Raspberry Pi: Stabiler 24/7 Dauerbetrieb

Wer den Raspberry Pi nicht nur zum experimentieren und lernen, sondern im permanenten 24/7 Dauerbetrieb laufen lassen möchte, sollte einiges beachten. Naheliegend ist der Einsatz von einigen Serveraufgaben. Sowohl die Leistung, als auch die minimale Stromaufnahme von 3,5 Watt sprechen dafür.

Unabhängig davon, ob der Raspberry Pi übertaktet ist oder nicht: Mit der Zeit nimmt die Wärmeentwicklung zu. Um den Einplatinencomputer vor Überhitzung zu schützen ist die Montage von Kühlkörpern und entsprechenden Gehäusen sinnvoll. Neben Anpassungen an der Hardware kann auch die Software optimiert werden, um einen stabilen 24/7 Dauerbetrieb zu unterstützen.

Zuverlässiges Netzteil

Der Raspberry Pi hat im Normalfall eine Stromaufnahme von 700 mA. Ich empfehle ein entsprechend leistungsstärkeres Netzteil zu verwenden, welches deutlich mehr Leistung hat als der Raspberry Pi eigentlich benötigt. Dies hat den Vorteil, dass auch bei hoher Auslastung des Einplatinencomputers das Netzteil spannungsfest ist. Andernsfalls kann es zu Leistungseinbrüchen und Instabilität führen.

Außerdem sollte man ein paar Euro mehr in ein hochwertiges Markennetzteil investieren und nicht zum nächst besten No-Name Produkt greifen. Folgende Steckernetzteile kann ich empfehlen:

High-Quality PC Netzteil 2A für Raspberry Pi

Steckernetzteil Micro-USB 5V / 2A für Raspberry Pi

Kühlkörper

Im Normalbetrieb ist ein Kühlkörper nicht zwingend notwendig, da sich die Wärmeentwicklung im Rahmen hält. Für einen Einsatz im 24/7 Dauerbetrieb ist die Verwendung von Kühlkörpern, vorzugsweise aus Aluminium, allerdings sehr empfehlenswert. Dadurch wird die Betriebstemperatur gering gehalten und die Lebensdauer steigt. Eine Überhitzung kann die korrekte Funktionalität des Raspberry Pi stören und die Platine beschädigen bzw. komplett zerstören. Auch hier folgt wieder eine kleine Auswahl.

Raspberry Pi Kühler Set (für Mod. A und B)

Raspberry Pi Kühler Set (für Mod. A und B)

Kühlkörper für Raspberry Pi (Passiv Kühler)

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen sind in der Industrie am ehesten gebräuchlich. Dabei dürfen Ströme bzw. Spannungen nicht absinken oder wegfallen. Im Falle des Raspberry Pi kann solch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ebenfalls realisiert werden.

Prinzipiell wird zwischen Netzteil und Raspberry Pi eine Batterie oder ein Akku geschalten. Fällt der Strom aus der Steckdose mal aus, so wird der Raspberry Pi weiterhin von der Batterie versorgt. Der Gedanke hinter einer USV-Versorgung kann dabei ganz unterschiedlich ausgedehnt sein:

Je nach Funktionalität der USV kann zum Beispiel bei Stromausfall die Batterie den Pi noch so lange versorgen, bis dieser sich ordnungsgemäß heruntergefahren hat. Gegebenenfalls kann das Herunterfahren auch eine gewisse Zeit abwarten und überprüfen ob der Netzstrom wieder zurückkehrt. Ein Betrieb über den Akku oder die Batterie bis diese alle ist, ist ebenfalls Möglich.

Wie man merkt gibt es ganz unterschiedliche Ansätze für eine unterbrechungsfreien Stromversorgung. Ob man überhaupt eine braucht, hängt von der Priorität der Raspberry Pi Anwendung ab.

Pi USV – Unterbrechungsfreie Stromversorgung für Raspberry Pi

Offenes Gehäuse

Für den Raspberry Pi gibt es mittlerweile eine Vielzahl an Gehäusen. Wer den Raspberry Pi im 24/7 Dauerbetrieb nutzen möchte, sollte beim Kauf ein offenes Gehäuse wählen.

Das Gehäuse sollte viele offene Stellen haben wodurch die im Betrieb erzeugte Wärme wegströmen kann. Einige Gehäuse bestehen aus mehr als zwei Teilen. Wenn es die Mechanik zulässt, kann man einfach ein paar Seitenteile oder ähnliches weglassen um das Gehäuse gut zu belüften. Je nachdem wo der Raspberry Pi gelagert wird, ist es möglich einfach nur die Unterseite eines Gehäuses zu benutzen, zwecks Montage.

Grundlegend sollte man darauf achten, dass bei einem offenen Gehäuse der Schutz nicht mehr so gegeben ist wie bei einem geschlossenem.

Höhenverstellbares Acryl Gehäuse für Raspberry Pi Board Glasklar Case

Acryl Gehäuse für Raspberry Pi

Das passende Betriebssystem

Die Wahl des Betriebssystems bildet die Softwarebasis für einen Raspberry Pi im 24/7 Dauerbetrieb und sollte gut durchdacht sein. Wer den Pi als Server laufen lassen möchte, ohne direkte grafische Oberfläche, so empfiehlt sich die Nutzung von ArchLinux oder Debian. Im Falle von Rasbian (Debian) ist es dabei sinnvoll im Menü von raspi-config die Speicheraufteilung (Memory Split) zu optimieren. Dabei hat man die Möglichkeit festzulegen, wie viel Arbeitsspeicher für Grafik bzw. Anwendungen genutzt werden soll. Da man im Serverbetrieb den Raspberry Pi eher selten im Desktop-Modus laufen lassen hat, empfiehlt es sich den Großteil des RAMs den Anwendungen zuzuordnen.

Wer die Wunderplatine als Media Center verwendet sollte sich zwischen Raspbmc oder OpenELEC entscheiden.
Je nach Vorhaben kommen also die verschiedensten Betriebssysteme in Frage. Diese sollte man zunächst alle vergleichen, um für seine Anwendung die optimale Softwarebasis zu bilden.

Schreibzugriffe auf SD-Karte verringern

Im Netz werden immer öfter Probleme mit SD-Karten beschrieben. Betroffen sind Speicherkarten die permanent im Raspberry Pi zum Einsatz kommen. Um den Defekt einer Karte vorzubeugen, kann man die Anzahl der Schreibzugriffe auf diese verringern. Dabei werden häufig benutzte Dateien, zum Beispiel /var/log oder andere systembedingte Files in den Arbeitsspeicher ausgelagert. Diese Maßnahme empfehle ich nur erfahrenen Nutzern. Desweiteren muss die entsprechende Maßnahme immer angepasst werden. im nachfolgenden Beispiel wird die Auslagerung von /var/log gezeigt. Hierfür muss folgende Zeile in /etc/fstab hinzugefügt werden:

none /var/log tmpfs size=5M,noatime 00

Weniger ist mehr

Wer seinen Raspberry Pi im 24/7 Dauerbetrieb einsetzen möchte, zum Beispiel als Server, dem würde ich zu einer minimalen Ausstattung des Einplatinencomputers raten. Das heißt es sollte nur das installiert werden, was auch wirklich für den Serverbetrieb benötigt wird.

Läuft der Server, sollten auch keine großen Veränderungen mehr vorgenommen werden: never change a running system!

Quellen (Stand: 11.08.2014): datenreise.de, Foto Raspberry Pi Heatsink – Fitted (Foto: flickr.com – Gareth Halfacree), Jan Karres Blog