Startseite>Fernsehen mit dem Raspberry Pi DVB TV µHAT
Aus Raspberry Pi Geek 04/2019

Fernsehen mit dem Raspberry Pi DVB TV µHAT

© Ali Ender Birer, 123RF

Himbeer-TV

Bernhard Bablok

Der DVB TV µHAT rüstet den Raspberry Pi mit einem DVB-T/T2-Tuner auf. Die deutsche TV-Landschaft schränkt dessen Möglichkeiten allerdings ein.

Neben den diversen RasPi-Modellen führt die Raspberry Pi Foundation eine Reihe von Aufsätzen im Programm, sogenannte HATs. Zu den bekanntesten HATs gehören die Kameramodule oder das Sense HAT, das über verschiedene Sensoren und ein Punktmatrix-Display verfügt. Als eine der letzten Neuerungen präsentierte die Foundation Ende 2018 einen TV-Adapter mit einem Empfänger für DVB-T2. Die Platine (Abbildung 1) ist der erste HAT, der die neue µHAT-Spezifikation für Half-Size-Boards erfüllt (siehe Kasten “µHAT-Spezifikationen”).

Abbildung 1: Der DVB-T-HAT auf einem Pi Zero (hier mit langen Pins).

Abbildung 1: Der DVB-T-HAT auf einem Pi Zero (hier mit langen Pins).

Der verbaute Empfänger verspricht DVB-T/T2-Empfang – Ersteres stirbt in Deutschland mit dem Ausbau des T2-Standards langsam aus. Allerdings handelt es sich um einen reinen Empfänger (Tuner), einen Decoder für den Inhalt des Datenstroms gibt es nicht. Das zieht entscheidende Konsequenzen für das Zusammenspiel mit einem Raspberry Pi nach sich. In Großbritannien, wo die Foundation sitzt, gibt es DVB-T2 schon länger. Dort werden die Übertragungen H.264-enkodiert (MP4), sodass die Wiedergabe auf einem Raspberry Pi dank hardwaregestütztem Dekodieren kein Problem darstellt.

Die Sender in Deutschland verwenden allerdings H.265 alias HECV, und das überfordert in der gängigen Auflösung fast jeden auf dem Markt befindlichen SBC: Der Codec muss mit Software umgesetzt werden. Die Kernfrage lautet deshalb: Lohnt sich die Investition in den TV HAT für deutsche Raspberry-Nutzer überhaupt? Und wie lässt sich das Fernsehbild nicht nur empfangen und aufzeichnen, sondern auch tatsächlich wiedergeben? Diesen beiden Fragen widmen wir uns in der zweiten Hälfte dieses Beitrags, zuerst aber geht es in den nächsten Abschnitten um die Installation und Konfiguration.

Vom Kosten-Nutzen-Aspekt her betrachtet lässt sich die Sinnfrage schnell beantworten: Ein Pi Zero WH mit DVB-T-HAT, Speicherkarte und Netzteil kostet etwa so viel wie eine gängige Set-Top-Box für den DVB-T2-Empfang. Letztere kann im Gegensatz zum Raspberry Pi aber die Übertragungen nicht nur empfangen und aufzeichnen, sondern auch wiedergeben. Wer also nur fernsehen will, fährt mit der Set-Top-Box besser als mit dem Eigenbau, muss aber die üblicherweise fehlerhafte Firmware der Fertiglösung in Kauf nehmen. Wer Privatsender sehen möchte, dem bleibt sowieso keine Wahl: Der TV µHAT verfügt nicht über eine Option für den Anschluss einer Abokarte.

µHAT-Spezifikationen

Die Raspberry Pi Foundation hat die RasPis mit 40W-GPIO-Headern, also die Modelle ab den B+-Varianten, speziell unter dem Gesichtspunkt der Erweiterbarkeit durch Aufsteckmodule entworfen. Im Pi-Jargon heißen solche Module HATs, die Spezifikationen dafür finden sich im Github-Repo der Foundation [5]. Das Kürzel HAT steht dabei für “Hardware Attached on Top”, was sich schlicht als “Hardware zum Aufstecken” übersetzen lässt. HATs sind nicht abwärtskompatibel mit den ursprünglichen RasPi-Modellen 1A und 1B.

Die prominenteste Änderung von HATs gegenüber älteren Erweiterungsplatinen für den Raspberry Pi besteht in der Einführung zweier spezieller Pins am 40W-Header: ID_SC und ID_SD dienen spezifisch und exklusiv dem Anschluss eines ID-EEPROMs. Dieser Speicherbaustein auf dem HAT identifiziert die Erweiterungsplatine sowie deren Hardware-Komponenten und enthält darüber hinaus Konfigurationsdaten für die GPIOs. Diese Angaben erlauben dem RasPi, das Board zu identifizieren und beim Start automatisch alle benötigten Treiber zu laden.

Im Oktober 2018 entstand dann die µHAT-Spezifikation für HATs halber Baugröße. Solche µHATs folgen denselben elektrischen Spezifikationen wie bisherige HATs voller Baugröße. Auch die vier Montagelöcher wurden beibehalten, manche µHats lassen dabei aus praktischen Gründen eins davon weg: Der DVB TV µHAT beispielsweise lässt eins aus, um auf konventionellen RasPi-Modellen wie dem 3B+ den Zugang zum Display-Connector nicht zu verbauen.

Von den ähnlich dimensionierten pHATs, wie sie beispielsweise Pimoroni anbietet, unterscheidet sich das neue Format zumindest optisch kaum, wohl aber bei den elektrischen Spezifikationen. Zudem waren pHATs niemals ein offizieller Formfaktor, deswegen garantiert die Foundation für sie – im Gegensatz zu µHATs – keine automatische Konfiguration. (jlu)

Abbildung 2: Die offizielle mechanische Spezifikation der Raspberry Pi Foundation für den neuen µHAT-Formfaktor.

Abbildung 2: Die offizielle mechanische Spezifikation der Raspberry Pi Foundation für den neuen µHAT-Formfaktor.

Zusammenbau

Im Lieferumfang des TV-Boards befindet sich neben dem eigentlichen µHAT ein Adapter für die gängigen Koax-Antennenkabel sowie ein Satz billiger Plastikabstandshalter für das Fixieren des HATs auf dem Pi. Die Platine ist nicht fest mit einer Buchse verlötet; diese liegt ebenfalls bei und Sie stecken sie einfach zwischen den Raspberry Pi und den HAT.

Der TV µHAT blockiert damit alle Pins. Da die Kommunikation zwischen Raspberry Pi und HAT allerdings per SPI (SPI0 mit CS0) erfolgt, steht der Nutzung der meisten Pins für eigene Zwecke nichts im Weg. Dazu montieren Sie den HAT entweder auf einen Expander (Multiplexer) wie den pHAT-Stack, oder Sie verwenden statt der mitgelieferten Buchse eine Version mit extralangen Pins, etwa von Adafruit (siehe Abbildung 1). Damit steht der Verwendung einer RTC oder eines Mini-Displays nichts mehr im Weg.

Als Unterbau für den TV µHAT bietet sich ein Pi Zero WH an, dessen Performance locker genügt. Prinzipiell funktioniert der HAT aber auch ohne Probleme mit jedem anderen RasPi-Modell. Selbst bei einem Pi Zero liegt die Systemlast – auch bei der Auslieferung zweier Streams – unter 10 Prozent. Statt einer für den vorgesehenen Einsatzzweck eher kontraproduktiven externen Festplatte genügt als Massenspeicher eine ausreichend dimensionierte Micro-SD-Karte. Entsprechende Exemplare mit 128 GByte Kapazität wandern mittlerweile für um die 25 Euro über den Ladentisch.

Ansonsten benötigen Sie eine Antenne, je nach Entfernung zum nächsten DVB-T2-Sendestandort mit aktiver Verstärkung oder sogar als Dachantenne. Gute Erfahrung haben wir mit der aktiven DVB-T/T2-HD-Antenne von CSL gemacht [1]. Bei 30 Kilometer Entfernung vom Olympiaturm in München machte sie den Unterschied zwischen keinem und sehr gutem Empfang aus. Der Verstärker der Antenne speist sich aus einem USB-Anschluss. Die Leistungsaufnahme liegt bei 20 mA, die der Zerolocker an seinem USB-Ausgang liefert, sodass Sie kein zusätzliches Netzteil brauchen.

Auch die Gesamtleistungsaufnahme des Systems hält sich in Grenzen. Selbst während Aufzeichnungen verbraucht die Kombi aus Pi Zero und HAT nur etwa 300 mA – die Netzteilverluste dürften da höher ausfallen. Ein ständig durchlaufendes System überlastet also weder die Stromrechnung noch die Umwelt.

Installation

Wie oben beschrieben kann aktuell kein Raspberry Pi die übertragenen Sender tatsächlich anzeigen. Wir bauen deshalb einen reinen Streaming-Server und Videorekorder (PVR) – die Wiedergabe erfolgt dann auf einem klassischen PC oder einem Smartphone/Tablet. Dafür genügt als Basis ein aktuelles Raspbian “Stretch” Lite, das Sie wie üblich installieren und konfigurieren. Wie für jeden Server vergeben Sie auch hier eine feste IP-Adresse für den RasPi.

Als einziges Zusatzpaket benötigen Sie dann noch das Paket tvheadend, das Sie über die Paketverwaltung hinzufügen (Listing 1). Die Installation fragt einen Master-User samt Passwort ab, den Sie später aber im Grunde nur für die Erstkonfiguration benötigen. Nach der Installation sollten Sie eine Sicherheitskopie der Einstellungen ziehen (Zeile 3). Verkonfigurieren Sie später das System, haben Sie damit die Möglichkeit für einen sauberen Neuanfang ohne komplette Neuinstallation. Auch nach erfolgreicher Konfiguration sollten Sie an eine Sicherung denken.

Listing 1

$ sudo apt update
$ sudo apt install tvheadend
$ sudo cp -a /var/lib/hts /home/hts

Ab jetzt benötigen Sie nur noch einen Webbrowser für die Konfiguration der Software. Als leistungsfähige Software für das Streamen und Aufnehmen der empfangenen Programme empfiehlt sich Tvheadend. Allerdings wirkt die Weboberfläche altbacken und in vielen Bereichen nicht gerade intuitiv. Für den täglichen Betrieb nach der Einrichtung stellt das aber kein Problem dar, denn es gibt für Tvheadend viele verschiedene Clients mit besserer Oberfläche.

Die Konfigurationsoberfläche erreichen Sie über die URL http://<I>RasPi-IP<I>:9981. Beim ersten Aufruf erscheint ein Wizard, der zuerst die Sprache für die Weboberfläche und für das EPG abfragt und anschließend zweimal neu startet. Im Test klappte die Umschaltung auf Deutsch zu diesem Zeitpunkt nicht, nach einem späteren Reboot des Rechners erschien die Oberfläche dann aber in der gewählten Sprache.

DIESEN ARTIKEL ALS PDF KAUFEN
EXPRESS-KAUF ALS PDFUmfang: 9 HeftseitenPreis €0,99
(inkl. 19% MwSt.)
€0,99 – Kaufen
RASPBERRY PI GEEK KAUFEN
EINZELNE AUSGABE Print-Ausgaben Digitale Ausgaben
ABONNEMENTS Print-Abos Digitales Abo
TABLET & SMARTPHONE APPS
Deutschland