Wenn's um die genaue Zeit geht, dann gerät der Raspberry Pi schnell ins Schleudern. Die fehlenden Echtzeituhr verpassen Sie dem Mini-PC bei Bedarf kostengünstig und mit wenigen Handgriffen.
Normalerweise weiß der Raspberry Pi, was die Stunde geschlagen hat. Denn wenn er eine Verbindung zum Netzwerk hat, synchronisiert sich die Software-Uhr des Mini-PCs mit einem NTP-Server. Hat der Rechner aus irgendeinem Grund diese Option jedoch nicht, kommt er üblicherweise sehr schnell aus dem Rhythmus.
Glücklicherweise gibt es im Handel [1] ein fertiges Uhrenmodul (Abbildung 1), das genau diese Lücke ausfüllt. Seine Pin-Belegung passt exakt auf die GPIO-Schnittstelle des Raspberry Pi (Abbildung 2). Der passende Treiber ist bereits vorhanden. Die zur Installation nötigen Schritte erledigen Sie in ein paar Minuten, also nichts wie ran ans Werk.
Hardware
Bevor Sie richtig loslegen, schauen Sie sich noch einmal genau an, was für ein Modul Sie erworben haben. Ein kurzer Blick auf den Schaltplan (Abbildung 3) der Module verrät, dass der kleine gelbe Knopf kein Hochleistungskondensator oder gar ein Akku ist, sondern nur eine einfache CR2032H Knopfzelle. Diese hat normalerweise eine Lebensdauer von über einem Jahr.
Sollte die Uhr einmal nicht richtig laufen, ist vermutlich diese Batterie leer. Dieser spezielle Typ ist etwas schwierig im Handel zu bekommen. Die Beschaffung einer CR2032 in einer größeren Bauform ist aber kein Problem [2]. Die größeren Modelle haben außerdem den Charme einer höheren Kapazität und dadurch einer erheblich längeren Lebensdauer.
Software einrichten
Mit raspi-config können wir das Laden der I2C-Treiber einschalten: Dazu wählen Sie (8) Advanced Options | <A7 I2C und aktivieren dann alle Punkte. Nach dem Neustart des Rechners sollten die entsprechenden Treiber geladen sein.
So weit die Theorie. Unglücklicherweise klappt das automatische Laden der Treiber mit der aktuellen Version von Raspbian nicht. Daher ist es ntowendig, dass Sie das Laden der Module selbst in der Datei /etc/modules aktivieren. Zu diesem Zweck tragen Sie die zwei Zeilen aus Listing 1 zusätzlich in diese Datei ein.
i2c-bcm2708 i2c_dev
Um zu prüfen, ob alles geklappt hat, installieren Sie anschließend die I2C-Tools. Das erledigen Sie auf der Kommandozeile mit den drei Befehlen aus Listing 2, wobei die ersten beiden zuerst die Paketquellen abfragen und dann das System auf den aktuellen Stand bringen.
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade sudo apt-get install i2c-tools
Bei älteren Installationen ist es unter Umständen möglich, dass ein Eintrag in der Datei /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf das Laden der zwei Module verhindert. Sollte das der Fall sein, kommentieren Sie die Stellen in dieser Datei einfach aus. In der aktuellen Version von Raspbian gibt es dieses File nicht mehr.
Haben Sie die I2C-Tools installiert und die entsprechenden Einträge in den Dateien vorgenommen, starten Sie den Raspberry Pi neu. Mit dem Befehl können wir nun überprüfen, ob das Uhrenmodul sich am I2C-Bus angemeldet hat.
# sudo i2cdetect -y 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
Diese Ausgabe nutzen Sie nun, um das System entsprechend zu konfigurieren. Der Befehl aus Listing 4 definiert, dass am I2C-Bus unter der Adresse 0x68h ein Gerät, in diesem Fall das DS3231-Modul, angeschlossen ist.
echo ds3231 0x68 | sudo tee /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device
Der Befehl sudo hwclock zeigt uns jetzt die Zeit des Moduls (Hardware-Uhr) an. Diese ist in der Regel komplett falsch. Das verwundert nicht, da das Modul als solches noch nicht konfiguriert ist. Um die Uhr mit der aktuellen Zeit des Systems, also der der softwarebasierten Uhr, zu synchronisieren, verwenden Sie den Befehl sudo hwclock -w.
Falls die Systemzeit nicht stimmen sollte, stellen Sie diese mit sudo date -s "Sep 27 2014 12:46:00" zuerst einmal ein, bevor Sie wiederum die Hardware-Uhr mit dieser abgleichen.
Damit nun nach dem nächsten Reboot alles wieder richtig funktioniert, sorgen Sie dafür, dass das System den Befehl echo ds3231 0x68 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device bei jeden Start ausführt. Am einfachsten klappt das, indem Sie dieses Kommando in die Datei /etc/rc.local vor die Zeile exit 0 einfügen. Das System führt die Befehle aus dieser Datei bei jedem Start aus.
Aufräumen
Haben Sie alles eingerichtet, schalten Sie die softwarebasierte Uhr und die Verbindung zum NTP-Dienst ab (Listing 5). Diese Änderungen wirken allerdings erst nach dem nächsten Reboot.
sudo update-rc.d ntp disable sudo update-rc.d fake-hwclock disable
Sollten Sie doch einmal Ihre Hardware-Uhr mit einem NTP-Server abgleichen wollen, tun Sie das mit den folgenden zwei Befehlen:
sudo ntpd -gq sudo hwclock -w
Fazit
Für viele Log-Funktionen, die der Mini-PC übernimmt, ist die korrekte Zeit ein Muss. Dank des vorliegenden Moduls verpassen Sie dem RasPi problemlos eine eigene Echtzeituhr. Nun zeigt er die Uhrzeit selbst dann korrekt an, wenn Sie den Rechner einmal für längere Zeit nicht mit dem Internet verbinden.