO header

Kühlung: Interner passiver Kühlkörper
Abmessungen: 29 cm × 12 cm × 2,4 cm
Gewicht: 385 g

Bundle Lieferumfang:

Raspberry Pi 400
Raspberry Pi Maus
Raspberry Pi offizielles Netzteil USB-C
Micro-SD 16 GB
Micro-HDMI auf HDMI-Kabel
Raspberry Pi Beginner Guide

Test

CNX: Raspberry Pi 400 Keyboard PC Review and Benchmarks vs Raspberry Pi 4
Michael Kofler: RASPBERRY PI 400

Abseits von den vielen Pi 400 Tests die ich gelesen habe, haben mich ein paar technische Dinge interessiert, die bisher nicht beleuchtet wurden. Diesen will ich mich nun widmen.

Lokalisierung

Ich finde es immer etwas Absurd, dass es im Jahre 2021 noch immer nicht möglich ist, ein Tastaturlayout automatisch zu erkennen. Besonders sonderbar ist es, wenn die Tastatur selbst das Computersystem ist, wie bei Pi 400. Nach dem ersten Start wird man vor der Anmeldung gebeten die Lokalisierungeinstellungen zu tätigen. Das passt ganz gut, so kann man das deutsche Layout bereits vor der Passworteingabe setzen. Später kann man dann gleich "raspberry" als Passwort eingeben und nicht wie bei der Raspberry Pi OS Lite Version "raspberrz".
Allerdings relativiert sich der Eindruck dann gleich wieder, den die Tastatureinstellung gilt nur für die grafische Oberfläche. Wechselt man mit Strg+Alt+F1 auf die Konsole, so ist das englische Layout aktiv. Nun muss man nochmal die Lokalisierungseinstellungen bei Konfigurationstool rasp-config eingeben, damit alles passt.

Geschwindigkeit SD-Karte

Da bei Bundle eine SD-Karte dabei ist, fragt man sich wie gut die eigentlich ist und ob eine SSD am USB 3.0 bessere Performancewerte hat.

Der Test zeigt das die eingesetzte SD-Karte recht schnell ist. 40 MB/s für lesenden Zugriff ist schon ordentlich. Das ist fast doppelt, so hoch als meine bisherige Sandisk Ultra Karte. Schaut man sich aber die Werte der Samsung 840 Pro SSD am USB an, so spielt diese doch in einer ganz anderen Liga. Besonders die Schreibzugriff liegen um Faktoren höher.

CPU

Der neue Prozessor im SOC taktet nun maximal mit 1,8 statt 1,5 GHz. Also ist die Performance um 20 % erhöht. dazu bedarf es keines Tests. Dennoch interessiert mich der Vergleich zu Intel Prozessoren.

Die Frage ist aber auch, wird die Takterhöhung des neunen Kerns ohne erhöhung der Spannung erreicht? Bzw. kann der Raspberry Pi 4 auch mit 1,8 GHz betrieben werden?

Pi 400:

Bei maximaler CPU-Last und damit Taktrate liegt die CPU-Spannung bei maximal 0,92 V und im Leerlauf bei 0,8833 V.

HW Block:	ARM	Core	H264	SDRAM
Min Freq:	600MHz	250MHz	0MHz	3180MHz
Max Freq:	1800MHz	500MHz	500MHz	3180MHz

Pi 4:

Beim Pi 4 liegt die CPU-Spannung fix bei bei 0,8875 V. Die höhere Taktrate des Pi 400 wird also durch Erhöhung der CPU-Spannung erreicht!

HW Block:	ARM	Core	H264	SDRAM
Min Freq:	600MHz	250MHz	0MHz	3180MHz
Max Freq:	1500MHz	500MHz	500MHz	3180MHz

Pi 4 overclocked:

Den Raspberry Pi 4 kann man durch eine Spannungserhöhung mit Faktor 3 (0,075 V) auch stabil auf 1,8 GHz betrieben. Dann läuft er mit 0.9563 V und damit etwas höher (~0,04 V) als die CPU vom Pi 400.

config.txt:

1#uncomment to overlock the arm. 1800 MHz is the default.
2over_voltage=3
3arm_freq=1800

Mehr zum Thema Übertakten des Raspberry Pi 4 kannst du bei How to overclock Raspberry Pi 4 finden.

Temperatur

Wie der Temperaturaufzeichnung im Vollastbetrieb zeigt, bleibt die CPU-Temperatur immer im grünen Bereich. Die interne passive Kühlung ist optimal ausgelegt.

WiringPi Library

Die WiringPi Library ist eine weit verbreitete C-Bibliothek für die GPIOs des Raspberry Pis. Sie wurde Ursprünglich von Gordon Henderson programmiert. Er Unterstützt das Projekt inzwischen nicht mehr. Dadurch unterstützt die Library den Raspberry Pi 4 und Pi 400 in der vorinstallieren Version nicht! Bei Veröffentlichung des Pi 4 Computers hat er noch eine allerletzte Version 2.52 auf seiner Webseite veröffentlicht. Unverständlicherweise ist aber bei Raspberry Pi OS nur die Version 2.50 verfügbar. Aber auch wenn man die Version 2.52 nachinstalliert, so gibt es keine Erkennung für den Pi 400.

 1gpio version: 2.50
 2Copyright (c) 2012-2018 Gordon Henderson
 3This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
 4For details type: gpio -warranty
 5
 6Raspberry Pi Details:
 7  Type: Unknown19, Revision: 00, Memory: 0MB, Maker: Sony 
 8  * Device tree is enabled.
 9  *--> Raspberry Pi 400 Rev 1.0
10  * This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.

Zum Glück gibt es aber inzwischen ein Git-Hub WiringPi Projekt, das die Library weiter wartet. Hier ist die Version 2.60 verfügbar, die keine Probleme mit der neuen Hardware hat!

 1gpio version: 2.60
 2Copyright (c) 2012-2018 Gordon Henderson
 3This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
 4For details type: gpio -warranty
 5
 6Raspberry Pi Details:
 7  Type: Pi 400, Revision: 00, Memory: 4096MB, Maker: Sony 
 8  * Device tree is enabled.
 9  *--> Raspberry Pi 400 Rev 1.0
10  * This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.
11
12
13+-----+-----+---------+------+---+---Pi 400-+---+------+---------+-----+-----+
14 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
15 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
16 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
17 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
18 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
19 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | IN   | TxD     | 15  | 14  |
20 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | IN   | RxD     | 16  | 15  |
21 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
22 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
23 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
24 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
25 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
26 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
27 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
28 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
29 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
30 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
31 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
32 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
33 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
34 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
35 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
36 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
37 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
38 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 400-+---+------+---------+-----+-----+

Fazit

Der Sinn der Hardware erschließt sich mir kaum. Der angepeilte Nutzer soll wohl der Desktop Benutzer sein. Aber so einen Pi 400 kann man sich mit einem normalen Pi 4 leicht selbst zusammenstellen. Auch die 1,8 GHz können problemlos erreicht werden. Die Raspberry Pi Tastatur bekommt man für 25 Euro (inkl. integriertem USB Hub). Der Raspberry Pi 4 GB kostet ca. 57,5 Euro. Macht zusammen 82,5 Euro statt der 78 für den Pi 400. Mehr Sinn macht da schon das Bundle für ca. 100 Euro immerhin bekommt man dann, ein Netzteil, eine Maus und eine qualitativ hochwertige 16 GB SD-Karte dazu. Nicht zu vergessen auch noch das Handbuch. Da kommt man mit den einzelnen Komponenten knapp darüber.
Also wenn schon Pi 400 dann als Bundle. Ich würde aber eher davon abraten und auf einen standard Raspberry Pi setzen, mit den Eingabegeräten seiner Wahl. So kann man später die Hardware auch mal anders einsetzen als Server oder zur Homeautomation. Eine defekt Tastatur kann dann auch einfach ausgetauscht werden.

Komplett überzeugend ist das interne passive Kühlsystem. Es führt dazu, dass das System absolut lautlos seinen Dienst verrichtet. Die CPU kommt nie in einen kritischen Temperaturbereich, sodass eine Taktreduzierung gefürchtet werden müsste.

Was mich wirklich gestört hat, sind die Abstände zwischen den Anschlüssen auf der Hinterseite. Da relativ wenig Platz vorhanden ist, besonders wenn man Adapter für den Micro-HDMI Anschluss einsetzt. Des weiteren sind die Kabeln vom Bundle generell sehr dick und steif.

Ich denke beim Pi 400 wurde auch einiges an Möglichkeiten vertan. Man hätte aus der Hardware so viel mehr machen können. Ein paar Beispiele:

M2-SSD Slot
Gesockelter SO-DIMM RAM
Integriertes Display mit Touch Funktion (Touch Bar wie bei Apple MacBook Pro)
Integriertes LEDs für einfache GPIO Aufgaben oder angepasster HAT beilegen
Mikrofon und Line-in Eingang

Zumindest hätte man intern ein Compute Modul einsetzen können, dann wäre ein Aktualisierung der Hardware möglich gewesen.
Im übrigen gibt es keinen Display- und Kameraanschluss wie beim Pi 4.

Naja, ansonsten ist das Produkt aber ganz solide und es macht auch Spaß damit zu arbeiten. Klar die Performance ist weit weg von der eines i7 Intel Laptops von vor 6 Jahren, aber dennoch kann damit durchaus gearbeitet werden. Ich persönlich bleibe aber lieber auf meinem System.

STM32-O-Scope das <10 Euro Osilloskop

Sun, 31 Jan 2021 00:00:00 +0000

Mit einem günstigen STM32 Mikrocontroller und einen SPI-TFT-Display kann man einfaches Oszilloskop bauen. Hier erfährst du wie das geht...

Beschreibung

Das Projekt STM32-O-Scope von pingumacpenguin macht aus einem günstigen STM32 Mikrocontroller System und einem SPI-TFT-Display ein einfaches Oszilloskop. Das Projekt ist extrem einfach aufgebaut. Leider wird die Firmware aber nur als Source bzw. Arduino IDE Projekt angeboten. Man muss sich also um die Konfiguration der Entwicklungsumgebung, um die Bibliotheken und die Kompilierung und schlussendlich den Flashvorgang selbst kümmern. Hier warten leider viele Hürden, also doch kein Projekt für Anfänger. Die dazugehörige README und Wiki-Seite helfen nämlich an den entscheidenden Stellen nicht weiter! Eine weiter neuere Anleitung aus 2017 von satoshinm blog Building an Amazing $10 Oscilloscope with an STM32 blue pill, LCD touchscreen, and STM32-O-Scope software verbessert die Situation. Hier ist die Pin-Belegung übersichtlich beschrieben. Aber das Kapitel "Compiling the software" enthält einige Anpassungen aber auch irrefürende Hinweise und führt Schlussendlich auch nicht zur fehlerfreien Kompilierung.

Aus diesem Grund habe ich mich dazu entschlossen eine möglichst einfache detaillierte Schritt für Schritt Anleitung zu erstellen.

Komponenten

Man benötigt für das Projekt lediglich:

STM32F103C8T6 ARM STM32 Minimum System Development Board Module , China Preis ca. 2 Euro
TFT Display mit ili9341 Chipsatz, 320x240 Auflösung (verfügbar mit 2.2, 2.4 oder 2.8 Zoll Größe ), China Preis 5-8 Euro

STM32F103 ist eine Mikrocontroller von STMicrosystems mit einem ARM Cortex-M3 Prozessorkern. Die Taktrate beträgt maximal 72 MHz. Der Code "C8" im Namen bedeutet, dass 64 kByte Flash Speicher (undokumentiert oft auch 128 kByte verfügbar) und 20 kByte SRAM im IC vorhanden sind. Die Systemplatine mit diesem IC wird für teilweise unter 2 Euro verkauft. Es wird auch mit dem Namen "blue pill" bezeichnet. Mehr Informationen über das System findet man auf http://stefanfrings.de/stm32/stm32f1.html#bluepill . Aber Achtung, teilweise werden Nachbauten mit einem Clone IC verkauft. Dieser Chip fängt dann mit einer anderen Bezeichnung, wie "CH32" oder "CS32" an. Hände weg von diesen Clone Systemen!

Das Display mit dem ili9341 ist ein weit verbreiteter standard Typ mit SPI-Schnittstelle. Optional wird auch die Touch Funktion des Displays unterstützt. In dieser Anleitung wird sie aber nicht beachtet.

Anschluss

STM32 Anschluss	LCD Anschluss	Beschreibung
A0	D/C	Data/Command
A1	CS	Chip select
A2	RESET	Reset
3.3	LED	Hintergrundbeleuchtung
A5	SCK	SPI Takt
A6	SDO(MISO)	SPI master input / slave output nur bei Touchfunktion
A7	SDI(MOSI)	SPI master output / slave input
G	GND	Ground
3.3	VCC	Versorgung

Optional könnte man die Hintergrundbeleuchtung auch bei A3 Anschließen, allerdings ist die Stromaufnahme zumeist zu hoch für den Chip Ausgang (in meinen Fall 26 mA). Daher würde ich ihn fix auf 3,3 V legen. Ansonsten sollte man eine FET- oder Transistorschaltung vorsehen, sofern diese nicht im Display vorhanden ist.

Der Anschluss B0 ist der Analoge Eingang des Oszilloskopes. Achtung der Eingang ist unbeschaltet nur für Spannungen von 0 bis 3,3 V geeignet!
Am Ausgang B1 wird ein 500 Hz Rechtecksignal ausgegeben, das zu Verifikation verwendet werden kann. Eine Drahtbrücke von B0 zu B1 führt also zu Messen dieses Rechtecksignals. Dies sollte für den ersten Test durchgeführt werden.

STM32duino Firmware übertragen

Bei den üblichen Anleitungen wird empfohlen STM32duino auf das System aufzuspielen. Das hat den Vorteil, dass ab dann das System direkt über den USB-Anschluss programmiert werden kann. Auf den ersten Blick eine Vorteil, allerdings benötigt die Firmware einen großen Teil vom Speicher und verringert also den nutzbaren Flash-Speicher unseres Programms.
Bei mir hat das dann nicht funktioniert, ich vermute wegen zu wenig Speicher.

Das aufspielen der STM32duino Firmware ist also nicht nötig!

Auch wenn man die Firmware aufspielen möchte, so muss man zumindest bei ersten mal eine andere Möglichkeit zum Flashen benutzen.
Man kann dies über ein eigenes ST-Link Adapter tun, der über USB an die 4 unteren Kontakte (GND, DCLK, DIO, 3.3) am Modul angeschlossen wird. In diesem Fall benutzen wir aber eine USB zu UART Adapter mit 3,3 V. Ich verwende hierzu einen Adapter mit CP2102 Chip der gut unter Linux und Windows unterstützt wird.
Auf einem Raspberry PI kann direkt der vorhandene UART benutzt werden. In diesem Fall benötigt man gar keine zusätzliche Hardware.

STM32 Anschluss	UART Adapter / RaspPi(BCM)	Beschreibung (PC sicht)
A9	RXD (15)	Receive
A10	TXD (14)	Transmit
G	GND	Ground
3.3	3V3	Versorgung

Achtung wenn das STM32-System über den UART Adapter versorgt wird (3.3 Volt) benötigt man keine weitere Versorgung!

Nun muss man das Übertragungs- bzw Flash-Programm vom Hersteller bereitstellen. Es kann unter https://sourceforge.net/projects/stm32flash/ heruntergeladen werden. Danach muss es kompiliert und installiert werden.

 1cd ~
 2mkdir stm
 3cd stm
 4apt get install build-essential
 5wget --trust-server-name https://sourceforge.net/projects/stm32flash/files/stm32flash-0.5.tar.gz/download
 6tar xzvf stm32flash-0.5.tar.gz
 7cd stm32flash
 8make
 9sudo make install
10cd ..

Möchte man nun die STM32duino Firmware installieren, was nicht nötig ist, so muss man folgendermaßen vorgehen.

Man holt sich eine zum STM32-System passende Firmware von https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader bzw. https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/tree/master/binaries. In meinen Fall ist "generic_boot20_pc13.bin" die richtige Version, da am Board eine LED an PC13 angeschlossen ist.

1wget https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/raw/master/binaries/generic_boot20_pc13.bin

Nun muss der obere gelbe Jumper (nahe an B11) von links (0) auf rechts (1) umgesetzt werden. Danach kann der USB Adapter angeschlossen werden. Üblicherweise wird er als /dev/ttyUSB0 in Linux eingebunden. Beim Raspberry Pi muss man den Parameter /dev/ttyUSB0 durch /dev/ttyAMA0 ersetzen. Zuvor muss man aber auch noch der Terminal-Dienst beenden werden. Dann kann die Firmware übertragen werden.

USB UART-Adapter: sudo stm32flash -g 0x8000000 -b 115200 -w generic_boot20_pc13.bin /dev/ttyUSB0

Raspberry Pi:

1sudo service serial-getty@ttyAMA0 stop
2sudo stm32flash -g 0x8000000 -b 115200 -w generic_boot20_pc13.bin /dev/ttyAMA0

Folgende Ausgabe ist am Bildschirm zu sehen:

 1stm32flash 0.5
 2
 3http://stm32flash.sourceforge.net/
 4
 5Using Parser : Raw BINARY
 6Interface serial_posix: 115200 8E1
 7Version      : 0x22
 8Option 1     : 0x00
 9Option 2     : 0x00
10Device ID    : 0x0410 (STM32F10xxx Medium-density)
11- RAM        : 20KiB  (512b reserved by bootloader)
12- Flash      : 128KiB (size first sector: 4x1024)
13- Option RAM : 16b
14- System RAM : 2KiB
15Write to memory
16Erasing memory
17Wrote address 0x080056fc (100.00%) Done.
18
19Starting execution at address 0x08000000... done.

Nun kann der USB-Adapter angesteckt und der Jumper zurück auf 0 gesetzt werden.
Verbindet man den Mikrocontroller per USB mit dem PC System, werden folgenden Meldungen in Systemlog (Abrufbar mit dmesg) geschrieben:

 1[ 1538.366444] usb 2-1: new full-speed USB device number 7 using xhci_hcd
 2[ 1538.515763] usb 2-1: New USB device found, idVendor=1eaf, idProduct=0003, bcdDevice= 2.01
 3[ 1538.515770] usb 2-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
 4[ 1538.515774] usb 2-1: Product: Maple 003
 5[ 1538.515777] usb 2-1: Manufacturer: LeafLabs
 6[ 1538.515779] usb 2-1: SerialNumber: LLM 003
 7[ 1539.898913] usb 2-1: USB disconnect, device number 7
 8[ 1540.206402] usb 2-1: new full-speed USB device number 8 using xhci_hcd
 9[ 1540.356171] usb 2-1: New USB device found, idVendor=1eaf, idProduct=0004, bcdDevice= 2.00
10[ 1540.356177] usb 2-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
11[ 1540.356180] usb 2-1: Product: Maple
12[ 1540.356183] usb 2-1: Manufacturer: LeafLabs
13[ 1540.377856] cdc_acm 2-1:1.0: ttyACM0: USB ACM device
14[ 1540.378174] usbcore: registered new interface driver cdc_acm
15[ 1540.378175] cdc_acm: USB Abstract Control Model driver for USB modems and ISDN adapters

Arduino IDE vorbereiten

Installation

Bei Linux Mint 20 könnte man zwar die Arduino IDE mit sudo apt install arduino installieren, dies ist aber eine zu alte Version. Darum sollte man sie manuell installieren. Auf der Web-Seite https://www.arduino.cc/en/software kann die "Linux 64 bits" Version heruntergeladen werden.

1cd ~
2tar xvf arduino-1.8.13-linux64.tar.xz
3cd arduino-1.8.13/
4sudo sh install.sh

Mit dem Aufruf sudo arduino oder dem Programmeintrag "Arduino IDE (Arduino)" wird das Programm dann gestartet. Man muss nach dem ersten Start den aktuellen Benutzer der Gruppe "dialup" hinzufügen.

STM32 Support und Einstellungen

Nun muss man STM32 Support in der Arduino IDE hinzufügen. Dazu geht man im Menü auf File -> Preferences bei Additional Board Manager URLs fügt man "http://dan.drown.org/stm32duino/package_STM32duino_index.json" hinzu.

Danach geht man im Menü auf Tools -> Board -> Boards Manager. Dort kann man bei Suche "stm" eintragen und dann den Typ "STM32F1xx/GD32F1xx boards" installieren.
Nun geht man im Menü auf Tools -> Board -> STM32F1 boards (Arduino_STM32) und wählt dort den Typ "Generic STM32F103C series" aus.
Hat man eine Version mit 128 KB Flash so kann man Tools -> Variant einstellen.
Bei Tools -> Upload method kann man nun "STM32duino bootloader" auswählen wenn die Firmware installiert ist. Ich bevorzuge aber unter Tools -> Variant die Einstellung "Serial".
Unter Tools -> Port muss auch die entsprechende Schnittstelle (/dev/ttyUSB0 oder /dev/ttyAMA0) ausgewählt werden. Man darf aber auch nicht vergessen vor dem Übertragen den Jumper auf 1 zu setzen. Verwendet man STM32duino so muss bei Port /dev/ttyACM0 ausgewählt werden.

Software erstellen und übertragen

Sketch laden

Nun lädt man sich das STM32-O-Scope Projekt herunter.

1git clone https://github.com/pingumacpenguin/STM32-O-Scope.git
2cd STM32-O-Scope

In der Arduino IDE kann das Projekt dann über das Menü mit File -> Open... und dem Auswählen der STM32-O-Scope.ino Datei, geladen werden.

Bibliotheken installieren

Für das Projekt werden mehrere Librarys benötigt, die manuell installiert werden müssen.

Im Menü auf Tools -> Manage Librarys... auswählen. Dort kann man bei Suche "gfx" eintragen und dann den Typ "Adafruit GFX Library" installieren.

Von der Webseite http://www.rinkydinkelectronics.com/library.php?id=92 kann man sich die URTouch Library herunterladen. Im Menü über Sketch -> include Library -> Add .ZIP library... kann die Zip-Datei URTouch.zip ausgewählt werden.

Von der Webseite https://github.com/PaulStoffregen/Time/archive/v1.6.zip kann man sich die Time Library herunterladen. Im Menü über Sketch -> include Library -> Add .ZIP library... kann die Zip-Datei Time-1.6.zip ausgewählt werden.

Von der Webseite https://github.com/kroimon/Arduino-SerialCommand kann man sich die SerialCommand Library herunterladen. Da sie aber nicht also Zip-Datei angeboten wird, kann man sie lokal erstellen.

1git clone https://github.com/kroimon/Arduino-SerialCommand.git
2mv Arduino-SerialCommand/ SerialCommand/
3zip ~/Downloads/SerialCommand.zip SerialCommand/*

Im Menü über Sketch -> include Library -> Add .ZIP library... kann die Zip-Datei SerialCommand.zip ausgewählt werden.

Bibliotheken korrigieren

Leider kann das Projekt nach der Installation der Librarys nicht erfolgreich kompiliert werden. Es bedarf mehrerer Anpassungen.

Im Verzeichnis ~/.arduino15/packages/stm32duino/hardware/STM32F1/2020.12.26/libraries/Adafruit_ILI9341_STM muss in den Dateien Adafruit_ILI9341_STM.cpp und Adafruit_ILI9341_STM.h alle Teile mit AS entfernt werden.

GFX_AS -> GFX

Im Verzeichnis ~/.arduino15/packages/stm32duino/hardware/STM32F1/2020.12.26/libraries/Wire/utility/ muss in den Dateien WireBase.cpp und WireBase.h alle Pointer der write-Funktionen auf const Pointer umgestellt werden.

size_t write(uint8*, int); -> size_t write(const uint8*, int);
size_t write(int*, int); -> size_t write(const int*, int);
void write(char*); -> void write(const char*);

size_t WireBase::write(uint8* buf, int len) { -> size_t WireBase::write(const uint8* buf, int len) {
size_t WireBase::write(int* buf, int len) { -> size_t WireBase::write(const int* buf, int len) {
void WireBase::write(char* buf) { -> void WireBase::write(const char* buf) {

Übertragen

Nun erst kann das Projekt mit der Hacken Schaltfläche verifiziert und danch mit der Pfeil Schaltfläche auf das System übertragnen werden. Man darf nicht vergessen den Jumper vor dem Upload auf 1 zu setzen und danach wieder auf 0.

Hat alle geklappt so wird am Display die aktuelle analoge Kurve vom Eingang B0 angezeigt. Achtung nur von 0 bis 3,3 V verwenden!

Hugo Blog

Mon, 04 Jan 2021 00:00:00 +0000

Hugo ist perfekt für einen statischen Blog wie diesen. So richtet amn ihn ein...

Beschreibung

Hugo ist eine freie Software (Apache-Lizenz, Version 2), die es ermöglicht statische Webseiten zu erzeugen. Dementsprechend benötigt man für Web-Seiten die so generiert wurden, keine serverseitigen Scripts und keine Datenbank. Ein simpler kleiner Web-Space genügt für das Hosting. Die statischen Seiten können ressourcenschonenden und schnell an den Browser übermittelt werden.
Zudem kann Hugo sehr einfach installiert und verwendet werden. Der Inhalt wir als Markdown-Datei bereitgestellt. Markdown ist eine Auszeichnungssprache die viel einfacher als HTML-Dateien mit ihren Tags ist. So können selbst Anfänger ausgefeilte optisch ansprechende Webseiten erzeugen ohne Wissen über CSS, JavaScript und HTML5. Auch für einen Blog eigent sich das System hervorragend. Dies soll hier exemplarisch beschrieben weden.

Installation

Zu beginn muss man sich für einen der vielen freien Themes entscheiden, und damit den Stil seiner neuen Web-Seite bzw. Blog festlegen. Dazu sucht man am besten auf der Seite themes.gohugo.io. Ich habe mich bei meinem persönlichen Blog für Clarity entschieden. Wichtig ist hier zu prüfen ob man eine ausreichend aktuelle Hugo version vesitzt bzw. welche Hugo Version vom Theme vorausgesetzt wird.

1sudo apt-get install hugo 
2hugo version

Hugo Static Site Generator v0.68.3/extended linux/amd64 BuildDate: 2020-03-25T06:15:45Z

1cd ~
2hugo new site Blog
3cd Blog/themes
4git clone https://github.com/chipzoller/hugo-clarity themes/hugo-clarity

Anpassungen/Konfiguration

Nun kann man die Beispeilkonfiguration übernehmen und entsprechend seinen Anforderungen anpassen.

1cp -a hugo-clarity/exampleSite/* ..
2cd ..

Mit seinem Lieblingseditor vim config.toml kann man die einsprechenden Zeilen und Einstellungen ändern.

1baseurl: http://strohmayers.com
2title: Blog
3author = "Martin Stromayer"

Inhalt erzeugen

1mv content/post/placeholder-text.md content/post/Hugo.md
2code content/post/Hugo.md

Nun kann man mit seinem Lieblingseditor oder z. B. auch Visual Studio Code die erste Seite schreiben. Visual Studio Code empfehle ich da es eine einfache Rechtschreibkorrektur und eine Markdown Vorschau hat.

Zuerst definiert man die Headerdaten wie Autor, Datum und Beschreibung. Danach kann man Kategorien und Tags definieren. Diese Headerdaten werden in drei Plus Zeichen eingeschlossen. Dann kommt ein kleiner Vorschautext der mit  abeschlossen wird. Danach beginnt er eigentliche Text in Markdown.

Web-Seite erzeugen

Nun kann man die Seite zuerst mal in einem lokalen Web-Server starten und mit einem Browser öffnen (in dem Fall verwende ich Chromium).

1chromium-browser "http://127.0.0.1:1313/" &
2hugo -D server

Markdown Syntax Guide

Mon, 11 Mar 2019 00:00:00 +0000

This article offers a sample of basic Markdown syntax that can be used in Hugo content files, also it shows whether basic HTML elements are decorated with CSS in a Hugo theme.

Headings

The following HTML <h1>—<h6> elements represent six levels of section headings. <h1> is the highest section level while <h6> is the lowest.

H1

H2

H3

H4

H5

H6

Paragraph

Xerum, quo qui aut unt expliquam qui dolut labo. Aque venitatiusda cum, voluptionse latur sitiae dolessi aut parist aut dollo enim qui voluptate ma dolestendit peritin re plis aut quas inctum laceat est volestemque commosa as cus endigna tectur, offic to cor sequas etum rerum idem sintibus eiur? Quianimin porecus evelectur, cum que nis nust voloribus ratem aut omnimi, sitatur? Quiatem. Nam, omnis sum am facea corem alique molestrunt et eos evelece arcillit ut aut eos eos nus, sin conecerem erum fuga. Ri oditatquam, ad quibus unda veliamenimin cusam et facea ipsamus es exerum sitate dolores editium rerore eost, temped molorro ratiae volorro te reribus dolorer sperchicium faceata tiustia prat.

Itatur? Quiatae cullecum rem ent aut odis in re eossequodi nonsequ idebis ne sapicia is sinveli squiatum, core et que aut hariosam ex eat.

Blockquotes

The blockquote element represents content that is quoted from another source, optionally with a citation which must be within a footer or cite element, and optionally with in-line changes such as annotations and abbreviations.

Blockquote without attribution

Tiam, ad mint andaepu dandae nostion secatur sequo quae. Note that you can use Markdown syntax within a blockquote.

Blockquote with attribution

Don't communicate by sharing memory, share memory by communicating.
— Rob Pike¹

Tables

Tables aren't part of the core Markdown spec, but Hugo supports supports them out-of-the-box.

Name	Age
Bob	27
Alice	23

Inline Markdown within tables

Italics	Bold	Code
italics	bold	`code`

Code Blocks

Code block with backticks

 1<!doctype html>
 2<html lang="en">
 3<head>
 4  <meta charset="utf-8">
 5  <title>Example HTML5 Document</title>
 6</head>
 7<body>
 8  <p>Test</p>
 9</body>
10<!-- this line is extraneous 2Error from server (Forbidden): deployments.apps is forbidden: User "chiptest" cannot create resource "deployments" in API group "apps" in the namespace "default" -->
11</html>

Code block indented with four spaces

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>Example HTML5 Document</title>
</head>
<body>
  <p>Test</p>
</body>
</html>

Code block with Hugo's internal highlight shortcode

 1<!doctype html>
 2<html lang="en">
 3<head>
 4  <meta charset="utf-8">
 5  <title>Example HTML5 Document</title>
 6</head>
 7<body>
 8  <p>Test</p>
 9</body>
10</html>

List Types

Ordered List

First item
Second item
Third item

Unordered List

List item
Another item
And another item

Nested list

Fruit
- Apple
- Orange
- Banana
Dairy
- Milk
- Cheese

Other Elements — abbr, sub, sup, kbd, mark

GIF is a bitmap image format.

H₂O

Xⁿ + Yⁿ = Zⁿ

Press CTRL+ALT+Delete to end the session.

Most salamanders are nocturnal, and hunt for insects, worms, and other small creatures.

The above quote is excerpted from Rob Pike's talk during Gopherfest, November 18, 2015. ↩︎