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Web Log Teil 458: 25.4.2016 - 29.4.2016

25.4.2016: Wofür kann man den Raspberry Pi einsetzen?

Seit zwei Jahren nutze ich nun den Einplatinenrechner Raspberry Pi. Mittlerweile gibt es die dritte Version des kleinen Zwergs, und betrachtet man nur einige technische Parameter so ist in den drei Jahren zwischen erstem und drittem Modell (Raspberry Pi 3) einiges  passiert:

Ich habe mir den kleinen Rechner ursprünglich gekauft damit ich im Urlaub auch mal surfen kann oder an verregneten Tagen einen Aufsatz schreiben kann. Das heißt er sollte einen Desktop ersetzen, wenn auch nicht vollständig, sondern nur zweitweise. Inzwischen habe ich den dritten Raspberry, das neueste Modell 3. Zeit das ich mal schreibe was man damit machen kann.

Der ursprüngliche Raspberry PI ist meiner Ansicht nach für den Desktop Ersatz zu lahm. Alles dauert gefühlte Ewigkeiten, egal ob man einen Text schreibt oder eine Webseite aufruft. Schon der ruhende Desktop erzeugt eine periodisch zwischen 10 und 20% pendelnde Prozessorlast, dabei ist die Oberfläche minimalistisch und erinnert an Windows 3.1 oder frühe Linuxe wie ich sie von Mitte der Neunziger noch kenne, vor KDE und Gnome. Beim Raspi 3 liegt die Prozessorlast bei ruhendem Desktop dagegen bei 1-2%. Beide brauchen rund 220 MB Speicher wenn man den Grafik Speicher für die GPU hinzurechnet für das Betriebssystem. Offiziell hat der Raspi 1 die Rechengeschwindigkeit eines Pentium 3, doch selbst ein AMD-486-100 fühlte sich unter Windows 98 schneller als der Raspi 1 an.

Den Desktop kann man auswechseln. Es gibt zahlreiche Alternativen auch wenn man beim offiziellen  Raspberry Betriebssystem bleibt (es gibt noch Alternativen beim Betriebssystem, dazu unten mehr). Ich habe den minimalen Desktop beibehalten, weil wenn ich ihn nicht gerade in den Urlaub mitnehme ich mit den Raspis nur über Remote Desktop oder Weboberfläche in Berührung komme und da da der ganze Bildschirminhalt übers netz geht ist weniger besser. Ansonsten finde ich den Xfce eine gute alternative - er ist auch leichtgewichtig und sieht deutlich besser aus.

Der Raspberry Pi in der originalen Version dient seit letztem Juli als Wetterstation: Er zeichnet periodisch die Daten von vier Sensoren auf, erstellt daraus Grafen und eine Webseite. Wer sich über die komischen Grafiken heute wundert: ich experimentiere gerade mit Softwareänderungen und da ist heute Nacht ein Überlauf passiert. Ansonsten (wenn die Software keine Fehler hat) tut der Rechner seinen Dienst ohne betreut zu werden. Zwischen Ende September und Ende Februar lief er permanent durch, dann habe ich wieder mal die Software aktualisiert.

Ich denke man kann ihn auch für Aufgaben einsetzen die nicht gerade einen Desktop erfordern. (man kann alle Raspis auch nur eine Linux Shell booten lassen). Im Netz findet man Vorschläge für einen Print- oder Mailserver. der Printserver ist vielleicht ganz nützlich alte USB-Drucker ins Netzwerk zu stellen, wenn man mehrere Rechner hat. Der Mailserver für jemand der sowieso keine permanente IP hat wohl eher weniger.

Mit dem Sprung auf die Version 2 hat die Hardware den größten Fortschritt gemacht - vier Kerne, höherer Takt. In Benchmarks ist der Rasp 2 rund sechsmal schneller als sein Vorgänger. Dazu noch ein doppelt so großer Speicher. Damit taugt er wirklich als Desktop Ersatz. Ich habe ihn daneben als Medienplayer genutzt. Mit OpenElec gibt es dafür eine Distribution. Damit kann man Musik und Videos von USB-Sticks wiedergeben oder mit Plugins die Mediatheken besuchen und von dort Sendungen angehen. Was mit dem Raspi 3 noch nicht ging, waren HD-Videos also die Auflösung 1920 x 1080 mit Openelec abzuspielen. Mal sehen ob es der Nachfolger kann. Die Zusammenarbeit mit dem Chipsatz ist dafür essentiell, denn installiert man nicht Openelec mit der entsprechenden Unterstützung sondern einen Medienplayer im normalen Raspbian, so ruckeln schon SD-Videos.

Da ich seit März einen HBBTV-fähigen Fernseher habe, man also die Mediatheken direkt ansehen kann und der auch eine größere Unterstützung für Videoformate hat kann ich seitdem auf den Raspi als Medienplayer verzichten. Der Raspi 2 dient nun als NAS-Server. Auch dafür gibt es eine Distribution Openmediavault. Man administriert nach dem ersten Booten nur noch über die Web Oberfläche, was meiner Erfahrung nach ab und an nicht so funktioniert. Alternativ kann man auch in Rasbian einen Samba Dienst einrichten. Das verlief etwas zäher. Man muss schon wissen wie es generell läuft. Mir half meine Erfahrung aus der Administration von Laborrechnern an der Hochschule Esslingen, so wusste ich zumindest wie der SMB Dienst unter Windows geht. Wer es selbst machen will: In Openmediavault die externe Platte mit ext4 formatieren und einbinden, SMB-Dienst aktvieren und Benutzer mit Verzeichnis anlegen. Derselbe Benutzer muss dann mit demselben Verzeichnis (nach der IP-Adresse) in Windows verbunden werden.

Man sieht aber hier schon die Grenzen des Pi. Rechnet man zum Preis des Rechners noch ein Gehäuse und ein Netzteil hinzu so ist man bei rund 65 Euro. Er kann nur externe Festplatten ansteuern (bei mir hängt eine ausgediente USB 2.0 1-TB-Platte dran) sodass wenn jemand das neu aufbaut er auch noch ein Festplattengehäuse kaufen muss und nochmals 20 Euro los ist. Für die 85 Euro gibt es aber schon 2-Bay Fertig-NAS Gehäuse, zwar nicht mit besserer Hardware, aber auf diesen Zweck zugeschnitten und daher erreichen diese meist höhere Datenraten beim Transfer. Zuerst machte ich den Fehler den Raspi am alten Platz im ersten Stock zu lassen, da Kammer über meine Powerline Vernetzung  im Haus nur auf rund 1 MByte/s über die Leitung. Später habe ich ihn direkt an den Router angeschlossen. Nun erreicht er da die Distanz zum Arbeitsplatz Rechner kleiner ist und die Daten nicht zweimal über den Router/Powerline müssen rund 7 MByte/s. Viel mehr wird's nicht werden, denn der Raspi hat nur 100 MBit Ethernet. Ohne Kollusionen gibt es da schon im Idealfall maximal 12 MByte/s.

Wer ein NAS nicht dauern braucht und nur einige alte USB-Platten verwenden will wie ich, für den reicht es. Der Einsatz zeigt aber auch die Grenzen des Raspberry auf. In der neuesten ct kam auch ein Artikel über den Raspi. Die Architektur ist eng vernetzt mit einem Broadcom Chipsatz und der wird nicht weiter entwickelt. Die ARM-Prozessoren sind an den Chipsatz nur angekoppeltes Beiwerk und können leicht ersetzt werden. Gerade der Chipsatz begrenzt nun aber die Performance in einigen Aspekten deutlich. Das so nie mehr als 1 GB Speicher möglich sind ist nicht so schlimm. Meiner Erfahrung nach reicht er selbst beim Office Einsatz gut aus. Ärgerlicher ist, das keiner der Medienplayer in Rasbian die Grafikfähigkeiten voll ausnutzt und Videos so ruckeln. Der Hauptflaschenhals ist das 4 USB Ports und der Ethernetzport sich einen Datenpfad teilen. Das bedeutet es wird weder Gigabit Ethernet geben noch schnelle USB-Transfers. Nicht mal USB 2.0 Tempo wird voll ausgereizt.

Der neue Raspi 3 ist noch nicht getestet, er soll neben dem Urlaubsrechner auch in meiner Entwicklungskette zum Einsatz kommen: Meine Wetterstation entwickelte ich unter Windows mit Lazarus, läuft sie (mit Ausnahme der Sensorabfrage die nur direkt über den Pi geht) so kompiliere ich sie unter dem Raspi 3 ins ARM-Format und die fertige Binary überspiele ich dann auf den Raspi 1, so vermeide ich das dort zeitraubende Editieren und Kompilieren auf dem langsamen Rechner.

Software gibt es für den Raspi genug, beim Raspi 1 musste man noch die Synaptik Paketverwaltung zusätzlich installieren, inzwischen ist sie mit im Betriebssystem integriert. Ich bevorzuge, da ich noch unter dos aufgewachsen bin, aber das terminal bzw. erledige das über SSH vom PC aus. Installiere ich Lazarus über die Paketverwaltung so sehe ich zig verschiedene Pakete, die man nicht alle braucht. Aktiviert man das wichtigste so werden einige zusätzlich mitinstalliert, aber nicht alle, beim ersten Start meldet die IDE dass die quellen von Lazarus und FPC fehlen. Da fand ich die alte Methode mit zwei leicht merkbaren Teilen einfacher:

sudo apt-get install fpc

sudo apt-get nstall lazarus

und das funktioniert dann auch. Spätestens wenn man Gnome installieren will und nicht weiß welche der vielen Pakete man braucht ist ein

sudo apt-get install gnome

der bessere Weg. Beim Kde geht das leider nicht. Wer das macht sollte das übrigens besser von einer SSH-Shell aus machen als aus dem Terminal aus der grafischen Oberfläche. Bei mir gab es da zumindest viele Fehler. Als sehr hilfreich haben sich Putty für die secure shell und winscp für das Transferieren von Dateien erwiesen. Den remote Desktop hat ja Windows an Bord.

 Was mich auch nervt ist das die Raspberry PI Foundation eine Zeitlang eine Distribution Updates (aber keine Upgrades) versorgt und dann eine neue einführt. An der alten wird dann nichts mehr getan bzw. schon vorher waren die Updates eher mau. Lazarus kam z.B. beim ersten Raspian in der Version 0,934 heraus. Das war schon zwei Jahre vorher veraltet. Nun ist die aktuelle 1.24, beim Lazarus Projekt dagegen 1.6. Wie ich feststellte sollten die Versionen in der Entwicklungskette aber identisch sein, sonst gibt es das eine oder andere Problem beim Übersetzen der Quelltexte. Es gibt aber kein update für das alte Raspbian "Wheezy" auf das neue "Jessie". Gut man kann ein neues Diskimage runterladen und auf die SD-Karte bzw. Mikro-SD Karte spielen, doch dann ist auch alles weg was vorher drauf war, selbst wenn man die SD-Karte in Betriebssystem und Datenpartition unterteilte, die Imagesoftware erstellt nun mal Images und dann ist auch die Partionstabelle weg. Openelec zeigt auch das es anders geht und im laufenden Betrieb aktualisiert wird., Während des Einsatzes prang hier die Version von 5 auf 6. (übrigens ohne das man was einspielen musste, das ging automatisch).

Zwischendurch habe ich daher sogar mal den Compiler aus den neuesten Quellen selbst erstellt, das ging nach einer Webanleitung ganz gut beim Raspi 2, doch nicht beim Raspi 1, der zu wenig Speicher hatte, daher lies ich es dann später.

Das Raspi OS ist sicher ein Vorteil des Rechners, denn es gibt einen breiten Fundus an Software. Leider eben mit dem Manko der obigen Updatepolitik. Testweise habe ich auch ubuntu ausprobiert, da sieht dann die Oberfläche wirklich schön aus, aber auf dem Rasi 2 ist es mir zu langsam. Ich weiß nicht ob der 50% schnellere Raspi 3 da was bringt, aber ich denke das System ist an sich zu umfangreich.

Das man die Betriebssysteme nur auf SD- bzw. den neuen Raspis auch Mikro-SD Karten hat finde ich zweischneidig. Zum einen kann man so wechseln und experimentieren. Ich brauche nur auf eine SD-Karte ein Image schreiben und die in den Raspi zu schieben. So habe ich auch Windows 10 IOT ausprobiert - ein Witz auf dem Raspi zeigt es nur eine statische Seite, jegliche Kommunikation erfolgt mit der Powershell von Windows. Aber wenn er mal dauerhaft mit einem Betriebssystem laufen soll wäre es nett wenn man das Booten auf ein USB Device umstellen könnte, und es auch USB 3 Buchen gäbe. Selbst schnelle SD-Karten erreichen bei meinen Messungen nur 12-16 mb/s beim lesen. Das übertreffen selbst billige USB-Sticks bei weiterem.

Es gibt eine Reihe von Alternativen zum Raspberry. Sie haben weniger Nachteile, wie schnellere Ports oder integriertes Flash fürs Booten ohne Karte. Seit dem Raspi 2 mit schnellerem Vierkernprozessor entfällt aber der Hauptvorteil der Alternativen - der schnellere Prozessor. Zudem sind alle teurer oder haben eine viel kleinere Community.

Mein Fazit: für mich hat es sich gelohnt den Rechner auszuprobieren. Der Nutzen ist abzuwägen. Wer ein Smartphone hat bracht sicher keinen Pi in den Urlaub mitzunehmen. Wenn man den Pi nicht an den Fernseher anschließt oder über Remote Desktop wartet dann kommen noch Kosten für Monitor, Tastatur und Maus hinzu und dann ist der Spareffekt zu einem Billig-PC nicht mehr so groß. Für jemanden der eine Plattform für Experimente sucht ist er aber sicher ideal. Wenn nur die langsamen Ports und die Updatepolitik für ganze Images nicht wäre.

Was mir auch gefiel war, dass sich Linux inzwischen zu einer wirklichen Alternative zu Windows gewandelt hat. Das Rasbian basiert auf einem Debian System. Es ist eigentlich relativ linear zu bedienen, wenn mal etwas nicht funktioniert findet man im Netz auch Tipps und kann auch welche anderer Distributionen übernehmen (z.B. wie man den Lazarus Compiler unter Ubuntu neu aus den Quellen kompiliert). Mein Bruder, der es fertigbringt sich immer wieder Viren auf den Rechner zu fangen wird wohl beim nächsten Rechner ein Linux installiert bekommen - eben wegen der Problematik, was er sonst so installiert hat gibt es auch für Ubuntu. Für mich geht das wegen einer Spiele, vor allem aber der Programmierung nicht. Ich arbeite mit Delphi und das kann zwar inzwischen auch für iOS und Android Programme erstellen, aber läuft nur unter Windows. Lazarus ist nicht dasselbe, weder von der Leistung noch dem Komfort. Vor allem aber setze ich einige Erweiterungen ein die unter Lazarus nicht laufen und verdiene damit meine Brötchen.

Microsoft scheint das auch so zu sehen, denn nun gibt es in der neuesten Windows 10 Version ein Linux-Untersystem - zumindest für die Shell also Textoberfläche.

26.4.2016: Ich brauch das alles nicht

Ich bin seit etwa 20 Jahren Abonnement der ct, sporadisch gelesen habe ich sie schon früher. In den letzten Jahren habe ich das aktuelle Heft immer schneller durchgelesen. Der Grund: Es kommt immer mehr drin, das mich überhaupt nicht interessiert. Anfang des Jahrtausends war das noch anders, da habe ich ein Heft weitestgehend komplett durchgelesen.

Vielleicht werde ich alt, da fängt man an ja in eingefahrenen Kreisen zu fahren. Ich sehe das eher positiv. Man probiert was Neues nur aus, wenn die Arbeit, die man am Anfang reinsteckt, sich auch im Endeffekt auszahlt und nicht wenn man mehr Zeit für das Lernen reinsteckt, als man später an Zeitersparnis hat. Ich will mal ein paar Themen, die man jetzt in der ct' findet, aufgreifen und begründen, warum ich sie alle für überflüssig halte:

Virtual Reality - Das Thema hat sich für mich recht schnell erledigt, obwohl die Technik nun erstmals wirklich einsatzbereit ist. Im Prinzip braucht man neben einigen Sensoren, die zeigen, wo man hinzeigt, die Möglichkeit 3D-Bilder anzuzeigen. Das Erste gibt es schon seit Langem. Mein neuester Fernseher hat sogar eine Fernsehbedingung, die je nachdem wohin man sie schwenkt, den Mauscursor bewegt. In der Uni bezeichnete man so was als "SpaceMouse". Was Probleme machte, war die Erzeugung von zwei Bildern für jedes Auge. Mit Monitoren und Shutterbrillen oder Polarisationsfolien ging das mehr schlecht als recht, zumal man synchronisieren musste und der Monitor die doppelte Bildzahl anzeigen musste. Dank Smartphone ist das heute einfacher. Man steckt ein Smartphone in eine Halterung und auf der einen Hälfte des Bildschirms wird eben das Bild für das linke Auge und auf der anderen Seite das Bild für das rechte Auge erzeugt.

Das Thema geht an mir vorbei zum einen, weil ich wenig spiele, dafür nutzt man es derzeit noch meistens (ich wage zu prognostizieren, dass die Technik sehr schnell von der Pornoindustrie aufgenommen wird). Vornehmlich aber deswegen, weil ich seit Geburt einige Sehfehler habe, darunter, dass ich nicht dreidimensional sehen kann. Ich weiß das, seit es mal in den frühen Achtzigern eine Testsendung gab und ich mit Rot-grün Brille nur ein rotes oder grünes Bild sah, aber nie ein 3D Bild.

Smartwatches. Ich sehe ehrlich nicht den Nutzen dieser Uhren. Eine Uhr brauche ich zum Anzeigen der Zeit. Ich finde schon die Chronometer, die noch Mondphasen anzeigen, überfrachtet. Datum ist noch ganz nützlich. Vor allem sind die Interaktionsmöglichkeiten einer Uhr beschränkt und die Anzeige klein. Der praktische Nutzen ist für mich daher nahezu bei Null. Allerhöchstens automatisch dort SMS anzuzeigen, fällt mir noch als Anwendung ein, dann würden vielleicht nicht so viele Leute in ihren Taschen rumkramen, um die abzurufen. Dafür kosten solche Uhren einige Hundert Euro, müssen jeden Tag aufgeladen werden. Das ist meine Top 1 der überflüssigsten technischen Spielereien.

Heimautomation: Darunter versteht man, dass man im Haus so ziemlich alles ein/ausschalten kann, was man will. Das Thema ist ja nicht neu. Kaffeemaschinen, die man abends bestückt und die dann morgens per Zeitschaltuhr den Kaffee machen, gibt es schon lange Zeit. In einfacher Weise gibt es dass ja auch woanders. Zeitschaltuhren können elektrische Verbraucher an- und ausschalten. Ein Herd hat ebenfalls eine Uhr integriert. Das nutze ich, weil die Backzeiten meiner Gerichte bekannt sind, sogar fast immer. Heizungsthermostaten gibt es auch mit Zeitprogramm.  Solche habe ich letztes Jahr bei mir eingebaut. Nur kostet da einer 13 Euro und nicht 100. Er fährt ein festes Programm ab, aber mal ehrlich: wie oft kommt es vor, dass man die Heizung von der Ferne aus regeln muss? Das Gleiche gilt für die anderen Dinge, zumal die Technik noch nicht so richtig ausgereift dafür aber teuer ist. Das Einzige, was für mich nützlich wäre, wäre ein automatisches Ausschalten aller Lichter um 2 Uhr nachts - da bin ich bestimmt im Bett und ich vergesse ab und an mal Lichter auszumachen, vorwiegend da, wo ich selten hinkomme wie im Keller oder die Außenbeleuchtung. Doch bei über 100 Euro pro Regler war für mich die einfachere Lösung Energiesparlampen zu montieren. Die müssten über 27.000 Stunden brennen, bis sie die 100 Euro für einen Regler hereinspielen.

Action-Kameras: Mal ehrlich: Wer filmt seine Abfahrt, das Tauchen im Meer? So interessant ist das nicht und wie sind ja alle keine Stuntmänner, dass das dort gezeigte so aufregend wäre. Vielleicht noch interessant beim Tauchurlaub in einem Korallenriff, aber sicher nicht bei der Massen-Skiabfahrt, die man in 14 Tagen 10-mal runtergefahren ist. Das ist was für Möchtegern-Angeber, die meinen, wenn sie einmal im Jahr Sport machen, dann sollte er schon im Bild festgehalten werden.

Elektronsicher Schnickschnack fürs Fahrrad: Also für mich dient ein Fahrrad, um von A nach B zu kommen und einzukaufen. Nicht zum Angeben. Mir war schon unverständlich, wie man für ein normales Fahrrad über 1000 Euro ausgeben kann. E-Bikes mögen was sein für alte Leute (ich zähle mich mit 51 noch nicht dazu) oder wenn man viele Steigungen zu bewältigen hat. Wenn ich mit dem Fahrrad hier nach Esslingen oder Stuttgart, jeweils 200 m Höhenunterschied fahren müsste, dann wäre ein E-Bike vielleicht interessant. Wenn es aber schon elektrisch ist, dann gibt es eine Stromquelle für verschiedenen Schnickschnack. Es gibt da LEDs an den Reifen, die nur leuchten, wenn sie nach vorne oder hinten zeigen (Vorder/Hinterrad), Tracker für das Fahrrad, vielleicht noch am nützlichsten, wenn das Fahrrad wertvoll ist, da kann man es bei Diebstahl orten (sofern das Ding nicht entfernt wurde), Bluetooth Schlösser, Zubehör um Smartphones anzubringen, die Geschwindigkeit aufs Smartphone zu übermitteln oder dieses aufzuladen.

Fitness-Tracker: Okay, ich habe mir letztes Jahr eine Uhr gekauft, die ebenfalls Strecke und Kalorienverbrauch bestimmt. Doch die Erkenntnis war bald da: wenn ich einen Tag habe an dem ich nur im Büro Arbeite komme ich auf rund 6 km Wegstrecke pro Tag, wenn ich einkaufen muss oder Hausarbeit / Gartenarbeit mache dann leicht über die empfohlenen 10 km pro Tag. Spätestens als ich im Juli anfing wegen Rückenschmerzen täglich eine Strecke zu gehen wurde das Ding uninteressant. So kam ich praktisch jeden tag auf 12-16 km. Den Puls habe ich eh nur selten kontrolliert. Dabei war das Ding mit 25 Euro noch bezahlbar. Nach einem Jahr war die Batterie leer und anstatt eine neue reinzubauen verzichte ich drauf. Es gibt noch weitaus teurere Geräte die versprechen auch den Schlaf zu überwachen und genaue Tagesprofile anzulegen, anstatt nur einen Summenwert anzuzeigen. Der springende Punkt ist: Wichtig ist nicht zu wissen, wie viel man sich bewegt, sondern sich zu bewegen, und wenn man das tut, braucht man auch keinen Tracker. Das ist was für Bürohocker, die meinen, wenn sie 20 Minuten lang joggen, dann haben sie den ganzen Tag ausgeglichen. Ansonsten nehmen sie aber den Fahrstuhl ins Büro und suchen sich einen Parkplatz immer direkt neben der Supermarkttür. Wer sich ausreichend bewegt, braucht das nicht und nur weil man ein solches Gerät hat, verändert man nicht sein Verhalten.

Das Smartphone: Okay ich weiß, das inzwischen viele eines haben, ich halte sie wie Handys für mich überflüssig. Doch darum geht es nicht. Ich stelle beim Aufstellen der Liste fest, das die Smartphones die Einstiegsdroge in diesen Technik-Schnickschnack-Geldgrab-Zirkus sind. Ohne Smartphone, das eine Smartwatch füttert, ist dieses Ding absolut nutzlos. Ohne Smartphone Apps hat die Heimautomation keinen Vorteil gegenüber normalen analogen Geräten - wenn ich schon beim PC zuhause bin, kann ich auch gleich aufstehen und den Regler bedienen. Das macht nur Sinn, wenn man es von Außen machen muss. Und viele dieser Biker-Addons drehen sich um Smartphones - Geschwindigkeit übertragen, Routenplanung, Smartphone Aufladen, Schloss über Bluetooth entsperren, Daten in eine Brille einspielen etc. ...

Doch das alles verkauft sich ja. Die Leute haben einfach zu viel Geld.

27-4-2016: Die deutsche Automobilindustrie

Derzeit wird wieder mal ein Skandal gekocht - diesmal der Abgasskandal. Zeit mal meine Meinung zu der deutschen Automobilindustrie zu sagen. Ich finde das bemerkenswert, was dieser Industriezweig geschafft hat, nämlich die Politik so zu beeinflussen, das sie sogar bereitwillig Prämien verteilt. Ich glaube einen ähnlichen Einfluss hat sonst nur die Atomwirtschaft, die es erst fertig brachte, dass der Staat jahrzehntelang die gesamte Technologie förderte, dann konnte man den Strom günstig produzieren und mit hohen Gewinnen verkaufen, man brachte es fertig de Kernaustieg zu revidieren (bis Fukushima passierte) und nun soll der Staat auch noch für die Endlagerung aufkommen weil die dafür angelegten Rücklagen eigentlich keine Rücklagen sondern Investitionen in andere Bereiche sind, ach ja und weil man einige Meiler abgeschaltet hat prozessiert man noch gegen den Staat ENBW hat letzte Woche auf 300 Millionen Euro entgangener Gewinn geklagt.

Doch zurück zur Automobilindustrie. Mir fiel das schon 2009 auf, als die Branche als einzige staatliche Subventionen bekam nachdem die Immobilienkrise zu einem Umsatzeinbruch führte. Damals gab es 2500 Euro "Abwrackprämie". Die Leute sollten jetzt ihr noch funktionierendes Fahrzeug verschrotten und ein neues kaufen und kassieren 2500 Euro vom Staat. Zahlreiche andere Unternehmen lies man Hops gehen wie Quelle oder Schieser. Nun hat sich die Politik auf eine erneute Prämie geeinigt- diesmal für Elektroautos. die ist doppelt so hoch. Dabei hinkt die deutsche Industrie bei dieser Technologie hoffnungslos hinterher. Was es gibt sind einige Vorzeigeprojekte. Inzwischen arbeitet man mit Tesla "zusammen" sprich lässt dort den Teil fertigen auf den es ankommt um den technologischen Rückstand zu kaschieren.

Ich bin von Elektrofahrzeugen nicht überzeugt, zu viele Fragen gibt es. Vor allem wo man wenn es nicht nur einige Hunderttausend Fahrzeuge sind sondern Hunderte von Millionen (wenn man nur einen Teil der kraftstoffbetriebenen Fahrzeuge ersetzt) das ganze Lithium für die Batterien herbekommt. Zudem ist die Technik nur auf den ersten Blick effizienter. Teslas Modell S hat z.B. einen 86 KWh Akku der für maximal 528 km reicht. Das sind also 16,1 kWh/100 km. Das klingt auf den ersten Blick viel besser als bei Benzin, das einen Energiegehalt von 9 KWh/l hat. Aber Strom wird nur mit einem Wirkungsgrad von etwa 30-40% produziert, das erhöht dann den Äquivalentverbrauch schon auf 5-6 l/100 km. Dazu gibt es noch Verluste beim Transport über die Stromleitungen und beim Laden der Batterien. So viel günstiger ist es also nicht, es verlagert nur die Energieerzeugung und ersetzt Benzin oder Diesel durch eine andere Energiequelle die (hoffentlich) nicht so rar ist.

Trotzdem setzt die deutsche Automobilindustrie noch immer auf Kraftstoffe, obwohl sie weiß, das Erdöl der fossile Treibstoff mit den geringsten Vorräten ist. Sie mag zwar nicht von Elektofahrzeugen überzeugt sein, aber sie investiert auch nicht in andere Alternativen, obwohl auch da keine so richtig überzeugend ist, am ehesten halte ich noch Erdgas für eine Alternative. Das gibt es zumindest in größerer Menge als Erdöl und es kann direkt verbrannt werden, alle anderen Technologien haben enorme Umwandlungsverluste von der Primärenergie in den Treibstoff.

Dann überzeugt die Automobilindustrie die deutsche Bundesregierung strengere Abgasvorschriften in der EU zu verhindern, und die heutigen Regelungen sind auch ein Witz: Elektroautos zählen nicht mit der Emission die die Stromerzeugung verursachte sondern mit 0, dabei senken sie indem sie negativ angerechnet werden sogar die Emissionen der anderen Fahrzeuge. Da diese als Flottenwert angegeben werden hat das dazu geführt das die Automobil-Konzerne einen Großteil der neu zugelassenen Elektrofahrzeuge auf sich selbst angemeldet haben.

Nun der Abgasskandal. Auch hier sieht es so aus, als wäre ein US-Bürger mehr wert als ein Deutscher. Dort bekommt jeder 5000 Dollar Schadensersatz, hier werden nur 630.000 Fahrzeuge (nicht alle betroffenen!) nachgerüstet. Die Meßmethode war schon immer ein Witz nicht nur wegen der Feinstaubwerte. Ich würde mal sagen 90% der Käufer interessieren sich nicht für die aber sie interessieren sich für den Benzinverbrauch und der war auf den Rollenfahrständen ja auch deutlich geringer als in Wirklichkeit. Nun weil die offensichtliche Einfachheit der Austrickersei bekannt wurde (einfach prüfen ob bei fahrendem Auto die Tür offen ist) will man auf die Straße, aber auch nicht wirklich auf die echte Straße sondern eben Rundkurse in Testarenen. Falscher Ansatz. Sucht euch einige charakteristische Strecken in realen Städten 7 Landstraßen 7Autobahnen aus, fahrt diese mit jedem Auto zehnmal ab um statistische Schwankungen durch unterschiedlichen verkehr / Ampel Beschaltung etc. auszuschließen und ermittelt so den Wert. Das sollte doch nicht so schwer sein, auch wenn es länger dauert.

Insgesamt ist auch die EU-Grenzwertvorgabe mit Durchschnittswerten pro Flotte der falsche Weg. Jeder Automobilhersteller wird doch seinen Gewinn maximieren wollen. Er vierdient nun mal mehr je teurer ein Auto ist. Je teurer es ist desto mehr Motorleistung hat es aber. Mit einem Flottenwert schert man alle über denselben Kamm egal ob jemand nur Kleinwagen baut oder als Gegenbeispiel nur Luxusschlitten mit hoher Motorisierung. Mein Vorschlag: Ermittelt über die Fahrzeuglebensdauer die Emissionen, setzt einen Obolus pro Tonne CO2 fest und die wird beim Fahrzeugkauf drauf geschlagen und fließt an den Staat. Wer einen Porsche kauft den mag das dann kaum jucken, wer einen Kleinwagen kauft wohl eher und er sucht vielleicht intensiver nach einem spritsparendsten anderen Modell. Es versteht sich von selbst, dass man mit dem Geld das der Staat bekommt dann auch Maßnahmen für en Umweltschutz und Reduktion der Emissionen tut.

Zu diesen Maßnahmen gehören auch Alternativen zum Auto, wie bessere Versorgung mit öffentlichem Verkehr, Reduktion der Preise (ich finde es skandalös, das der Flug über eine mittlere Strecke, die man auch im Zug zurücklegen kann, heute billiger als die Fahrt mit der Bundesbahn ist). Förderung von Car-Sharing oder anderen Alternativen. Wenn man schon elektrisch fahren will, dann mit einem E-Bike oder ähnlichem. Mit einem Pendant zum Moped wäre man innerstädtisch genauso schnell wie ein Auto unterwegs, die Straßen wären leerer und das würde viel Energie verglichen mit dem Auto sparen.

Doch ich sehe dafür schwarz. Heute hat die Automobilindustrie eine solche Macht, das es nicht mal Fahrverbote bei Feinstaubbelastung gibt, sondern nur die Bitte kein Auto zu benutzen. So war das zumindest hier in Stuttgart. Stuttgart ist die einzige Großstadt in Deutschland in einer Tallage und hat daher dauernd Emissionsprobleme.

Mein Resümee: Eine tolle Industrie. Sie hat keine Zukunft., empfindet als innovativ wenn sie neuen elektronischen Schnickschnack einbaut anstatt ihre Fahrzeuge auf neue Technologien umstellt (auch hier gäbe es noch viel zu sagen z.B. den schweren Strahl durch leichte Kohlefaserverbundwerkstoffe zu ersetzen) und wenn es mal kriselt ist die Politik zur Stelle. Mein Tipp: Aktien kaufen, krisensicherer geht es nicht. Ich habe es getan und trotz derzeitiger Flaute haben sich Daimler und Porsche prächtig entwickelt, VW nicht ganz so ist, aber immer noch im Plus.

Ach ja, woanders ist es auch nicht viel anders: im gleichen Krisenjahr hat die US-Regierung die Mehrheit der Anteile an General Motors gekauft.

28.4.2016: Wie schnell ist der Raspberry Pi?

Da ich gerade wieder an meinem Programm für Raumfahrtfragestellungen arbeite, habe ich mir gedacht - das kann man man doch ganz gut für einen Benchmark nutzen. Was ich nutzte war eine Berechnung eines Einschwenkens in die Umlaufbahn um den Mars nach einer Transferbahn. Dort werden 3000 Tage in der Umlaufbahn simuliert und 1,2 Millionen Wegpunkte berechnet. Die werden für eine Grafik auf 10.000 reduziert und zwei Grafiken erstellt, eine mit dem weg um die Sonne, die zweite um den Planeten.

Benchmark 1 sucht zuerst den Versatz um den vorgegebenen Minimalabstand zu erreichen. Da der Planet die Bahn zu sich krümmt kann man den nicht einfach zum theoretischen Treffpunkt der Bahnen hinzuaddieren. Mein Ansatz ist ihn iterativ zu errechnen indem man zuerst einen größeren Bereich nach dem wert absucht der dem Zielabstand am nächsten kommt, dann über diesen Wert

Benchmark 2 ist nur der zweite Teil, hier wird nicht der Minimalabstand gesucht sondern nur noch die Simulation mit gefundenen Vorgaben durchgeführt. Bei diesem Teil ist der Rechenaufwand geringer, dafür macht der relative Anteil an Speicheroperationen und Grafikoperationen / Textausgabe mehr aus.

Ich habe den Benchmark in Lazarus gemacht, der Compiler ist für viele Betriebssysteme verfügbar, das macht es vergleichbar. Es gab keine speziellen Anpassungen an die CPU-Architektur, aber das ist ja auch nicht beim Raspbian der Fall - das modernste Image bootet problemlos unter dem Raspi 1 wie dem Raspi 3. Mein Rechner hat einen iCore I5 4590 mit 4 Kernen und 3,5 MHz, bei diesem Benchmark der nur einen Kern nutzt taktet dieser dann auf 3,9 GHz hoch. Alle Tests fanden ohne weitere Belastung (aber mit aktiven Hintergrundprogrammen mit Ausnahme des Raspi 1) statt. Bei den Raspis erfolgte der Zugriff über Remote Desktop.

Hier nun die Ergebnisse:

Rechner Benchmark 1 Benchmark 2 MHz Bench 1 zu 2
PC (I5 4590) 34,9 20,9 3900 0,60
Raspberry Pi 3 268,5 158,1 1200 0,59
Raspbery Pi 2 451,7 270,4 900 0,60
Raspberry Pi B 734,2 425,6 900 0,58
Speedfaktor



PC (I5 4590) 1,0 1,0 3900
Raspberry Pi 3 7,7 7,6 1200
Raspbery Pi 2 12,9 12,9 900
Raspberry Pi B 21,0 20,4 900
Pro MHz



PC (I5 4590) 1,0 1,0 3900
Raspberry Pi 3 2,4 2,3 1200
Raspbery Pi 2 3,0 3,0 900
Raspberry Pi B 4,9 4,7 900

Schon der schnellste Raspi 3 ist nominell sieben bis achtmal langsamer als mein PC, gut ich habe einen relativ schnellen Rechner, aber ich denke gegenüber einem günstigen Pentium G wird es immer noch der Faktor 3 sein. Davon sieht man beim Arbeiten nicht so viel. Webseiten bauen sich etwas langsamer auf, aber nicht achtmal langsamer sondern vielleicht 2-3 mal. Ich habe beim Arbeiten das Gefühl wie mit einem langsamen PC zu arbeiten.

Der Raspi 2 ist gegenüber dem Raspi 3 deutlich langsamer - mehr als man aufgrund der Frequenz vermuten könnte. Bei allen Rechnern ist Bench 2 immer um den Faktor 1,67 schneller als Bench 1.

Das der Raspi 1 deutlich langsamer als der Raspi 2 ist weiß jeder der einen mal genutzt hat. Er ist wirklich lahm, anders kann man es nicht bezeichnen. Dabei ist mein Raspi sogar moderat auf 900 MHz hochgetaktet worden, das ist ein nach der Raspberry Pi Foundation noch erlaubter, sicherer Bereich - /zumindest läuft er seit letztem Juli durchgehend mit 900 MHz). Warum? Nun zum einen belegt bei ihm schon die laufende Oberfläche ohne das was passiert 10-20% der Rechenleistung. Bei den anderen mit mehreren Kernen kann ein Kern exklusiv das Programm ausführen. Er ist dann auch beim normalen Betrieb eben immer gleich zu 100% ausgelastet und hat keinen zweiten Kern mehr verfügbar um auf etwas anderes zu reagieren, daher fühlt er sich so träge an. Absolut gesehen ist er nicht mal so viel langsamer als der Raspi 3. Der Raspi 1 kann meine Wetterstation so gerade mal betreiben. Wenn er einmal am Tag die Monatsübersicht zusätzlich erstellen muss setzt dann schon mal das Erfassen der Meßwerte aus, das nominell alle 24 s erfolgt. Ebenso scheint es ab und an beim normalen Erzeugen der Grafiken und Hochspielen auf den FTP-Server vorzukommen. Anstatt 3600 Einträge habe ich meist am Tageschluss nur 3550-3560 Stück.

Darüber hinaus scheint der ARMV6 Kern die Befehle noch deutlich langsamer abzuarbeiten. Bei Intel CPU's ist es ja seit dem Pentium so dass immer mehr Instruktionen parallel verarbeitet werden, sie werden an verschiedene Ausführungseinheiten verteilt, inzwischen gibt es immer neue Tricks, wie mehrere Befehle zu einem zusammenzufassen. Das alles haben die einfachen ARM Prozessoren noch nicht in dem Maße, doch sie holen auf wie man beim Sprung vom Raspi 1 zum Raspi 2 sieht. Er verarbeitet bei gleicher Taktfrequenz doppelt so viele Instruktionen wie die erste Version des Raspberry.  Ich habe testweise mal auf dem Raspi 3 den Prozessor von "Voreinstellung" auf Cortex A53 umgestellt - doch keine Veränderung auch bei Windows macht die Anpassung nur Veränderungen im einstelligen Prozentbereich (hier ist bei Lazarus die neuste Generation der Pentium M, das verwundert, aber in Wirklichkeit hat sich bei den allgemeinen CPU-Befehlen (nicht SSE/AVX) seit der Core Serie die auf dem Pentium M basiert nichts geändert.

Ebenso ist auffällig, dass die erzeugten Exes unterschiedlich groß sind: Das Windows Programm ist 1,94 MB groß, das ARM-Programm 2,8 MB. Das kann daran liegen, dass die einzelnen RISC Befehle nicht so mächtig sind. Doch es ist nicht verallgemeinbar. Bei meiner Wetterstation ist der Unterschied mit 3,011 zu 3,1 MB (Windows/Raspberry) relativ klein.

29.4.2016: Die Red Dragon

Nun hat SpaceX ihre erste Marsmission angekündigt: Die Red Dragon soll 2018 landen, auf dem Mars landen und Daten von mitgeführten NASA-Instrumenten übertragen. Die NASA wird im Gegenzug ihre Telekommunikationsinfrastruktur zur Verfügung stellen.

Es mag den einen oder anderen überraschen, aber anders als viele andere Ankündigungen halte ich die Mission für möglich und sogar leicht durchführbar. Von der technischen Seite ist es so, dass eine Kapsel beim Eintritt in die Marsatmosphäre geringeren Belastungen ausgesetzt ist als bei der Erde. Die Dragon verwendet auch das gleiche Material für den Hitzeschutzschild wie das MSL. Die Vorräte an Treibstoff (publiziert: 1290 kg bei 4000 bis 4900 kg Masse) sind wesentlich höher als bei Marslandesonden sodass einer weichen Landung nichts entgegensteht. Die einzige offene Frage ist ob die Dragon die mehrere Monate dauernde Transferphase zum Mars absolvieren, kann der abnehmende Strom ausreicht und man zuverlässig dort die Lage und Bahn kontrollieren kann. (So wie ich SpaceX einschätze werden sie aus Kostengründen wahrscheinlich GPS-Sensoren zur Ortsbestimmung einsetzen und die funktionieren außerhalb niedriger Erdorbits nicht).

Auch für SpaceX könnte es eine Low-Risk Operation werden. Gelandete Dragons wird man bis 2018 genügend haben. Pro CRS-Versorgungsflug fällt ja eine an, bis dahin vielleicht sogar eine bemannte Version die ja auf Land mit den eigenen Triebwerken landen soll.

Eine Falcon 9 wird die Kapsel nicht zum Mars bringen können, sie wiegt mehr als die GTO-Maximalnutzlast und für eine Marstransferbahn braucht man nochmals 1200-1500 m/s mehr Geschwindigkeit.

Da SpaceX aber die Falcon Heavy nur mit Einzelnutzlasten anbietet und keine auch nur annähernd die Maximalnutzlast ausschöpft gibt es die Möglichkeit neben einer GTO-Nutzlast noch die Red Dragon zu starten. Ausreichend Leistung hat sie denn keine gebuchte Nutzlast wiegt mehr als 7 t, angeblich soll die Falcon Heavy ja 21 t in den GTO transportieren, das würde 2/3 der nominellen 13,5 t zum Mars übrig lassen - mehr als genug für eine Dragon die mit Treibstoffen aber ohne Nutzlast in der Erdorbitversion zwischen 5,3 und 6,2 t wiegt (verschiedene Angaben von verschiedenen Quellen). Eventuell nutzt man die USAF STP-2 Mission dazu die soll sowieso mehrere Bahnmanöver erproben, und die Nutzlast ist minimal. Kurzum: Für SpaceX fallen für Rakete und Kapsel keine Zusatzkosten an, nur für die Umrüstung als Marsraumschiff und die Missionsdurchführung. Kaum Kosten aber hoher PR-Gewinn, das ist das was Elon Musk liebt.

Mehr weiß man nicht. Nach den Abbildungen hat die Red-Dragon keine Hochgewinnantenne, ich sehe auch auf der Marsoberfläche keine Solarpaneele, was nur eine kurze Betriebszeit mit Batterien zulassen würde. Aber da es schon früher Abweichungen zwischen den veröffentlichten Videos und den realen Abläufen gab würde ich dies nur als spekulativ einordnen. Da man alle Experimente in der Dragon unterbringen muss wird der wissenschaftliche Gewinn klein sein. Es mag ja eine Tür zum Aufmachen geben, aber der Aufwand die Experimente die für die Landung fest fixiert werden müssen durch einen Roboter zu demontieren und auf der Oberfläche abzusetzen dürfte angesichts der Mission und ihrer Möglichkeiten zu hoch sein. Sinnvoller wären wohl eher Sensoren an der Außenhülle oder mit kleinen Öffnungen in der Kapsel die beim Abstieg Daten sammeln. Da stammen die einzigen bisher von den Vikings in den Siebzigern. Alle anderen Sonden wurden seitdem erst auf der Oberfläche aktiv. Daten über die chemische Zusammensetzung, Temperatur, Druck beim Abstieg als vertikale Profile wären sicherlich eine gute Ergänzung zu den Daten der Oberfläche oder vom Orbit aus gewonnen, bzw. man kann die letzteren besser eichen. Denkbar wären dann noch Kameras und Spektrometer die man an den Sichtfenstern anbringt. So wie ich SpaceX kenne werden wohl Videokameras die wichtigste Nutzlast sein, schließlich geht es darum öffentlichkeitswirksam zu vermarkten. Dass nach der Landung die Dragon dann nur ein paar Tage arbeitet stört keinen mehr, die Marslandschaft verändert sich ja auch nicht mehr.

Was übrigens nicht stimmt ist Musks Aussage: “Dragon 2 is designed to be able to land anywhere in the solar system,”. Das ist falsch: Die Kapsel ist viel zu schwer für eine Landung auf dem Mond, Merkur, Europa oder irgendeinem Himmelskörper ohne Atmosphäre. Zumal man bei bemannten Landungen ja wieder starten muss und man den Treibstoff so zweimal braucht. In den Gasplaneten würde sie versinken und der Hitzeschutzschild würde nicht ausreichen. Was übrig bleibt sind Venus, Erde, Mars, Titan - vier Himmelskörper von etwa 200 bekannten Monden und Planeten oder vier von 702.016 bekannten Asteroiden - also ich definiere "any" anders als Musk.

Was gibt es sonst noch? SpaceX hat ihren ersten USAF-Auftrag bekommen - für einen GPS-Satelliten. Da es davon 24 Stück gibt gilt der als Kontrakt mit mittlerem Risiko. zudem stand SpaceX schon als Gewinner fest, denn ULA hatte sich gar nicht erst bei der Ausschreibung beteiligt. Das sorgte schon für Verärgerung. Zum einen weil ein ULA Mitarbeiter bei dem Kontrakt bei dem es nur um den Peris geht aber nicht um die Zuverlässigkeit (die bei anderen Aufträgen durchaus auch eine Rolle spielen soll) angab man würde sich nicht beteiligen, wenn man sowieso verlieren würde und zum zweiten gab es bei der Ausschreibung noch den RD-180 Bann, und man hat abgewogen wenn man nur wenige Triebwerke hat ob man eines bei diesem Kontrakt mit relativ kleiner Nutzlast (und somit geringerem Gewinn) "opfern" soll. Nun ist der Bann weg und ULA will sich bei den folgenden Ausschreibungen wieder beteiligen. Der Kontrakt hat einen Umfang von 82,7 Millionen Dollar. Wie die bisher veröffentlichten Aufträge von NASA und DOD deutlich über den Listenpreisen. Nicht dass diese nicht gelten, es ist bekannt das die Regierung die Starts durch Auflagen Start verteuert, nur wird immer der "Internetpreis" mit den veröffentlichten Startabschlüssen von ULA verglichen bei denen derselbe Aufschlag anfällt. Aber das it eher ein Thema für den Überbegriff "Statistiken und Lügen", das ich schon mehrmals aufgegriffen haben so mit der Prognose der Zuverlässigkeit der Falcon 1 oder dem most Realiable Launch Service Provider (beide inzwischen durch die Realität als Lüge überführt) wie auch um nicht nur SpaceX zu nehmen, die NASA-Statistiken über Marsmissionen.

Neues gibt es auch von der Wiederverwendungsfront, doch um die Beiträge nicht zu stark thematisch zu zersplittern habe ich dazu den alten Artikel kurz ergänzt.


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