Raspberry Pi CM4 + IOBoard als Homematic-Zentrale - Tipps, Infos und kurzer Test

[Baxxy]

1. Vorwort:
Da eQ-3 mit der HCU1 auf ein Raspberry Pi CM4 setzt habe ich mir mal angeguckt wie sich so ein CM4 + IOBoard als RaspberryMatic macht.
Gleich vorweg... ich bin ziemlich begeistert.
Das (mein) Setup hat diverse Vorteile gegenüber einem normalen Pi4B, unter anderem eMMC-Speicher (statt SD-Karte), keinerlei Funkstöreigenschaften (weil das genutzte IO-Board keine USB3-Anschlüsse hat), geringerer Stromverbrauch (weil das IO-Board kein BT/Wlan/USB3 hat), Steckplatz für eine NVME-SSD die man als "USB-Stick" für Backups, Diagramme usw. nutzen kann.

2. Die erste Frage:
Macht ein CM4 + IOBoard als Homematic-Zentrale überhaupt Sinn?

Da man das nicht pauschal mit ja / nein beantworten kann hier erstmal ein paar Pro's & Contra's zum abwägen.

2.1 Pro's:

• je nach Version wesentlich mehr RAM als ein Pi3B/3B+
• höhere Rechenleistung gegenüber Pi2B / Pi3B / Pi3+
• schnellere Netzwerkanbindung
• eMMC (8 - 32GB) statt SD-Karte
• Stromverbrauch identisch bzw. etwas geringer als Pi3B/Pi3B+

2.2 Contra's:

• anderes Layout - passt nicht in viele ältere Gehäuse
• RPI-RF-MOD passt nur mittels Stacking-Header auf die GPIO's, dadurch mehr Gesamthöhe des Setups

2.3 Mein Fazit zur ersten Frage:

• Als einfache Homematic-Zentrale ohne großen Schnickschnack macht das CM4 + IOBoard keinen Sinn.
• Nutzt man "dicke" Add-Ons wie Redmatic oder den CCU-Historian sieht das schon anders aus. Hier macht sich der zusätzliche RAM und in bestimmten Szenarien (Historian-Datenbank recalc) auch die höhere Rechenleistung positiv bemerkbar.
• Hat man vor mehrere "Systeme" auf einem Pi zu betreiben, z.B. debMatic / piVCCU / RaspberryMatic-Docker als "Zentralensoftware" und zusätzlich z.B. ioBroker, hat das CM4 + IOBoard, gegenüber seinen Vorgängern, ganz klar die Nase vorn.

3. Die Qual der Wahl Teil 1... welches CM4?

• Es gibt zig Variationen des CM4, die sich erstmal grob in "Lite" (SD-Karte) und "Normal" (eMMC) unterscheiden.
  Wir wollen "Normal", weil eMMC einfach besser ist als ne SD-Karte. Und eMMC war schon das große Plus bei einem Tinkerboard S.
• Als nächstes lassen wir unnützes Zeug weg, also ein "Normales" ohne Bluetooth und WLan.
• Nun zum RAM. 2GB definitiv, aber es darf auch mehr sein.
• Und zum Schluss die Größe der eMMC. 8GB reichen normalerweise vollkommen aus, wer will nimmt halt mehr.

Meine Wahl: CM4 "Normal" ohne BT/WLan mit 4GB RAM und 16GB eMMC (ca. 65€ / Stand 15.10.24)

4. Die Qual der Wahl Teil 2... welches IO-Board?

• Hier wird's schon schwieriger weil es viele verschiedene Modelle gibt.
• Man sollte bei der Wahl dran denken das man das Setup auch in ein Gehäuse verfrachten will. (geplant bei mir Clear-Box für Raspberry Pi 4)
• Auch ist hier weniger meistens mehr, also umso weniger Schnittstellen nach außen, umso geringer die Gesamtstromaufnahme.

Meine Wahl: Waveshare CM4-IO-BASE-C (ca. 25€ / Stand 15.10.24)

5. CM4 + IOBoard in Aktion:
Das Waveshare CM4-IO-BASE-C hat an der Unterseite noch einen M.2-Slot.
Da habe ich eine 256GB NVME-SSD verbaut und RaspberryMatic so konfiguriert das diese als "USB-Stick" genutzt wird.

RaspberryMatic Hilfe-Seite:

Fliegender Aufbau:

6. ToDo:

• Gehäuse
• ggf. passiver Kühler

[Baxxy]

Das Projekt lebt, aber wegen Urlaub habe ich es etwas schleifen lassen.

Gestrichen von der ToDo-Liste wird der passive Kühler...

(im Hintergrund fault ein Pi5B )

Code: Alles auswählen

Operating System Info
OS Type (Kernel):	Buildroot 2024.08.1 (Linux 6.6.51 aarch64)
Uptime:	0 d, 0 h 41 min
Load Average:	0.05 0.04 0.03
System Temperature:	35.5 °C
Memory, Swap Utilization:	25.8 %, 0.0 %

~ 36°C im offenen Aufbau bei ~ 22°C Zimmertemperatur kann sich sehen lassen.

Als nächstes ist das Gehäuse dran.

[mws]

Hallo,
super spannendes Thema. Ich habe mir beim letzten Update mit dem RP3 mal wieder überlegt, ob ich nicht auf eine neue schnellere Version updaten sollte und das Thema SD Karte gleich mit löse. Ich habe das System zwar schon einige Jahre erfolgreich mit SD Card laufen, aber die Dinger sind nicht gerade für ihre Zuverlässigkeit bekannt.

Frage: Kann man dann PI von der eMMC mit Rasperrymatic booten? Die ist ja über den USB Port angeschlossen und soweit ich gelesen habe geht das nicht.

Gruß

[Baxxy]

Kann man dann PI von der eMMC mit Rasperrymatic booten?

Ja, das System bootet von eMMC, in meinem Fall mit 16GB.

Die ist ja über den USB Port angeschlossen

Kann ich nicht beantworten.

und soweit ich gelesen habe geht das nicht

Doch, geht.


Kleines Update:
Die auf dem Waveshare CM4-IO-BASE-C verbaute RTC (PCF85063A) will aktuell nicht so recht mit RaspberryMatic. #3082
Wenn das RPI-RF-MOD genutzt wird, wird aber problemlos dessen RTC genutzt.
Alternativ kann man (wenn man das RPI-RF-MOD nicht direkt auf auf GPIO nutzt) auch eine DS3231 an die GPIO's hängen.

[mws]

Sehr cool, dann würde ich doch das Thema glatt mal angehen und die die unsichere SD_Card Lösung ad Akta legen

Noch ein paar Fragen:
Hast Du schon eine Lösung für ein Gehäuse? Ginge auch via 3D Druck.
Welchen Kühlkörper und welches Netzteil hast Du verwendet?
Muss die HM Platine via Adapter aufgesetzt werden oder passt die so?

[Gerti]

Hi!

Es gibt eMMc Speicher für den SD Slot, z.B. Raspikey.
So läuft auch jeder alte Raspberry PI mit eMMc.

Gruß
Gerti

[mws]

Hi Gerti,

oh cool, das wäre auch eine gute Lösung.
Aber dann hätt ich ja nix zu basteln

[Baxxy]

Auf das von mir genutzte IO-Board passt das RPI-RF-MOD nur mit Stacking-Header weil die Netzwerkbuchse (genau wie bei einem Pi4B) im Weg ist.

Als Netzteil kann man das Original CCU3 Netzteil nehmen (RPI-RF-MOD auf GPIO vorausgesetzt), oder halt was für USB-C. (z.B. original Pi4B Netzteil)

Als Kühler hab ich einfach irgendeinen flachen Passiv-Kühlkörper für CM4 genommen.

Gehäuse hab ich noch keins, angeguckt hatte ich mir das "Clearbox-Pi" für den Pi4B. Weiß aber nicht ob das passt weil mein IO-Board unten noch den Batteriehalter für die RTC und die NVME Schnittstelle hat.
Aber es gibt ja noch diverse andere IO-Boards die vielleicht passender wären.

[mws]

OK, ich hab mich jetzt erst mal für die Lösung mit der SSD entschieden.
Das gingt wirklich problemlos und läuft auch recht flott.

Vielen Dank für den Tip und ein schönes Osterfest.