PiVCCU – Umstieg auf das neue ASUS Tinker Board S mit eMMC Onboard Speicher

Mit dem neuen ASUS Tinker Board S ist nun ein neuer Einplatinenrechner verfügbar, welcher eine Besonderheit zur Verfügung stellt. Neben der üblichen Möglichkeit das Betriebssystem oder in unserem Fall die Homematic Firmware über eine micro-SDCard zu laden, hat dieses Board eine eingebaute 16 GB eMMC. Eine Embedded Multi Media Card ähnelt technisch einer SD-Karte und ist für Hersteller eine Option, 16 bis 128 GByte fest verlöteten Speicherplatz anzubieten. EMMCs bieten wie SSDs geringe Zugriffszeiten.

Für den Anwender einer Homematic Lösung mit piVCCU ist dieses neue Board eine gute Möglichkeit, die Problematik mit den micro-SD-Karten zu umgehen und zusätzlich schnellere Zugriffzeiten zu bekommen. Sicherlich ist das neue ASUS Tinker Board S um einiges teurer als das Raspberry Pi 3 B+ Board, bietet aber auch einige Verbesserungen. In diesem Artikel zeige ich euch die Unterschiede der beiden Boards auf und beschreibe den Weg, wie ihr piVCCU auf dem ASUS Tinker Board S installieren könnt.

Informationen zu piVCCU

Details zur piVCCU findet ihr in den folgenden Artikeln:

piVCCU Projekt – Erklärung und Beschreibung Container Lösung

piVCCU Projekt – Entwicklung und Ausblick (Nachlese Usertreffen)

Information zum ASUS Tinker Board S

Das Tinker Board S hat die Schnittstellen nicht nur an der gleichen Stelle, sondern auch die Ausführung und Anzahl sind identisch. Es gibt vier USB Schnittstellen, leider auch hier noch kein USB 3.0. Ein HDMI Anschluss zählt genauso dazu wie ein Micro USB Anschluss für die Stromversorgung. Neben einem Audio Ausgang ist auch ein RJ45 Ethernet Steckplatz vorhanden, welcher aber mit 1 Gbyte arbeitet. Kompletiert wird das Ganze durch die GPIO Schnittstelle, die wir bei piVCCU für das HomeMatic Funk Modul benötigen. Was mir dabei gut gefällt ist die farbliche Kennzeichnung der Pins. Mittels des mitgelieferten kleinen Handbuches oder über die Internet Präsenz ist eine Zuweisung der Pins so sehr leicht möglich.

Was auch sofort ins Auge fällt ist die andere Plazierung der CPU und des Chips für 802.11 b/g/n Wi-Fi, Bluetooth 4.0. Die CPU wirkt wesentlich größer, was sich auch durch den mitgelieferten Kühlkörper zeigt. Dieser ist auch deutlich höher als vergleichbare Kühlkörper für die Raspberry Pi, was allerdings in Bezug auf die Montage des HomeMatic Funk Modules kein Problem darstellt. Dies liegt an der anderen CPU Position, denn dadurch befindet sich der Kühlkörper neben dem Funkmodul und nicht darunter, was nicht klappen würde.

Der Kühlkörper sitzt neben dem HomeMatic Funkmodul

Auch die Höhe des Kühlkörpers spielt keine Rolle – Passt.

Was im Betrieb nach kurzer Zeit auffällt, ist die Tatsache dass das ASUS Tinker Board S im Vergleich zur Raspberry Pi3 deutlich wärmer wird. Dadurch geschuldet wahrscheinlich auch der deutlich größere und im Lieferumfang befindliche Kühlkörper.

Innere Werte

Was das ASUS Tinker Board S als Einplatinen Computer sehr interessant macht, sind die inneren Werte. Diese stelle ich nachfolgend im Vergleich zum Vorgänger Modell Tinker Board und zum Raspberry Pi 3 vor.

Unterschiede Tinker Board S (links) und Tinker Board (rechts)

Unterschiede Tinker Board und Raspberry Pi 3 B

Wie aus der Tabelle zu entnehmen ist sind die wesentlichen Unterschiede die schnellere CPU, sowie der schnellere und doppelt so große Speicher beim Tinkerboard. Auch die Geschwindigkeit der Netzwerkschnittstelle ist beim Tinkerboard S mit Gigabit Lan erheblich schneller als die 100 Mbit/s beim Raspberry.

Als USB Norm haben beide Boards noch USB 2.0 und ich bin der Meinung hier würde einem neueren Board auch USB 3.0 gut stehen. Für den Betrieb von piVCCU ist das nicht unbedingt erforderlich, aber das Board kann ja auch für andere Anwendungen eingesetzt werden und dort wäre es von Vorteil.

Fertige piVCCU-Images

Es exisitiert für piVCCU eine sehr einfache Installations-Option über ein fertiges Image. Das aktuelle Image für Tinkerboard vom 06.07.2018 unterstützt das Tinker Board S mit der eMMC.

Hier könnt ihr die Installations-Images herunter laden.

Image auf eMMC schreiben

Nachdem ihr die ZIP Datei heruntergeladen habt, müsst ihr die enthaltene Image Datei extrahieren. Um diese Imagedatei auf die eMMC zu schreiben, müsst ihr das Tinker Board S mittel eineas Micro USB Kabels mit eurem PC verbinden. Es erscheint dann nach kurzer Zeit ein zusätzliches USB Laufwerk in Windows.

Zum „flashen“ des Images auf die eMMC existieren mehrere Möglichkeiten. Ihr könnt für Windows zwischen der Software Win32 Disk Imager  oder Etcher wählen. Für MacOS ist es mit ApplePi-Baker möglich.

Als Beispiel hier ein Screenshot vom Flashen mit Etcher

Nach dem Erstellen des piVCCU auf der eMMC könnt das ASUS Tinker Board S vom PC trennen und wie folgt starten.

Erster Start piVCCU

Vor dem ersten Start von piVCCU sind die folgenden Punkte durchzuführen:

• Auf eurer aktuellen CCU2 oder RaspberryMatic müsst ihr einen Backup durchführen. Die Firmware-Versionen sollten dabei die Gleichen sein!

> Startseite > Einstellungen > Systemsteuerung > Sicherheit > Backup erstellen

Im oben zu sehenden Menü klickt Ihr auf den Menüpunkt „Backup erstellen“. Dieser Vorgang dauert einige Minuten. Die erstellte Backupdatei an einem sicheren Ort abspeichern, um es später auf dem Tinker Board S mit piVCCU einspielen zu können.

• Die alte CCU2 oder RaspberryMatic an dieser Stelle runterfahren. Spätestens wenn ihr in eurem piVCCU den Backup zurück gespielt habt, muss die alte CCU2 abgeschaltet sein. Es können zwar mehrere CCUs im Netzwerk laufen, aber nicht mit den gleichen Aktoren.
• Wenn die obigen Punkte erledigt sind und sich das aktuelle Image auf der eMMC befindet, solltet ihr zuerst das Netzwerkkabel einstecken und erst danach den Stecker für die Spannungsversorgung.

Nach dem Einstecken oder Einschalten des Netzteils startet das Tinker Board S. Nach kurzer Zeit ist das System oben und ihr könnt es über euren Router im eigenen Netzwerk finden.

Das piVCCU System lässt sich anschließend über den Link http://homematic-ccu2/ aufrufen.

Aufgrund meiner Erfahrungen könnt ihr auf den Anschluss einer Tastatur und eines Monitors verzichten. Das System startet ohne Probleme und steht nach kurzer Zeit zur Verfügung.

Wichtige Information (System im Netzwerk)

Wenn die Hardware erstmalig startet, bekommt sie in Summe zwei IP Adressen in eurem Netzwerk. Einmal für den Host, welcher unter Raspbian (Raspberry) bzw. Armbian (Tinker Board) läuft und die zweite für den CCU Container.

Finden könnt ihr die jeweilige IP über euren Router:

Tinker Board S

• Host läuft im Netzwerk unter dem Namen „tinkerboard“
• CCU-Container läuft im Netzwerk unter dem Namen „homematic-ccu2“

Anmeldung über SSH auf dem Host mit dem Benutzer „root“ und dem Passwort „1234“. Anmeldung über SSH auf dem CCU-Container mit dem Benutzer „root“ und dem Passwort welches ihr in der WebUI unter Systemsteuerung eingerichtet habt.

WebUI unter piVCCU

Durch den Aufruf von http://homematic-ccu2/ kommt ihr in die bekannte WebUI Umgebung und solltet gleich feststellen, dass alles sehr viel flotter geht.

Jetzt schon etwas an den Systemeinstellungen zu verändern macht keinen Sinn, weil ihr ja noch ein „leeres“ System vor euch habt. Erst durch den Restore eurer Sicherung ändert sich das.

Die einzige feststellbare Änderung findet ihr unter:

Startseite > Einstellungen > Systemsteuerung > Zentralen-Wartung

Hier könnt ihr sehen, das ihr euch in piVCCU befindet

Datenübernahme von CCU2 oder Raspberry

Völlig unproblematisch ist die Datenübernahme wenn ihr von einer CCU2 Installation kommt. Anders sieht es dagegen bei der Datenübernahme von einer RaspberryMatic Installation aus. Dort werden angepasste Add-Ons verwendet und diese erfordern eine später hier beschriebene Vorgehensweise.

Wenn ihr von der CCU2 kommt

Einfach das Backup, welches wir erstellt haben, im neuen piVCCU auf dem Tinker Board S zurück laden.

Dort unter dem folgenden Menüpunkt

> Startseite > Einstellungen > Systemsteuerung > Sicherheit > System-Backup einspielen

den Backup auswählen.

Nach dem Restoren und dem Neustart ist der Umstieg auf piVCCU auf einem ASUS Tinker Board S beendet. Ihr werdet beim Arbeiten in der WebUI sofort feststellen wie gewaltig der Unterschied in der Geschwindigkeit ist, wenn man vorher auf der CCU2 gewesen ist.

Wenn ihr von einer Raspberry Pi kommt

Dieser Vorgang ist ein wenig komplexer, wenn ihr bereits im RaspberryMatic arbeitet. Dadurch gibt es das Problem, das die AddOns für RaspberryMatic nicht kompatibel mit den AddOns für die CCU2 und piVCCU sind.

Als ersten Schritt ist auch hier das Backup, welches wir erstellt haben, im neuen piVCCU auf dem Tinker Board zurückzuladen.

Dort unter dem folgenden Menüpunkt

> Startseite > Einstellungen > Systemsteuerung > Sicherheit > System-Backup einspielen

den Backup auswählen.

Dieser Vorgang wird sehr schnell abgeschlossen sein, weil das Tinker Board S nochmal einen Ticken schneller ist wie die Raspberry Pi3.

Nachdem piVCCU nach dem Restore wieder gestartet ist, müssen wir uns um die eventuell installierten AddOns kümmern.

CCU2 AddOns

Dazu ist als Erstes zu prüfen welche AddOns installiert sind. Bei mir waren das die nachfolgend aufgeführten.

Jetzt müssen die AddOns neu installiert werden, für die eine CCU2 Version existiert. Denn die RaspberryMatic Version funktioniert nicht korrekt. Bitte die installierte Version nicht vorher deinstallieren, denn dann gehen in CUxD alle definierten Geräte verloren.

Notwendige Aktionen für meine AddOns:

• XMLAPI = keine Aktion notwendig, da die Version für alle Plattformen funktioniert
• CUx-D = Aktuelle Version für CCU2 neu „drüber“ installiert
• Programme drucken = Aktuelle Version für CCU2 neu „drüber“ installiert

Testergebnisse

Nachdem ich die CCU2 Version von CUx-D installiert habe, funktionierten alle meine Programme wieder und beispielsweise das Versenden von PUSH-Meldungen über Telegram oder Pushover hat wieder korrekt funktioniert.

Auch das Skript zur Kontrolle und Anzeige der Duty Cycle Werte funktioniert ohne Probleme.

Ebenso funktioniert unter piVCCU mein LAN-Gateway auf einer Raspberry Pi3 mit RaspberryMatic problemlos.

Der Test meiner eingesetzten HomeMatic IP Komponenten verlief ebenfalls positiv. Alle IP Aktoren funktionierten einwandfrei auf dem Tinker Board S.

Der Zugriff von Handy und Tablet über die Cloudmatic VPN-Verbindung hat ebenfalls auf Anhieb funktioniert. Es musste nichts angepasst werden.

Ich verwende ein Skript, mit welchem ich die Betriebszeit auf dem Startbildschirm der WebUI anzeigen lasse. Dieses Skript funktioniert auch auf dem Tinker Board S in Verbindung mit piVCCU.

Damit ist der Umstieg auf piVCCU auf einem ASUS Tinker Board S erfolgreich beendet. Gefühlt ist die HomeMatic Zentrale auf dem Tinker Board S noch einmal flotter wie auf einem Raspberry Pi3.

Dies liegt zum Einen mit Sicherheit an der eMMC und den schnelleren Zugriffszeiten. Aber auch die Mehrleistung der CPU dürfte eine Rolle spielen. Durch das GigaBit LAN ist auch der Zugriff gefühlt schneller.

Probleme

In meiner Installation ist ein Problem aufgetreten, das nichts mit piVCCU zu tun hat. Ich verwende ein weiteres spezielles für RaspberryMatic erstelltes Skript auf meiner Raspberry Pi3, welches die Temperatur meiner Raspberry Pi3 auf dem Startbildschirm anzeigt. Dieses Skript funktioniert mit piVCCU nicht auf dem Tinker Board S. Ich werde mal schauen ob ich das Skript entsprechend anpassen kann.

Ein weitaus größeres Problem hatte ich als ich das System komplett ausschalten wollte. Leider gibt es keine SHUTDOWN Funktion in der CCU2 Firmware, anders als bei RaspberryMatic. Daher blieb mir nichts anderes übrig, als den Stecker zu ziehen. Bei der Raspberry Pi3 hat das auch funktioniert und ich konnte anschließend wieder neu starten. Beim Tinker Board S leider nicht. Das Filesystem wurde nicht sauber abgeschlossen und ich konnte die WebUi nicht erneut starten. Es erschien der blaue Bildschirm mit der Meldung „CCU ist noch nicht bereit“. Da half nur die Neuerstellung des Images auf der eMMC, Restore der Sicherung und Neuinstallation der AddOns.

Die Ursache für dieses Problem liegt darin begründet, dass im Falle der Stromabschaltung die virtuelle CCU nicht sauber runtergefahren wird und auch kein korrektes Speichern der Rega stattfindet.

Es ist mir aufgefallen, das auf dem Tinker Board S die LEDs eigentlich dauernd blinken, anders als bei der Raspberry Pi. Von Alex habe ich dazu folgende Information bekommen: Gelb ist der Heartbeat, Grün ist Aktivität auf der SD Karte oder eMMC. Das mit dem Heartbeat ist ganz nett um schnell von außen zu sehen, ob der Rechner noch sauber läuft.

System sauber beenden (Tinkerboard)

Jeder Anwender von HomeMatic wird irgendwann sein System beenden müssen, ohne gleich wieder automatisch zu starten. Wie oben beschrieben ist die Stromversorgung abschalten oder rausziehen keine gute Idee.

Nachfolgend beschreibe ich hier die Vorgehensweise um das System sauber zu beenden.

Dazu müsst ihr euch über SSH (Putty) auf dem HOST, nicht auf dem CCU-Container anmelden. Anmeldung über SSH auf dem Host funktioniert erstmalig mit dem Benutzer „root“ und dem Passwort „1234“. Ihr werdet dann aufgefordert ein neues Passwort für den User „root“ zu vergeben. (siehe nachfolgenden Screenshot)

Ihr werdet dann sofort aufgefordert einen neuen User zu definieren. In meinem Beispiel wewebe, was ihr natürlich ändern könnt und solltet. Ihr werdet dann noch nach einem Passwort gefragt. Alle weiteren Abfragen könnt ihr ruhig mit ENTER beantworten.

Dann ist alles erledigt und ihr befindet euch auf Kommando Ebene, wo ihr den folgenden Befehl eingeben könnt:

sudo shutdown -h now

Nun wird das gesamte System runterfahren. In diesem Fall wird dann auch die virtuelle CCU sauber runtergefahren inklusive Speicherung der Rega.

PiVCCU auf eine neue Version aktualisieren

Wie weiter oben schon beschrieben kann zur Aktualisierung die APT Funktion verwendet werden.

APT (Advanced Packaging Tool). APT ist ein Paketmanagement-System. Mit Hilfe von APT ist es sehr einfach möglich, Programmpakete zu suchen, zu installieren oder auch das ganze System auf den neuesten Stand zu bringen.

Für das Update benötigt Ihr zuerst die IP-Adresse vom Tinkerboard. Dazu verwende ich in meinem Fall die Information aus der Fritzbox. Ihr könnt dies aber auch über das Tool SoftPerfekt Network Scanner durchführen.

IHR WERDET IN BEIDEN fÄLLEN ZWEI ip-aDRESSEN FINDEN: Eine vom piVCCU-Container mit Homematic und eine vom „eigentlichen“ Tinkerboard. Wir müssen uns zum Update der Bridge per SSH mit der IP vom Tinkerboard (nicht vom piVCCU!) verbinden.

Zwei IP Adressen: Tinkerboard = Host, homematic-CCU2 = piVCCU Container

Über Putty mit der IP-Adresse vom Tinkerboard verbinden. Als User „root“ verwenden und als Passwort das oben geänderte verwenden oder Standardmäßig „1234“.

In die Kommandozeile den folgenden Befehl absetzen:

sudo apt update && sudo apt upgrade

Fazit

Abschließend möchte ich folgendes Zusammenfassen. Die Installation von piVCCU lief über die fertigen Images absolut problemlos.

Das bisherige Arbeiten in der WebUI läuft problemlos, fehlerfrei und gefühlt auch noch ein wenig schneller als auf einer Raspberry Pi3.

Das ASUS Tinker Board S ist eine sehr interessante Hardware Alternative zum Raspberry Pi und von den reinen Zahlen her auch überlegen.

Das ASUS Tinker Board S ist aktuell um einiges teurer als ein Raspberry Pi. Ob es sich dann lohnt, ist eine persönliche Entscheidung.

Für mich persönlich ist das neue ASUS Tinker Board allerdings mein aktueller Favorit für meine umfangreiche Homematic Installation.