Raspberry autark betreiben

© Tsung-Lin Wu, 123RF

Unabhängig

Häufig verrichtet ein RasPi seinen Dienst ohne die Notwendigkeit von Monitor oder Tastatur – unabdingbar bleibt hingegen der Kontakt ins Netzwerk. Dafür gibt es verschiedene Alternativen.

Bei vielen Einsätzen verrichtet der Raspberry Pi seine Aufgaben selbstständig, Ausgabegeräte braucht es eigentlich nur beim Setup und der Entwicklung. Beliebt ist der Zugang von einem Laptop aus auf die RasPi-Konsole via SSH [1].

Eleganter, weil grafisch, gestaltet sich die Verbindung über VNC (Virtual Network Computing). Von Haus aus bringt Raspbian das kostenlose Server-Programm RealVNC mit. Nach der Installation der Real-Vncviewer-Software auf dem Client erscheint der Bildschirm des Raspberry in einem Fenster des Laptops (Abbildung 1) – genau so wie ihn ein angeschlossener Monitor ausgeben würde.

Abbildung 1: Via VNC erscheint der Raspbian-Desktop auf dem Laptop-Bildschirm so, wie er direkt an einem lokalen Monitor aussähe.

Ohne HDMI-Monitor kann der Raspberry die Bildschirmgröße allerdings nicht feststellen und wählt dann die Minimalauflösung. Möchten Sie den VNC-Bildschirm in einer anderen Größe sehen, müssen Sie die Datei boot/config.txt entsprechend editieren. Die Zeilen in Listing 1 stellen die Auflösung auch ohne Verhandlung mit einem HDMI-Ausgabegerät ein. Das Beispiel sieht eine Auflösung von 1024 x 600 Pixeln vor (letzte Zeile).

Listing 1

 

hdmi_force_hotplug=1
hdmi_ignore_edid=0xa5000080
hdmi_group=2
hdmi_mode=87 # custom mode: group2, mode 87
# <width> <height> <framerate> <aspect> <margins> <interlace> <rb>
hdmi_cvt= 1024 600 60 6 0 0 0

Autonom im Outback

Für die Stromversorgung im Outback empfiehlt sich eine Powerbank in Kombination mit einem Solarmodul (Abbildung 2). Die Leistungsangabe eines solchen Moduls bezieht sich auf den Maximalwert an einem klaren, kalten Sonnentag bei optimaler Ausrichtung; der typische Wert liegt eher bei der Hälfte. Ein 7-Watt-Solarmodul erzeugt entsprechend 3 bis 4 Watt, bei 5 Volt also 600 bis 700 mA. Eine 5-Volt-Powerbank mit einer Kapazität von 10 Ah wäre nach 15 Stunden geladen. Damit hält ein Raspberry, wenn er mit rund 1 A Stromaufnahme auskommt, etwa 8 bis 10 Stunden durch.

Abbildung 2: Für die autonome 5V-Stromversorgung eines Raspberry Pi empfiehlt sich eine 10-Ah-Powerbank in Kombination mit einem passenden Solarmodul (hier ein 7-Watt-Exemplar).

Kontakt

Sofern sie sich im gleichen Subnetz befinden, lassen sich der RasPi und ein Laptop mühelos miteinander verbinden. Falls nicht, hilft ein Router, der ein eigenes WLAN aufspannt [2]. Im Folgenden beschränken wir uns auf drei Kopplungsmethoden, die keine aktive Unterstützung von außen erfordern. Im ersten Fall arbeitet der RasPi als Access Point, an dem sich der Laptop anmeldet. Alternativ kommunizieren der Mini-Rechner und der Laptop über ein Ethernet-Kabel. In der dritten Variante nehmen der Raspberry Pi und der Laptop über ein USB-Kabel Verbindung miteinander auf.

Access Point

Um einen RasPi in einen Access Point beziehungsweise Hotspot umzufunktionieren, bedarf es der Programme Hostapd (stellt den AP bereit) und Dnsmasq (als DHCP-Server). Sie installieren die Software mit dem Aufruf sudo apt-get install hostapd dnsmasq. Beide Programme belegen etwa 1 MByte Speicherplatz.

Insgesamt müssen Sie zur Kontaktaufnahme vier Dateien anpassen. Dabei tragen Sie in hostapd.conf die Zugangsdaten für das WLAN ein (Listing 2). Im Beispiel heißt die Netzschnittstelle wlan0; gegebenenfalls überprüfen Sie mit dem Befehl ip a beziehungsweise ifconfig den Namen.

Listing 2

 

# /etc/hostapd/hostapd.conf
interface=wlan0
ssid=mynet
hw_mode=g
channel=6
ht_capab=[HT40][SHORT-GI-20][DSSS_CCK-40]
wmm_enabled=0
macaddr_acl=0
auth_algs=1
wpa=2
ignore_broadcast_ssid=0
wpa_passphrase=mynetppp
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP

Der neue Hotspot heißt in dieser Konstellation mynet und verlangt das Kennwort mynetppp. Auf Passwörter unter acht Zeichen Länge reagiert das System übrigens möglicherweise mit einer Fehlermeldung. Die Bedeutung der anderen Hostapd-Parameter lässt sich im Netz nachschlagen [3].

Die Ergänzung in /etc/default/hostapd sagt dem AP-Daemon, wo er seine Konfigurationsdatei findet (Listing 3). In der Datei /etc/dhcpcd.conf liegt seine statische IPv4-Adresse (Listing 4). Die Datei interfaces sollten Sie in neueren Raspian-Versionen nicht mehr direkt anpassen – anderenfalls führt das zu Konflikten mit den Bemühungen des DHCP-Clients, die richtigen IP-Adressen zu erzeugen.

Listing 3

 

# /etc/default/hostapd
DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"

Listing 4

 

# /etc/dhcpcd.conf
interface wlan0
static ip_address=192.168.12.1
static routers=192.168.12.1

In der Grundeinstellung steuern viele Parameter den DHCP-Server. Die meisten davon benötigen Sie im vorliegenden Szenario nicht, weswegen Sie am besten die Datei /etc/dnsmasq.conf löschen oder in /etc/dnsmasq.conf.orig umbenennen.

Die neuen Einträge (Listing 5) regeln, dass sich der Adressraum zwischen 192.168.12.8 und 192.168.12.250 bewegt. Damit die Kommunikation zum Access Point funktioniert, müssen der DHCP-Client und Dnsmasq dasselbe Subnetz verwenden, im Beispiel 192.168.12.0/24.

Listing 5

 

# /etc/dnsmasq.conf
interface=wlan0
domain-needed
bogus-priv
dhcp-range=192.168.12.8,192.168.12.250,12h

Nach dem Neustart des Servers, den Sie am einfachsten durch einen Reboot des RasPi erreichen, funkt der neue Hotspot mynet. Ein Laptop findet ihn, sobald er seine Liste erkannter WLANs aktualisiert. Ein Ping auf die Adresse raspberrypi.local gibt Aufschluss über die Erreichbarkeit und liefert die IP-Adresse des RasPi. Mit einem der Befehle aus Listing 6 stellen Sie anschließend die Verbindung zum Mini-Rechner her.

Listing 6

 

$ ssh pi@192.168.12.1
$ vncviewer 192.168.12.1 -UserName pi

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