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Raspberry Pi 2 mit USB-Stick einrichten

Der Raspberry Pi kommt als kleiner Einplatinen Computer zu uns und wird normalerweise mit einem Betriebssystem von einer SD-Karte gestartet. Für unser Wetterstations-Projekt hat das aber einen entscheidenden Nachteil: SD-Karten neigen dazu, bei vielen Schreibzugriffen irgendwann Fehler zu produzieren. Und nichts wäre schlimmer, als dass unsere über Tage, Monate und Jahre gesammelten Wetterdaten verloren sind oder dass Lücken in der Aufzeichnung entstehen, weil die SD-Karte ausfällt. Darum werden wir den Raspberry Pi so einrichten, dass das Betriebssystem auf einem USB-Stick liegt (ebenso wie die Daten).
Ich habe hier das Vorgehen mittels Betriebssystem Windows beschrieben. Natürlich kann man alle Schritte (wie ich es normalerweise tue) auch unter Linux durchführen - dann benötigt man in der Regel keine zusätzlichen Programme - denn Linux hat alle Mittel bereits an Board. Wenn ich viel Zeit habe, werde ich die Schritte, die man unter Linux ausführen müsste, ggf. ergänzen. Ich habe hier die Windows Variante gewählt, weil wohl die meisten Hobbyiesten wohl eher einen Windows als einen Linux Rechner zur Verfügung haben (obwohl ich persönlich das nicht gut heißen kann ).

Benötigte Ausrüstung

Optional, wenn man den ersten Bootvorgang des Raspberry Pi anschauen und/oder einmal die grafischen Oberfläche von Raspbian ausprobieren möchte:

Tastatur mit Touchpad oder Maus
Monitor mit HDMI-Eingang
HDMI-Kabel

Vorbereitungen

Herunterladen des Raspbian Images
Herunterladen des SD-Karten Formatter für Windows und Installation
Herunterladen des Win32 DiskImager für Windows und Installation

Beide Programme werden nach den Windows üblichen Rückfragen installiert. Den Win32 Disk Imager bitte nicht aus der Installations-Routine heraus starten - dies schlägt fehl, da das Programm Administrator-Rechte zum Ausführen benötigt.

USB-Stick formatieren

Den USB-Stick stecken wir an unserem Windows Rechner an einen USB-Slot an. Ich formatiere meine Laufwerke immer aus der Windows Datenträgerverwaltung heraus. Diese kann über die Eingabeaufforderung mit dem Befehl

 diskmgmt.msc

aufgerufen werden. Natürlich geht auch jeder andere Weg - am besten so, wie man es immer durchführt. Wir formatieren den USB-Stick mit dem FAT32 Dateisystem, ein Quickformat reicht.

SD-Karte formatieren

Manchmal treten bei der Formattierung der SD-Karte Probleme auf, insbesondere dann, wenn die SD-Karte bereits in einem Raspberry Pi zum Einsatz kam. Die darauf enthaltenen Linux-Partitionen werden von Windows (oft) nicht erkannt. Darum nicht das Windows hauseigene Programm zur Formatierung verwenden (Datenträgerverwaltung), sondern den SD-Formatter der SD Association.
Nach einem Aufruf des Programms wird einfach das passende SD-Karten-Laufwerk rausgesucht und formatiert. Das geht flot.

Image auf USB-Stick übertragen

Das Image für Raspbian Jessie haben wir uns zuvor schon aus dem Internet als zip-Datei heruntergeladen. Es wird entpackt (dazu benötigt man ein entsprechendes Programm, z.B. 7-zip). Danach starten wir den bereits installierten Win32 Disk Imager. Wichtig: bitte mit einem Rechtsklick das Programm als Administrator ausführen, sonst funktioniert das Image schreiben nicht.
Wir wählen die Image-Datei von unserem Raspbian Jessie aus und als Ziel den USB-Stick. Es dauert einen Moment, bis die Daten auf den USB Stick geschrieben sind - je nach Hardware kann das zwischen 10 und 20 Minuten dauern.

Boot-Dateien auf SD-Karte übertragen

Auch wenn der Raspberry Pi von USB Stick läuft, so benötigen wir trotzdem für den Boot-Vorgang die Micro-SD-Karte. Denn der Raspberry kann nur von SD-Karte aus booten. Dafür öffnen wir einen Dateimanager unserer Wahl (bei mir ist das der Totalcommander) und kopieren alle Dateien aus der /boot Partition des USB-Sticks auf die SD-Karte. Bitte direkt auf die SD-Karte kopieren OHNE ein Verzeichnis.

Anpassung der Datei cmdline.txt

Damit unser Raspberry Pi von dem USB-Stick booten kann, müssen wir ihm das in der Boot-Konfiguration explizit sagen. Diese Information steckt in der Datei cmdline.txt, die wir mit den anderen Dateien aus der /boot Partition im Schritt zuvor vom USB-Stick auf die SD-Karte übertragen haben. Mittels eines Editors öffnen wir die Datei cmdline.txt und ändern in der Zeile den folgenden Eintrag

 root=/dev/mmcblk0p2

in diesen Eintrag

 root=/dev/sda2

ab. Wir achten darauf, dass die Datei keine Zeilenumbrüche bekommt und Sie weiterhin nur aus einer Zeile besteht - ansonsten wir das Booten des Raspberry Pi fehlschlagen.

Hardware vorbereiten und erster Bootvorgang

Die SD-Karte und der USB-Stick werden auf dem Windows-Rechner ausgeworfen und dann abgesteckt. Nun kommt die Micro-SD-Karte in den passenden Slot auf dem Raspberry Pi 2 und der USB-Stick wird an einen USB-Slot angesteckt. Spannungsversorgung (Micro-USB) anstecken und dann bootet der Raspberry Pi zum ersten Mal. Wenn man Display und Tastatur / Maus anschließt, kann man nach dem Beenden des Bootvorgangs auf der grafischen Oberfläche den kleinen Rechner bedienen. Raspbian Jessie bootet im Standard in die grafische Benutzeroberfläche (X-Windows System). Das benötigt allerdings unnötige System-Ressourcen. Darum werden wir im Abschnitt Raspberry Pi Grundkonfiguration das Booten in die Kommandozeile aktivieren und noch einige weitere Anpassungen vornehmen.

Video-Tutorials zu diesem Abschnitt

Installation SD-Formatter und Win32 Disk Image auf einem Windows 10 System

Raspbian Jessie Vorbereitung bis zum ersten Raspberry Pi Bootvorgang