Digital Signage mit dem Raspberry Pi

Wer die Spezifikationen betrachtet stellt sich die berechtigte Frage ob Digital Signage mit dem Raspberry Pi möglich ist. Die Hard- und Softwareunterstützung ist vorbildlich, es existiert eine riesige Community, er spielt Full-HD Videos ab und funkt inzwischen sogar im WLAN.

Spezifikationen Raspberry Pi 3.0 B (Februar 2016)

  • 1200 Mhz 64 Bit ARMv8-A Quadcore Prozessor
  • 1024 MB RAM
  • BlueTooth 4.1
  • WLAN b/g/n
  • 10/100 MBit Ethernet
  • microSD-Kartenleser
Digital Signage mit dem Raspberry Pi - Bild Rpi 3
Raspberry Pi 3
Allerdings existieren aus meiner Sicht ein paar konzeptionelle Nachteile, die Digital Signage mit dem Raspberry Pi in einem Netzwerk stark einschränken.

Zum einen wurde er primär als Lerncomputer konzipiert und nicht als Medienabspieler. Um Kosten zu sparen läuft z.B. das Netzwerk über den USB-Hub und die allgemeine Performance ist bescheiden.
Der gravierendste Nachteil ist das Fehlen von eMMC-Speicher.
Digital Signage in einem Netzwerk wird in der Regel mit einem CMS betrieben. Hiermit können Inhalte regelmäßig zeitnah ausgetauscht werden. Infolgedessen sind die die Abspielgeräte zentral steuerbar und müssen Logs für den Fehlerfall oder Abspielstatistiken abliefern können. All das bedeutet für einen Medienplayer neben dem lesenden auch besonders viele schreibende Zugriffe auf seinen internen Speicher. Dieser existiert bei dem Standard Raspi erst mal nicht und muss hinzugekauft werden.

Fallstricke beim Speicherkauf

Es gibt zwei Möglichkeiten diesen Speicher nachzurüsten. Mit einem USB-Stick oder einer MicroSD-Karte. Allerdings kann nicht einfach günstiger sogenannter Consumer Speicher genutzt werden. Billigen Flashspeicher für den Gebrauch im Smartphone oder als mobile Datenablage werden primär lesend genutzt. Schreib- und Löschzugriffe bei großen Datenmengen können quälend langsam sein. Abgesehen davon sind diese Zugriffe bei Flash Speichern generell begrenzt. Je nach Speichertechnologie können die Blocks ca. 1.000 bis 1.000.000 maximale Lösch- und Schreibzyklen (P/E-Zyklen) standhalten (Quelle Wikipedia). Dementsprechend unterscheiden sich günstige Modelle von den teuren in der Anzahl der P/E-Zyklen.
In einem Digital Signage Projekt mit täglichem Inhaltswechsel und Logstatistiken kann dieses Limit bei Consumer-Speicher schnell erreicht werden.

Prinzipiell haben wie oben angedeutet auch eMMC-Speichersteine das Problem mit den begrenzten Schreib/Löschzyklen. Es ist schließlich die gleiche Technologie. Hardware-Hersteller sind sich aber des Problems bewusst und verbauen daher in der Regel hochwertigere Chips. Der preisbewusste Nutzer hingegen unterschätzt das Risiko, wenn er es denn überhaupt kennt und greift zu den günstigen Varianten. Mit denen hatte er bis jetzt auch in seinem Smartphone auch keine negativen Erfahrungen.

Ich habe 2012 ein Projekt betreut in welchem leider aus Kostengründen genau das passierte. Es wurde Consumer-USB Speicher in die Medienabspieler verbaut. Das waren noch nicht einmal die allergünstigsten Sticks. Allerdings fielen bereits nach weniger als 12 Monaten die Geräte reihenweise aus. Es war jedes mal ein Technikereinsatz notwendig, um den USB-Stick vor Ort gegen ein hochwertigeres Modell auszutauschen. Die Kosten dafür überstiegen um ein vielfaches den eigentlichen Anschaffungspreis. So etwas möchte niemand in seinem Digital Signage Projekt!

Alternative industrieller Speicher

Das lässt sich bei Digital Signage mit dem Raspberry Pi 3 nur vermeiden indem Speicher für den Industrieeinsatz benutzt werden. Dabei gehören SLC-Bausteine zu den hochwertigsten. Es gibt auch die Möglichkeit günstigeren MLC-Flash mit einer höheren Kapazität einzusetzen. Hierdurch können die Schreib-Löschzyklen besser verteilt werden. Allerdings hat das seinen Preis:

MicroSD-Karten mit SLC-Speicher für den Industrieeinsatz. Z.B. von ATP. kosten mit 8GB Kapazität ca 93 EUR (Stand Januar 2018) Quelle ATP

Industrielle MicroSD-Karten mit günstigerem MLC-Speicher kosten mit 8 GB Kapazität je nach Stückzahl noch so um die 30-40 EUR. Quelle für Panasonic

Da bei MLC-Speicher zur Sicherheit eine höhere Kapazität d.h. mindestens 16 GB empfehlenswert ist, erreichen wir dennoch eine ähnliche Preisstruktur wie bei SLC-Speicher.

Die Kostensituation für hochwertigen USB-Speicher ist vergleichbar. Dazu kommen noch zwei Nachteile. EIn Stick braucht mehr Strom als eine MicroSD-Karte. Das Raspi-Standardnetzteil mit nur 2,5 A könnte damit überfordert sein. Außerdem ragt der Stick aus dem Gerät raus und benötigt Platz der eventuell nicht vorhanden ist.

Preiskalkulation mit industriellem Speicher

Raspberry Pi 3 Starter Set mit Gehäuse, Netzteil: ca 60 EUR (Quelle Amazon)
8 GB SLC MicroSD: 93 EUR (Quelle DigiKey)
Um Digital Signage mit dem Raspberry Pi in einem Netzwerk sicher zu betreiben betragen die reinen Hardwarekosten also 153 EUR! (Stand Januar 2018)

Wir bekommen inzwischen für weniger als 100 EUR weitaus leistungsstärkere und sogar 4K-fähige Hardware mit mindestens 8GB eMMC-Speicher. Ich werde zukünftig einige dieser Geräte hier vorstellen und auf Digital Signage-Tauglichkeit prüfen.

Der Vollständigkeit halber

Digital Signage mit dem Raspberry Pi - Bild vom Compute Module
Raspberry Pi Compute Module

Es existiert von dem Raspberry Pi ein Compute-Module 3 für aktuell um die 30 EUR (Quelle Raspishop – Stand Januar 2018) mit 4 GB eMMC-Speicher. Allerdings hat dieser kein WLAN-Chip und 4 GB sind nur für SD Videos oder kürzere HD-Playlisten geeignet.

Zusätzlich wird, sofern kein Steckplatz mit den notwendigen I/O Schnittstellen vorhanden ist, ein Trägerboard benötigt. Dieses schlägt nochmal mit ca 100-110 EUR zu Buche. Nur wenige Monitore von NEC haben das Compute Module onboard.
Das heißt der Preis liegt hier bei mindestens 130 – 140 EUR, was den Einsatz leider ebenso unattraktiv macht.

Fazit zu Digital Signage mit dem Raspberry Pi

Digital Signage mit einem Raspberry Pi 3 ist aus meiner Sicht sinnvoll wenn sich die Inhalte nicht ändern und keine Abspielstatistiken notwendig sind. Um z.B. in einem Baumarkt eine Werkzeugdemonstration in einer Endlosschleife laufen zu lassen. Oder in einem Möbelhaus ein Imagevideo zu einer Küchenausstattung. Dafür tut es allerdings auch ein 5 EUR Raspberry Zero ohne WLAN.

Sollten allerdings Inhalte regelmäßig wöchentlich oder gar täglich ausgetauscht und der Kunde Abspielstatistiken wünschen ändert sich das.Infolgedessen muss der Raspi dann kostenintensiv aufgerüstet werden. Kurzum rentiert er sich finanziell nicht mehr. In diesem Fall ist es sinnvoll Alternativen in Betracht zu ziehen.

Einen Ausweg bietet unter Umständen das Compute Module 3. Vorausgesetzt die notwendigen Steckplätzen, wie z.B. bei einigen NEC Monitore sind bereits vorhanden, die Inhalte nicht zuviel Speicher benötigen und auf integriertes Wifi verzichtet werden kann.

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