Dit zijn de beste alternatieven voor de Raspberry Pi

Home Assistant OS is hier in een virtuele machine in Proxmox VE geïnstalleerd. We zijn fan van de Raspberry Pi en zullen niet aarzelen de singleboardcomputer te adviseren voor uiteenlopende zelfbouwprojecten. Maar er is wél een probleem: hij is het afgelopen jaar vaak lastig te verkrijgen of alleen tegen een forse meerprijs. Daarom ben je helaas, als jouw project het toelaat, meestal beter af met een van de alternatieven. Dat is niet altijd makkelijk. De Raspberry Pi is namelijk ontzettend goed gedocumenteerd en wordt ondersteund tot de vroegste versies aan toe. Bovendien heeft het Raspberry Pi-ecosysteem veel fans. Dit alles maakt het interessant om voor het platform te ontwikkelen. De uitstekende beschikbaarheid van opensource-drivers maakt dit ook veel makkelijker dan bij veel alternatieven. Sommige projecten zijn zelfs vernoemd naar de Pi, zoals Pi-hole en RetroPie. Gelukkig is het in de meeste gevallen geen probleem om je project op andere hardware te draaien. Daarom gaan we op zoek naar aantrekkelijke alternatieven voor de Pi. In het tweede deel van deze basiscursus laten we zien hoe je ze voor jouw favoriete projecten kunt inzetten. Je zult zien dat je indien nodig prima zonder de Pi kunt! 

Beschikbaarheid Raspberry Pi 

De Raspberry Pi is al meer dan een jaar heel slecht verkrijgbaar. De oorzaak ligt bij wereldwijde chiptekorten in combinatie met een sterk toegenomen vraag. Wat wel op de markt komt is snel weg, omdat er immers nog veel orders openstaan. Ook worden ze soms massaal opgekocht om elders tegen woekerprijzen weer op te duiken. Wat het niet beter maakt, is dat het gros van de productie nog altijd naar grote bedrijven en de industrie gaat, die er ook hard om zitten te springen. Het gaat om alle reguliere modellen zoals Pi 4 model B, de Compute Module 4 en de Pi Zero 2 W. De microcontrollers van de fabrikant, de Pico en Pico W, zijn wel eenvoudiger te verkrijgen. Wanneer de problemen zijn opgelost is niet bekend. 

Platforms 

• Singleboardcomputer 

De Raspberry Pi is een singleboardcomputer en heeft in dat segment niet heel veel concurrentie. Het beste alternatief is momenteel de Odroid N2+ met Amlogic S922X (ARM) van het Zuid-Koreaanse Hardkernel, verkrijgbaar met 2 of 4 GB. De verkrijgbaarheid is prima (zie kader ‘Verkrijgbaarheid Odroid N2+’), maar de prijzen lopen wel flink uiteen. Het bordje heeft vier rappe Cortex A73-cores en twee energiezuinige Cortex A53-cores. De kloksnelheid ligt hoger dan bij de eerdere versie van de N2. Wel vraagt het stevige koellichaam om een ventilator als je hem langere tijd volledig gaat belasten. 

De N2+ loopt overigens met gemak een Pi 4 voorbij. In verschillende benchmarks, waaronder Dhrystone-2, is het apparaat meer dan twee keer zo snel. Ook grafisch levert het uitstekende prestaties. Je hoeft ook niet meer met een soms kwetsbare SD-kaart te werken, omdat er plek is voor een snellere en betrouwbaardere eMMC-module. Verder kunnen de onlangs geïntroduceerde Odroid H3 en H3+ met Jasper Lake-processor (x86) van Intel nog een interessante optie zijn. Al gaan die veel meer richting een mini-pc zoals de Intel NUC. Je zult ze eerder als zuinige server of eenvoudige desktop gebruiken. Verder heb je de Tinker Board-reeks van Asus, al zijn deze wat minder populair en vaak ook duurder. 

• Verkrijgbaarheid Odroid N2+ 

De Odroid N2+ vind je bij een handjevol Nederlandse winkels. Als je over de grens gaat kijken, komen er nog heel wat meer opties bij. Bekende opties voor Nederlandse shoppers zijn Reichelt en Conrad, maar daar liggen de prijzen over het algemeen wel wat hoger. De prijzen lopen flink uiteen: voor de 4 GB zagen we prijzen tussen 109 en 195 euro. 

Let op dat je ook de nodige extra’s nodig hebt. Je hebt in ieder geval een voeding nodig (12 volt met 2 ampère). Ook handig zijn een CR2032-batterij voor de RTC (realtime clock), een passende behuizing, een 80mm-ventilator (optioneel) en eMMC-module (optioneel) voor opslag. 

• Microcontroller 

Microcontrollers zijn populair en vaak heb je er genoeg aan voor IoT-projecten of als je met elektronica gaat knutselen. Populaire opties zijn de ESP8266 en ESP32 of de Pico (W) van de Raspberry Pi Foundation. Verder heb je het brede aanbod van Arduino. Het is heel makkelijk om aan zulke microcontrollers te komen en de meeste kosten minder dan een tientje. Ze zijn minder krachtig dan de Pi, maar wel veel zuiniger en doorgaans rijkelijk voorzien van allerlei aansluitingen voor sensors, schakelaars, lampen, camera’s of kleine displays. Er zijn ook microcontrollers met gespecialiseerde hardware voor bijvoorbeeld kunstmatige intelligentie. In vergelijking met de Pi hebben ze geen volwaardig besturingssysteem. Je kunt ze programmeren met bijvoorbeeld Arduino. Met wat voorbeelden en geholpen door bibliotheken kun je vrij snel iets maken. Je hoeft niet altijd te programmeren. In het artikel Maak je eigen luchtkwaliteitsmonitor kun je bijvoorbeeld lezen hoe je met ESPHome op een ESP8266- of ESP32-module met enkele sensors een luchtkwaliteitsmonitor kunt maken. De basis daarvan is een configuratiebestand. En met de WLED-software (zie het kader ‘WLED op een ESP32’), kun je eenvoudig je ledstrips aansturen. 

• NAS 

Op een NAS kun je rechtstreeks toepassingen installeren, maar dat is soms wel iets complexer. Handiger en veiliger is het gebruik van Docker. Dat kan bij veel modellen van Synology en QNAP. Ze bieden daarvoor ook een heel gebruiksvriendelijke interface. Het is, als je die mogelijkheid hebt, slim om het geheugen uit te breiden naar bijvoorbeeld 8 of 16 GB. Dat komt de prestaties ten goede als je wat meer gaat doen. Soms kun je in plaats van een Docker-container ook een virtuele machine maken. De prestaties liggen dan meestal wel lager. 

• Pc of server 

Een pc of server is een ideale optie als je wat meer rekenkracht nodig hebt dan een singleboardcomputer zoals de Pi je biedt. We noemen ze ook wel x86-systemen, als tegenhanger voor de op ARM-gebaseerde Raspberry Pi en de meeste Odroids. Je kunt eenvoudig een pc of oude laptop inzetten die je niet meer gebruikt. 

De Intel NUC is ook een populaire optie als thuisserver. Dergelijke systemen zijn relatief zuinig en afhankelijk van de uitvoering vaak ook behoorlijk krachtig. Let wel op dat het energieverbruik natuurlijk wel hoger is in vergelijking met de Pi. Het kan nog wel iets zuiniger als je de componenten daar specifiek op uitzoekt. Zo heeft een ASRock DeskMini 310 met een 6-core i5-9400-processor een verbruik in rust van ongeveer 16 watt. Dat is met beperkte taken, maar in de praktijk doen servers de meeste tijd vrijwel niets tot weinig. Hoewel je veel software rechtstreeks kunt installeren in bijvoorbeeld Linux, ook wel ‘bare-metal’ genoemd, is het meestal handiger om virtualisatie toe te passen (zie kader ‘Virtualisatie met pc of server’). 

Installatietips 

• Thuisautomatisering 

Voor thuisautomatisering worden vooral Home Assistant, Domoticz en openHAB veel gebruikt. Zowel Domoticz als openHAB kun je op een Raspberry Pi installeren, maar ook onder Windows, Linux en macOS. Ook kun je ze in een Docker-container draaien of op een NAS van bijvoorbeeld Synology. Soms zijn er dan wel wat extra configuratiestappen. Home Assistant is óók flexibel op verschillende systemen te installeren. Deze software komt elders in dit nummer uitgebreider aan bod. 

Wil je het heel praktische Home Assistant OS als basis gebruiken, dan is de Odroid N2+ 4 GB tegenwoordig het aanbevolen systeem. Deze singleboardcomputer maakte ook deel uit van de hardware-kit Home Assistant Blue (zie kader ‘Home Assistant Blue’). Je kunt Home Assistant OS overigens ook uitstekend draaien in een virtuele machine binnen bijvoorbeeld Proxmox VE. Dan profiteren ook andere toepassingen van de (gedeelde) kracht van de server. Om het je gemakkelijk te maken, kun je een installatiescript gebruiken, je vindt dat via https://tteck.github.io/Proxmox/. 

• Energieverbruik monitoren 

Om het energieverbruik in huis te monitoren via je slimme meter is P1 Monitor voor de Raspberry Pi 4 een heel mooie toepassing. Meer daarover lees je ook in het artikel Zo kun je je slimme meter uitlezen met een Raspberry Pi. Maar als er in je meterkast al een server staat te draaien (zoals in onze situatie), is dat wel een beetje zonde. Gelukkig kun je P1 Monitor tegenwoordig ook via Docker installeren. Hiervoor installeer je zowel Docker als Docker Compose. Maak dan een nieuwe map op dat systeem met een docker-compose.yml-bestand waarin je de configuratie zet. Zie ook https://github.com/intelwolf/p1monitor voor een voorbeeld en meer informatie. Een update installeren is vervolgens reuze eenvoudig, omdat alleen de toepassingscontainer hoeft te worden vervangen. Alle relevante data worden lokaal opgeslagen. Heb je P1 Monitor nu draaien op een Pi? Exporteer dan eerst alle gegevens via de instellingen (onder in- export) voordat je de Pi afkoppelt. Je kunt alle gegevens weer in je nieuwe installatie importeren (eveneens via de gebruikersinterface) voor een nagenoeg naadloze overgang. 

• Elektronica 

Wil je knutselen met elektronica via bijvoorbeeld GPIO-pinnen? De modellen van Odroid bieden je daarvoor vergelijkbare opties als een Raspberry Pi. Soms is een ESP8266- of ESP32-module echter al toereikend. Je kunt deze microcontrollers programmeren met de Arduino IDE in C++, maar ook met het populaire Python. Hiervoor kun je de MicroPython- of CircuitPython-firmware installeren. Je schrijft met bijvoorbeeld Thonny IDE je Python-programma gewoon onder Windows en zet hem dan over naar de microcontroller. Voor deze kleine Python-releases zijn ook uiteenlopende bibliotheken beschikbaar, zodat je snel veel gedaan kunt krijgen. Zo stuur je met de NeoPixel-bibliotheek eenvoudig individueel adresseerbare ledstrips aan. Met een paar regels heb je al een werkende opstelling. Een alternatief voor dit doel is de WLED-software waarbij je helemaal niets hoeft te programmeren (zie kader ‘WLED op een ESP32’). 

• WLED op een ESP32 

Wil je ledstrips aansturen zonder te programmeren, dan is het programma WLED op bijvoorbeeld een ESP32-module een aanrader. Hier schreven we reeds over in het artikel Ledstrips voor buiten: aan de slag met programmeerbare buitenverlichting (https://id.nl/zekerheid-en-gemak/slim-huis/slimme-verlichting/ledstrips-voor-buiten-aan-de-slag-met-programmeerbare-buitenverlichting). Je hoeft WLED slechts eenmalig op de ES32-module te flashen. Daarna log je via een app of browser in eerste instantie in op de wifi-hotspot, waarna je je eigen wifi-netwerk configureert. Vervolgens kun je de ledstrips instellen, allerlei kleuren en effecten kiezen, of de ledstrips in segmenten indelen. Het laat goed zien wat er met een relatief eenvoudige microcontroller mogelijk is. 

• Netwerkspeler voor muziek 

Een singleboardcomputer is zo compact dat je hem handig als netwerkspeler voor muziek kunt inzetten. Het geluid kun je digitaal doorgeven via bijvoorbeeld HDMI of s/pdif, al kun je een versterker met luidsprekers ook gewoon analoog aansluiten. Nu heeft de Raspberry Pi wel een analoge audiopoort, maar de kwaliteit van de ingebouwde DAC (digitaal-naar-analoog converter) is nogal matig. Daarom is een goede externe DAC aan te raden. Bij andere singleboardcomputers ligt dat soms anders. Zo heeft de Odroid N2+ zowel hoorbaar als meetbaar een veel betere geluidskwaliteit, waardoor het inpluggen van een 3,5mm-audiojack voor de meeste gebruikers volstaat. Als software kun je bijvoorbeeld het bekende programma Volumio gebruiken. Desgewenst kun je altijd nog later een externe DAC aansluiten. 

• Andere toepassingen 

Wil je andere toepassingen installeren, dan is DietPi een handige optie. DietPi is een zeer lichte Debian-installatie van waaruit je eenvoudig talloze toepassingen kunt installeren. Het is behalve voor de Pi ook geschikt voor bijvoorbeeld de modellen van Odroid. Je kunt wat inspiratie opdoen als je de softwarelijst bekijkt. 

Veel toepassingen kun je natuurlijk ook rechtstreeks installeren. Een goed voorbeeld is Pi-Hole waarmee je advertenties in je netwerk kunt blokkeren nog voordat ze je pc hebben bereikt. Het werkt op basis van een lokale DNS-server met filters. Je kunt het bijvoorbeeld binnen Debian of Ubuntu installeren of een Docker-container opzetten. 

Voor RetroPie, waarmee je een retro gameconsole bouwt, zien we dezelfde installatieopties. Op een Odroid N2+ raden we de fork The Retro Arena aan. 

Wil je een mediaspeler voor het streamen van video? Dan is CoreELEC een voor de hand liggende optie. De Odroid N2+ heeft hier zeker een meerwaarde: het apparaatje levert uitstekende prestaties bij het decoderen van audio in video, met ondersteuning voor onder meer 4K, H.265, diverse HDR-formaten en bekende audioformaten als DTS-HD en Dolby Atmos. 

0

Powered by