Konferenzen durchführen trotz Pandemie (FAIL): Low Cost Konferenzsystem basierend auf dem Raspberry Pi 4B

Ein Freund von mir arbeitet für ein kleines mittelständisches Unternehmen. Aufgrund der aktuellen Situation plant man dort ein kleines und günstiges Konferenzsystem aufzubauen.

Dieses muss aber auch nicht allzu viel bieten:

• Chat
• Sprachkommunikation optional mit Video
• Produktpräsentation (mittels Bildschirmübertragung)

Da das Unternehmen sich aufgrund der sehr schlechten Entwicklung der Auftragslage kein mehrere 1000 Euro teures Konferenzsystem installieren möchte, fiel die Wahl auf ein Kleinstsystem bestehend aus dem Raspberry Pi (im Folgenden Raspi) 4B mit 4 GB RAM. Meine Empfehlung war eigentlich ein kompakter NUC-PC mit Windows 10, allerdings ist der Raspi wesentlich günstiger und hat den Vorteil einer Leistungsaufnahme von unter 4 Watt im Leerlauf (ohne Lüfter), sodass der Rechner eigentlich nie ausgeschaltet werden muss und somit permanent zur Verfügung steht ohne, dass ein Benutzer erst noch umständlich ein System hochfahren und womöglich noch irgendwie konfigurieren oder Anwendungen starten muss. Außerdem glaube ich, dass der Coolness-Faktor auch noch eine Rolle gespielt hat.

Eine gute Ausgangsbasis für die Konfiguration des eigenen Raspis ist Berrybase. Dort kann man diverse Raspis (und auch andere Kleinstcomputer) sowie jede Menge Zubehör und sogar Fertigsysteme kaufen. Am Schluss kann ich aber auch noch eine Linkliste für das komplette System zur Verfügung stellen. Direkt am Anfang würde das möglicherweise nur verwirren.

Weitere Komponenten sind eine (Weitwinkel) Webcam mit Mikrofon, sowie Tastatur und Maus welche über Funk angebunden werden sollen. Als Software wurde Teams von der Firma Microsoft auserkoren. Diese gibt es aktuell und mindestens noch bis Ende 2020 umsonst und erfüllt alle Anforderung des Unternehmens.

Im Folgenden werde ich alle benötigten Komponenten und ihre Einrichtung Schritt für Schritt erklären. Der Thread hat somit den Charakter eines Tutorials und ist vorerst nicht für Diskussionen freigegeben.

Den Anfang mache ich natürlich mit der Hardware:

2020032718043800.jpg

Oben im Bild seht ihr das Gehäuse aus Acryl (Coolness-Faktor) sowie ein Typ C USB-Netzteil. Das Netzteil sollte mindestens 3A bei 5V zu liefern in der Lage sein. In der Mitte liegen eine Class 10 64 GB Micro SD-Karte inklusive Adapter sowie ein Lüfter. Unten dann der Raspi und Kühler aus Aluminium. Der rote und der braune Karton sind Umverpackungen.

Im nächsten Beitrag geht es dann um die Installation des Betriebssystems.

Übrigens: ob das nun alles so wie vorgestellt funktionieren wird kann ich jetzt noch gar nicht sagen. Ich gehe allerdings stark davon aus. Im Folgenden werden viele für einen normalen und der Technik nicht so mächtigen PC-Benutzer ungewohnte Prozeduren beschrieben. Ich werde die Konfiguration aber so detailliert gestalten, dass es kein Problem darstellt, solange man sich strikt an die Vorgaben hält.

Als erstes also benötigen wir natürlich ein Betriebssystem sowie eine Grundkonfiguration auf unserem Raspi. Dieses muss mit einem speziellen Tool auf die SD-Karte kopiert werden damit der Raspi auch ordentlich startet.

Auf der Website des Projektes existiert eine Möglichkeit zum Download dieses Tools (leider nur in englischer Sprache) mit dem Namen "imager" für diverse Plattformen:

https://www.raspberrypi.org/downloads/

Nach dem Download (in meinem Fall für Windows) kann die Anwendung direkt installiert und gestartet werden. Vor dem Start allerdings muss die SD-Karte an den PC angeschlossen sein!

Die Anwendung ist im Startmenü zu finden:

startmenu.png

Startet man die Anwendung (oder App) gibt es lediglich drei Schritte die durchzuführen sind:

imager-app.png

Schritt 1: Das Betriebssystem (Operating System) auswählen

Hier steht eine sehr große und auch etwas verwirrende Auswahl an Möglichkeiten zur Verfügung. Wir nehmen aber einfach den ersten Eintrag, nämlich das Raspbian, welches auch eine einfache und die Ressourcen schonende Oberfläche bietet.

imager-os-choice.png

Schritt 2: Auswahl der SD-Karte auf die geschrieben werden soll

Hier taucht die an den PC angeschlossene SD-Karte direkt auf:

imager-sd-choice.png

Sollten mehrere SD-Karten angeschlossen sein muss man natürlich die richtige davon aussuchen. Wenn man unsicher ist, sollte man einfach alle Karten bis auf diese eine entfernen.

Schritt 3: SD-Karte beschreiben

Da gibt's jetzt nicht so viel zu schreiben. Das Betriebssystem wird auf die SD-Karte geschrieben was einen Moment dauert, da im Hintergrund das Betriebssystem erstmal von der Projektseite herunter geladen wird.

imager-install.png

Nach ca. einer Stunde (plus-minus) darf man sich selbst auf die Schulter klopfen:

imager-ready.png

Der Raspi ist nun prinzipiell einsatzbereit.

Bevor man jetzt alles zusammen baut, sollte man eine Option im Betriebssystem des Raspi aktivieren damit man diesen auch vom Arbeitsplatz administrieren kann und nicht immer direkt vor dem Gerät sitzen muss.

Diese Option nennt sich "SSH". Dies ist ein Tool um mittels simpler Texteingabe in einer dafür geeigneten Anwendung (namens putty, nur, damit man das schon mal gehört hat) seinen Raspi bequem fernsteuern kann ohne dass man sich in den Konfi begeben muss.

Man kann das eigentlich auch später zu jedem beliebigen Zeitpunkt erledigen, ich allerdings werde des Raspi mittels putty weiter konfigurieren. Alternativ werde ich aber natürlich auch die Konfiguration mit der Oberfläche des Raspi zeigen. Um also SSH auf dem Raspi zu aktivieren muss man einfach nur eine Datei auf der SD-Karte ablegen.

Dazu öffnet man den Datei-Manager und öffnet das Laufwerk der SD-Karte mit dem Namen "boot":

ssh-file.png

Sollte sich das Laufwerk nicht öffnen lassen muss man die Karte nur kurz entfernen und dann wieder anschließen. Öffnet man dieses Laufwerk boot werden ziemlich viele Dateien mit komischen und unbekannten Endungen aufgelistet. Das darf man aber einfach ignorieren. Wir wollen hier einfach nur eine Datei anlegen.

boot-files.png

Man klickt einfach mit der rechten Maustaste in einen leeren Bereich in diesem Ordner (aufpassen, dass man keine Datei auswählt). Ein Kontextmenü öffnet sich und man klickt dort auf "Neu" und dann auf "Textdatei" und drückt dann die Eingabetaste (Enter):. Anschließend liegt dann die Datei "Neue Textdatei.txt" (oder so ähnlich) in diesem Verzeichnis. Diese muss man dann, ebenfalls mit Rechtsklick dann aber auf diese Datei umbenennen in ssh:

ssh-create.png

ssh-rename.png

Wenn man bei einer Datei die Dateiendung umbenennt oder, wie in diesem Fall, entfernt, fragt Windows nach ob man das wirklich machen möchte. Und wir möchten das auf jeden Fall machen. Die Datei in dem Verzeichnis muss danach "ssh" ohne etwas davor oder danach heißen. Ganz wichtig!

Das wäre erledigt, jetzt bauen wir alles zusammen.

Vor dem Zusammenbau sei noch gesagt, dass Elektronik ziemlich empfindlich auf Überspannung reagiert. Die Profis haben da spezielle Arbeitsplätze. Ich aber bin kein Profi und "entlade" mich an einem Türgriff oder an der Heizung an einer blanken Stelle um überschüssige Elektronen zu verlieren.

Als Erstes stecken wir die SD-Karte in den dafür vorgesehenen Einschub auf der unteren Seite der Platine:

2020032722525300.jpg

Zwar entwickelt dieser Kleinst-Computer nicht übermäßig Wärme, aber Kühler sind auf jeden Fall zu empfehlen. Bei der Installation kann eine kleine Pinzette nicht schaden um die Schutzfolie abzuziehen. Anschließend müssen die Kühler halbwegs bündig auf die entsprechenden Komponenten gesetzt und leicht angedrückt werden. Nur leicht, damit die Platine auch heil bleibt. Ich habe mal coole blaue Kühler gewählt die bei dem Acryl-Gehäuse dabei waren:

2020032723112700.jpg

Als zusätzliche Kühlung habe ich noch einen Lüfter vorgesehen. Der ist vielleicht nicht so wirklich nötig, aber sicher ist sicher und die Elektronik dankt es mit längerer Lebenszeit. Der Raspi bietet eine eigene Stromversorgung für weitere Komponenten an. Dies in 3,3 und in 5 Volt. Ich wähle für den Lüfter die 3.3 Volt, da der mit der niedrigeren Spannung natürlich auch nicht so schnell dreht und damit natürlich leiser ist.

Diese Leiste mit den vielen Pins ist quasi die Steckerleiste des Raspis die auch eine Funktion "Stromversorgung" bietet. Allerdings sollte man darauf achten, dass man nicht wer weiß was für Stromfresser anschließt. Das Netzteil ist auf 3 A beschränkt, und welche Ströme man der Platine zumuten kann weiß ich auch nicht. Ein kleiner Lüfter allerdings ist vollkommen unkritisch.

5 Volt:

2020032723344900.jpg

Und 3,3 Volt:

2020032723344901.jpg

Natürlich ist darauf zu achten, dass der Lüfter korrekt eingebaut und auch korrekt verpolt ist. Andernfalls bläst der natürlich in die falsche Richtung. Im Allgemeinen liegt aber eine Beschreibung bei die das detailliert schildert.

Dann nur noch das Gehäuse zusammenschrauben und et voilà:

2020032723450600.jpg

Da ist er, unser kleiner Raspi. Lauffähig und eingebettet in seinen Acrylpalast. Ich überlege gerade, ob ich nicht einfach noch ein paar LEDs reinpacke damit es noch ein wenig lässiger ausschaut...

Mit Erschrecken muss ich feststellen, dass ich kein Micro-HDMI-Kabel habe. Das ist nicht weiter schlimm da man für die weitere Installation den Rechner nicht zwangsläufig an einen Monitor anschließen muss. Ich schaue mal, was ich machen kann übers Wochenende.

Was ist bisher geschehen? Ich fasse mal kurz zusammen:

• Raspberry und ein paar Komponenten gekauft (Linkliste folgt)
• Mittels der Anwendung "imager" Raspbian auf eine SD-Karte installiert
• Eine Datei "ssh" im Basisverzeichnis der SD-Karte angelegt
• Alles zusammengebaut und in ein Gehäuse gesetzt

Im Affekt war ich kurz davor doch noch ein passendes HDMI-Kabel zu besorgen. Aber die Vernunft obsiegte heute Morgen dann doch noch und ich lasse mir das doch lieber liefern. Dabei war ich mir so sicher, dass ich in meinem Elektronikbunker solch ein Kabel habe.

Dafür habe ich jetzt aber keine direkte Bildschirmausgabe, was die Sache etwas verkompliziert, aber natürlich nicht unmöglich macht.

Der nächste wichtige Punkt ist die Grundkonfiguration des Raspis, die aber größtenteils automatisch abläuft. Aber wie komme ich jetzt auf das Gerät? Mittels des sowieso vorhandenen Netzwerkes. Denn wir wollen ja mit anderen kommunizieren. Aus ganz alten Tagen bietet Unix ein Tool an mit dem man von überall auf der Welt auf den Computer zugreifen kann. Dieses setzen wir jetzt ein.

Damit landen wir in dem etwas komplizierteren Teil des Tutorials. Es führt leider kein Weg daran vorbei an ein paar Grundkenntnissen in dem Bereich zu besitzen. Allerdings sollte sich auch in dem kleinsten Unternehmen jemand finden, der sich ein wenig mit dem Netzwerk und ganz allgemein der IT-Technik auskennt.

Das erste was wir benötigen ist eine IP-Adresse die den Computer im Netzwerk erreichbar macht. Das passiert allermeistens automatisch da in den allermeisten Netzwerken eine Komponente dafür verantwortlich ist, dass angeschlossene Computer solch eine Adresse zugeteilt bekommen ohne, dass jemand etwas dafür tun muss.

Wir stöpseln also ein Netzwerkkabel (Kategorie 5 oder höher) in den Raspi ein und stecken ihn dann an die Steckdose damit er mit Strom versorgt wird.

2020032811241600.jpg

Ein paar Dioden leuchten auf und der Lüfter lüftet. Hier kann man dann mit dem Handrücken auch mal testen, ob Luft angesaugt oder rausgeblasen wird. Richtig ist es, wenn die Luft angesaugt wird.

Der nächste Schritt ist die Ermittlung der Netzwerkadresse des Raspis. Diese wurde ihm ja jetzt automatisch zugewiesen. Hier in meinem Fall von meinem DSL-Router, einer Fritz-Box. Hier lasse ich mir einfach alle Verbindungen anzeigen:

network.png

Wie man sehen kann, sind dort zwei Raspberrys zu sehen. Einer davon ist der, der gerade neben mir liegt. Der andere ist mein Pi-Hole. Da ich die Adresse meines Pi-Holes kenne, muss es die 192.168.178.68 sein.

Jetzt benötige ich auf meinem PC noch eine Anwendung mit der ich auf den Raspi zugreifen kann. Hier kommt putty (eine Seite aus den ganz alten Tagen des Internets) zum Einsatz. Auch das gibt es für diverse Plattformen. Man sucht sich einfach die eigene heraus, führt den Download durch und installiert die Anwendung. Anschließend startet man putty um sich mit dem Raspi zu verbinden.

Der Hostname oder die Adresse haben wir vorhi ja ermittelt und wird in das Feld eingetragen. Der sogenannte Port ist immer 22 und der Connection Type ist "SSH", was wir ja mit dieser kleinen Datei auf dem Raspi aktiviert haben:

putty.png

Man klickt auf "Open" sollte sich ein Fenster öffnen. Wenn es das tut: Glückwunsch, man hat nun das Gröbste hinter sich. Der Raspi rennt und man ist mit ihm verbunden.

login.png

Die Anmeldung für einen frisch installierten Raspi ist immer der Benutzer "pi" mit dem Kennwort "raspberry". Natürlich ändern wir das beizeiten weil es allgemein bekannt ist. Das kann man aber jederzeit machen, daher sparen wir uns das hier. Zumal das ja nicht mein Gerät ist.

Wenn man alles korrekt eingegeben hat:

hello-pi.png

Hurra und hallo Raspberry Pi!

Wie geht es nun weiter? Bis jetzt kann der Computer ja noch nicht wirklich etwas. Das erste was wir machen müssen ist, die Konfiguration durchzuführen. Wie man das macht, steht auch in der letzten Zeile:

Use raspi-config to set the country before use.

Also geben wir einfach "raspi-config" ein und drücken die Eingabetaste (Enter). Da wir aber eine Änderung am System vornehmen wollen müssen wir dies als "Administrator" (bei Unix nennt der sich "root") machen. Das kennt man ja auch von Windows wenn man versucht eine Anwendung zu installieren.

sudo raspi-config

Wir stellen also den "sudo" voran der dafür sorgt, dass man den Befehl mit root-Rechten ausführt:

raspi-config-1.png

Auf den ersten Blick sieht man, dass man hier schon recht viel machen kann. Ich werde allerdings nicht alle Optionen durchgehen. Das kann man jederzeit erledigen einfach mittels "sudo raspi-config". Hier kann man das Kennwort des Benutzers "pi" ändern oder auch die Netzwerkeinstallungen, wenn man z.B. WIFI nutzen möchte. Der Raspi kann aber von sich aus kein WIFI. Dazu wird ein entsprechender Adapter benötigt den man dann mittels USB einbindet. Man kann hier übrigens nur mit den Pfeiltasten sowie der Tabtaste der Tastatur navigieren und mit der Eingabetaste die Auswahl bestätigen. Eine Unterstützung der Maus existiert hier nicht.

Das erste was wir machen ist, die Sprache einzustellen.

Schritt eins ist es, mit der Nach-unten-Taste auf die "Localisation Options" zu gehen und die Eingabetaste zu drücken:

raspi-locale-1.png

Es öffnet sich ein weiterer Bildschirm mit diversen Sprachoptionen. Wir kümmern uns aber erstmal nur um die Sprache:

raspi-locale-2.png

Hier gelangt man zu einer Auswahlliste. Mit den Pfeiltasten muss man durch die Liste wandern bis man auf einen Eintrag "de_DE .UTF-8 UTF-8" stößt. Diesen markiert man mit der Leertaste sodass ein Sternchen in der Klammer steht. Mit der Tabulatortaste geht man zu "Ok" und drückt die Eingabetaste:

raspi-locale-3.png

Eine weitere Auswahl erscheint in der man mit den Pfeiltasten zu "de_DE.UTF-8" geht und wieder die Eingabetaste drückt.

pasted-from-clipboard.png

Man kehrt zur Hauptansicht zurück. Nun ist deutsch als Sprache eingestellt. Allerdings nicht hier in der Konfiguration. Die bleibt leider englisch.

Anschließend muss man dem Raspi noch sagen, dass er nach einem Neustart direkt die Oberfläche starten soll. Das kann man zwar auch manuell machen, aber wir wollen das dem Benutzer natürlich nicht zumuten. Ein Konsolenfenster wie dieses hier ist keine gescheite Benutzerschnittstelle.

Dazu wählen wir die "Boot Options" aus:

raspi-boot-1.png

Wieder kommen wir in eine Ansicht. hier wählen wir "Desktop / CLI" und bestätigen mit Enter:

raspi-boot-2.png

In der folgenden Ansicht wählen wir "Desktop Autologin":

raspi-boot-3.png

Beim nächsten Start wird der Raspi also den Desktop starten und den Benutzer "pi" automatisch anmelden. Natürlich kann man weitere Benutzer hinzufügen da Unix ein Multi-User-OS ist. Aber das spare ich mir hier, da wir ja ein Konferenzsystem haben wollen welches von allen Benutzern genutzt werden kann.

Damit ist unser Raspi eigentlich fertig. Aber eine Kleinigkeit für den Monitor fehlt noch. Das mache ich aber erst im nächsten Beitrag.

So, um es kurz zu machen:

Microsoft hat wohl irgendwann die ARM-Architektur, trotz hoher Verbreitung, nicht mehr weiter unterstützt, was an mir vorbei gegangen ist. Allerdings hätte ich nur mal genauer in die Anforderungen von Teams oder Skype schauen müssen um das festzustellen.Und hätte mir den Aufwand sparen können.

Bliebe noch, eine alte Version auf dem Raspi zu installieren die auf ARM lauffähig ist. Aber ob die noch kompatibel ist, kann man nicht sagen. Daher spare ich mir das.

Fazit: Teams/Skype auf dem Raspi geht nicht, da die Prozessorarchitektur nicht mehr von MS unterstützt wird.

Was mache ich jetzt mit dem Kleinen? Ich habe mal zum Spaß ein wenig damit herum gespielt und muss sagen, dass der ziemlich flott ist und durchaus Potenzial als Desktop-PC hat.

Edit: Das Thema ist jetzt offen für Diskussionen, sollte daran Interesse bestehen.

Der_Stuffz : Ja, das ist genau das Problem.

Aber jitsi ist schon interessant. Für meinen Freund allerdings nicht die Alternative.

tomduly : Danke. Das werde ich mir genauer anschauen. Vielleicht ist es das. Wäre toll!

Android war leider auch nicht die Lösung. Prinzipiell bekommt man es schon zum Laufen auf dem Raspi, aber das hat dann mit "einfach" nichts mehr zu tun.

Das größte Manko daran ist allerdings, dass die Grafikkarte nur rudimentär unterstützt wird. Damit kann man dann flüssiges Video über Briefmarkengröße hinaus leider vergessen.

Ich hatte gestern die Installation zum Spaß nochmals durchgeführt, da das Mikro-HDMI endlich im Briefkasten lag und muss sagen, dass das Raspbian wirklich komfortabel ist. Die oben aufgeführten Schritte mit der Kommandozeile sind gar nicht mehr nötig. Man wird beim ersten Start durch die Konfiguration geleitet und ist 2 Minuten später lauffähig. Das kann wirklich jeder auch ohne großartige Kenntnisse in dem Bereich.

Hakelig wurde es erst wieder bei Installation weiterer Komponenten mit dem Paket-Manager. Linux-like bekommt man bei einer Suche z. B. von Open Office zig Pakete angezeigt, aber Open Office war nicht dabei. Also habe ich das dann doch lieber manuell installiert. Da schwächelt Linux nach wie vor bei der Benutzerfreundluchkeit.

Mein Freund kauft jetzt doch einen NUC für seinen Konfi und hat das Teams dann wahrscheinlich 30 Minuten später lauffähig am Start.

Und ich werde wohl eine Wetterstation basteln, da mir sonst eigentlich nichts sinnvolles einfällt was ich mit dem Raspi anstellen könnte. Damit werde ich dann die erfassten Daten an openweathermap melden. Man könnte so vieles mit dem Kleinen anstellen. Aber irgendwie hat man ja schon alles. Da wird es schwierig etwas zu finden was man noch gebrauchen könnte.

Langeweile habe ich gerade nicht, eher das Gegenteil davon. Aber wer weiß schon, wie es in ein paar Wochen aussehen wird.

Danke für den Tipp!

Puh...

Also ich muss schon sagen: den Pi irgendeinem sinnvollen Zweck zuzuführen ist echt hartes Brot.

Natürlich hatte mir das mit Teams überhaupt keine Ruhe gelassen und ich habe noch 1000 Dinge getestet. Zuletzt war ich dabei aus dem installierten Debian in einen X86-Emulator ein zweites Debian zu starten. Eben ein x86-Debian. Dort habe ich dann Wine installiert um dann endlich mal das Teams nutzen zu können. Aber letztendlich scheiterte wirklich immer alles an der mangelnden Unterstützung für die Grafikeinheit. Also viel Zeit für nichts verbraten. Aber immerhin habe ich nun reichlich Erfahrungen mit Debian sammeln dürfen.

Also habe ich mir weiter das Hirn zermartert, was ich mit dem Kleinen noch so anstellen kann. Eine Wetterstation erschien mir dann doch irgendwie sinnlos. Ganz nett als Spiel- und Bastelprojekt. Aber das Wetter habe ich wenn ich aus dem Fenster schaue und Vorhersagen kann ich auch einfach per App auf dem Mobile abrufen.

Dann habe ich heute mal versucht, den Tipp von tomduly umzusetzen und habe Bionic auf dem Pi installiert um die bescheidene Rechenleistung des Raspis irgendeinem Projekt zu spenden. Die Installation ist ja trivial. Die Konfiguration der Projekte ohne Client aber die Hölle. Dazu kam dann, dass nur wenige Projekte ARM unterstützen. Und teilweise wird die Plattform nicht mehr unterstützt, nur weiß seti@home noch nichts davon. Somit ist auch das gestorben.

Sollte hier noch jemand eine Idee haben: immer her damit.

Der Raspberry 4B mit 4GB RAM für unter 100 Euro (Gehäuse inklusive) ist absolut tauglich für normale Büroanwendungen. Da ruckelt gar nichts.

Das einzige Manko ist die fehlende Unterstützung für DRM-Inhalte. Netflix und Spotify kann man leider mangels Google Widevine (gibt's auch nicht für ARM) vergessen. Es gibt wohl Wege das mittels Kodi auch zu betreiben, allerdings habe ich das nicht getestet.

Ohne Oberfläche hat der Pi bei mir 2,7 Watt im Leerlauf gezogen. Mit Oberfläche waren es 6,5 Watt im Leerlauf. Unschlagbar für die Leistung würde ich sagen. Dazu ist die Installation trivial.

Das wäre mit Tastatur, Maus und einem kleinen und günstigsten LCD doch der Rechner für unsere Schulen für wahrscheinlich weniger als 200 Euro mit dem alles (bis auf DRM und zocken) machbar ist.