Raspberry Pi als Logging-Modul für Mikrocontroller

Das Logging von Sensorwerten bezeichnet das regelmäßige Erfassen, Speichern oder Übertragen von Messdaten, die ein Mikrocontroller von angeschlossenen Sensoren erhält. Ziel des Loggings ist es, Messwerte nachvollziehbar zu dokumentieren, Fehler zu analysieren oder Prozesse zu überwachen.

Typische Messgrößen sind:

Temperatur
Luftfeuchtigkeit
Druck
Spannung und Strom
Beschleunigung
Füllstand

Nachteile beim Logging mit einem Mikrocontroller

Das Logging mit einem Mikrocontroller hat jedoch mehrere Nachteile:

Neben den Sensor-Daten wäre es von Vorteil, wenn man das **Datum und die Uhrzeit aufzeichnen** würde. Doch nicht alle Mikrocontroller haben eine Echtzeituhr, die auch noch automatisch eine aktuelle Uhrzeit und das aktuelle Datum eingestellt haben.
Ein Mikrocontroller hat nur einen **begrenzten Speicherplatz**. Man muss also das Logging so implementieren, dass das Log regelmäßig gelöscht oder geleert wird.

Und dann gibt es noch ein paar praktische Probleme:

Wie kommt man an die Log-Daten ran? Das Auslesen und Weiterverarbeiten der Daten ist häufig aufwendig und weniger komfortabel als bei Hardware mit einem Betriebssystem und installierbaren Anwendungen.
Wie kann man die Daten auswerten oder zum Beispiel grafisch darstellen? Logging ist das ein, aber was macht man dann mit den Daten. Oft macht es wenig Sinn, wenn man nur einen ständig wachsenden Datenberg ansammelt und damit nie etwas passiert.

Lösung: Ein externes Logging-Modul

Die Lösung ist ein externes Logging-Modul, dass den Mikrocontroller entlastet, indem er sich nur um die Erfassung der Daten kümmert und dadurch die eigentliche Speicherung und Verarbeitung ausgelagert wird.
Hierbei dient ein Raspberry Pi als Basis, in dem er die Daten per UART empfängt und im Logging des Linux-Systems speichert.

Durch das externe Logging-Modul werden Messwerterfassung und Datenspeicherung getrennt. Das Programm auf dem Mikrocontroller bleibt einfach, während das Logging-System zuverlässig große Datenmengen mit korrektem Zeitstempel speichert und die Daten dort nach belieben weiterverarbeitet werden können.

Logging auf dem Raspberry Pi

Dabei müssen wir gar nichts Neues erfinden, sondern können einfach das Logging von Linux verwenden. Beim Logging mit Linux wird typischerweise ein Zeitstempel, der Log-Level und die zu loggenden Daten zeilenweise in einer Datei gespeichert.

Ein Beispiel:

2026-02-27 14:35:01 temp_log [INFO] temp=23.4

Das Logging mit Linux hat mehrere Vorteile:

Man muss kein eigenes Logging implementieren.
Quasi-Standard im Bereich Software und Industrie.
Nutzung der Systemzeit mit hoher Genauigkeit.
Funktionen zur Verwaltung und Archivierung vorhanden.
Gute Tools fürs Monitoring und Analyse verfügbar.

Logging mit Linux

Das Logging unter Linux wie Raspberry Pi OS ist zentral organisiert und sammelt System- und Anwendungsprotokolle in der Regel über „systemd-journald“. Dank dem integrierten Logging lassen sich Programm- und Systemereignisse nachverfolgen, Fehler analysieren und auch Sicherheitsvorfälle untersuchen.

Raspberry Pi OS: Logging mit journald

Raspberry Pi als Logging-Modul mit journald für Mikrocontroller

Eine mögliche Lösung wäre, einen Raspberry Pi als externes Logging-Modul zu betreiben. Der Mikrocontroller übernimmt nur die Datenerfassung, während der Raspberry Pi die Speicherung, Zeitstempelung und Weiterverarbeitung übernimmt. Dadurch bleibt das Gesamtsystem einfach und flexibler.

Raspberry Pi als Logging-Modul mit journald für Mikrocontroller

Raspberry Pi als Logging-Modul mit Datenbank und Webserver für Mikrocontroller

Durch einen Raspberry Pi als Logging-Modul wird aus einer einfachen Messwert-Erfassung ein System mit Logging, Speicher, und einer Weboberfläche übers Netzwerk. Das kann ein Mikrocontroller alleine kaum leisten.