Schnelle SD-Karten mit dem Raspberry nutzen

Posted by Thomas Weller on Januar 15, 2013
Raspberry Pi

Seit 7. Januar 2013 bin ich stolzer Besitzer eines Raspberry Pi. Mein erstes Projekt sollte Asterisk for Raspberry nutzen. Sehr weit bin ich allerdings nicht gekommen, denn der Raspberry unterbrach ziemlich früh die SSH-Verbindung und verweigerte sie dann. Ein Blick auf die Status-LEDs zeigt ein Bild von ständigen Reboots. Da es schon spät war und ich kein externes Display zum Überprüfen der Ursache hatte, unterbrach ich die Stomversorgung und ging erst mal ins Bett.

Am nächsten Tag sah die Situation schon wieder besser aus. Eingeloggt per SSH konnte ich sogar SMB-Support nachinstallieren und die Logdateien auf ein Netzlaufwerk kopieren:

sudo apt-get install cifs-utils
mount -t cifs /home/nas/ -o user=Xxx
cp -R /var/log/* /home/nas/

Während ich gerade dokumentierte, was ich alles so an Änderungen am System vornehme (man will ja später vielleicht mal jemandem erklären, was man gemacht hat), wurde die SSH-Verbindung wieder getrennt. Diesmal stehen die LEDs auf Stillstand. Spätestens jetzt fragte ich mich, warum der Raspberry keinen Reset-Knopf hat.

Eine Analyse der Logdateien zeigte keine Auffälligkeiten. Da ich die Zeitzonendaten und Uhrzeit noch vor den Reboots aktualisieren konnte, sollten Auffälligkeiten in den Logs wenigstens das aktuelle Datum tragen. Doch damit kam ich nicht weiter.

Ich probierte zunächst einmal ein Upgrade. Gemäß der Anleitung soll man beim ersten Mal ein wget durchführen. Bei Durchsicht der Logs habe ich allerdings festgestellt, dass raspbx-upgrade auf einem Image schon installiert war. Die Ausführung konnte allerdings gerade mal die Paketlisten aktualisieren, bevor die Verbindung wieder abbrach.

Der Zustand war einfach untragbar, daher sollte eine Google-Suche weiterhelfen. Ich fand zunächst die Beschreibung über ungeeignete Netzteile. Der eingebaute Watchdog (vermutlich in Hardware, Software würde ja nichts bringen) startet in einem solchen Fall den Raspberry neu. Das hört sich vernünftig an und würde auch zu meinen nicht vorhandenen Einträgen in den Logdateien passen.

Bei meinem Netzteil handelt es sich um ein RS 7263053 mit 1200 mA. Das ist zwar nicht exakt das auf der Liste der überprüften Geräte, aber immerhin nahe dran am Modell RS 7263069. Als Alternative hätte ich nur das Ladegerät meines Handys, was mit 1000 mA aber noch schwächer ist. Auch in meiner Sammlung an Steckernetzteilen befindet sich derzeit kein stärkeres Netzteil mit 5 Volt.

Ein Computernetzteil würde sicherlich ordentlich Power auf 5 Volt liefern. Bei der Gelegenheit fällt mir ein Netzteil für den temporären Anschluss von Festplatten ein: es hat 12 und 5 Volt und liefert 2000 mA. bevor ich mich jedoch ans Zusammenlöten einer eigenen USB-Stromversorgung mache, suche ich mal nach dem Problem im Internet.

Ein Spannungseinbruch und damit verbundene Instabilitäten treten ja meist bei hoher Stromlast auf. Ich frage mich, woher die Stromaufnahme kommen mag, denn USB-Geräte habe ich noch gar nicht angeschlossen. Auch Ethernet sollte ja einen konstanten Wert haben. Einzig die SD-Karte von SanDisk könnte ich mir als Übeltäter vorstellen. Derzeit nutze ich eine 8 GB SanDisk Extreme III Class 6. Es gibt auf jeden Fall Warnungen, Karten von SanDisk einzusetzen, z.B. von Alexander Langer. Ein Umtauschen der ist bei mir eher nicht möglich, da ich eine Karte aus meiner Fotokamera recycled habe.

Natürlich ist die Fehlfunktion theoretisch nicht auf SanDisk beschränkt. Auch Intenso, Extrememory, Transcend, DeLock, Hama, Kingston, Platinum, Samsung oder Verbatim können betroffen sein. Ebenfalls sagt die Geschwindigkeitsklasse nichts über Fehler aus auch Class 8 und Class 10 SD-Karten sind sicherlich von dem Problem betroffen.

Was ich allerdings nicht glauben kann, ist, dass der Herstellungsprozess die Eigenschaften so verändert, dass die Karte nicht mehr funktioniert. Warum gibt es die Probleme dann mit Foto- und Videokameras nicht? Was ich mir wiederum gut vorstellen kann ist, dass eine schnelle SD Karte entsprechend viel Leistung benötigt, ggf. auch kurzfristig. Dadurch könnte die Spannung einbrechen und diverse Nebenwirkungen auslösen.

Also kam ich zum Schluss, dass ich mal die Spannung beobachten sollte. Ein Multimeter bringt in solchen Fällen jedoch nicht viel, da sie Schwankung kurzzeitig auftreten kann. Mein Oszilloskop ist aufgrund seltenen Gebrauchs derzeit als Dauerleihgabe verliehen. Da muss ich wohl noch ein bisschen Geduld haben.

Für einen kurzfristigen Versuch blieb mir nur die Lösung mit meinem Netzteil für externe Festplatten. Ein getöteter Molex Stecker liefert mit den Anschlüssen rot und schwarz 5 Volt. Für die Konvertierung auf Micro-USB musste ein USB-MicroUSB-Adapter sein Leben lassen. Die stromführenden Leitungen sind ebenfalls rot und schwarz. Tipp, wenn die USB-Kabel zu dünn für die Abisolierzange sind: man kann sie oft auch mit den Fingernägeln abisolieren. Mit etwas rotem und schwarzem Schrumpfschlauch zur gegenseitigen Isolierung sieht der Molex-MicroUSB-Adapter gar nicht so schlecht aus.

Messen lässt sich am MicroUSB-Anschluss ohne weitere Adapter auf größere USB-Arten auch nichts, daher wagte ich den Versuch am lebenden Objekt. Der Raspberry bootete.

Ein Aufruf von raspbx-upgrade sollte sowohl auf dem Netzwerk als auch auf der SD-Karte für etwas Traffic sorgen. Mit einer zweiten SSH-Session beobachtete ich die Aktivitäten mit dem Befehl top. Sollte die Verbindung abbrechen, sehe ich bei top auch die zuletzt gemessene Uptime.

Die Übertragung der 103 MB Daten für das Upgrade klappte problemlos. Auch bei der anschließenden Installation der Pakete und Load-Werten über 1,0 blieb das System stabil. Insgesamt erreichte ich mit dem selbstgebastelten Netzteil eine nie zuvor dagewesene Uptime von Minuten. Hier der Screenshot von top nach Abschluss der Installation:

Auch ein anschließendes

cat /dev/zero > sdtest

was eine Menge Daten (in diesem Fall 1,9 GB) schreibt, konnte dem Raspberry nichts mehr anhaben. In diesem Szenario stieg die Last noch weiter:

Fazit: das Problem mit den SD-Karten lässt sich ggf. durch ein besseres Netzteil beheben. Derzeit offen bleibt die Frage, ob der Raspberry die hohen Ströme auch längerfristig aushält, beispielsweise wenn noch zusätzliche USB-Geräte angeschlossen werden.

Netzteile mit mehr als 1200 mA sind nicht gerade häufig. Es gibt zum Beispiel das Innergie ADP15-AB AF bei Reichelt für knapp 30 Euro. Immerhin hat es zwei Ausgänge, so dass es vielleicht für zwei Raspberries reicht. Bei Conrad habe ich das mit 16 Euro günstigere HN Power HNP-USBAC-DUO gefunden. Diverse Händler bei Amazon liefern auch schon ab 6 Euro, wobei ich mich bei den Preisen frage, wie stabil die Spannung dort auch unter Normallast ist. Ich habe mal ein paar Netzteile bestellt und werde die Ergebnisse in weiteren Artikeln berichten.

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