Das beliebteste Raspberry-Pi-Zubehör für Entwickler

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Wer Raspberry Pi nicht nur als PC-Platine nutzen möchte, sondern etwa auch als Steuer-, Messgerät und Kamera, benötigt Zubehör. Laut Farnell haben Entwickler 2017 folgende Teile am meisten nachgefragt.

Als Ergänzung für die Mini-PC-Platine Raspberry Pi wählten Entwickler am häufigsten Displays, Controller und Kameras (auf Seite 2 dieses Online-Beitrags) . Angeschlossen werden die Komponenten etwa über die Kamera- oder Display-Schnittstelle oder die GPIO-Stiftleiste (General-Purpose Input/Output).

„Der Raspberry Pi gehört heute zu den wichtigsten Tools für Entwickler und ist an nahezu jedem Arbeitsplatz in dieser Branche vorhanden“, so Dianne Kibbey, Global Head of Community and Social Media für die element14 Community.

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Im folgenden zeigen wir Ihnen die beliebtesten Zubehörteile für den Raspberry Pi von Farnell element14 sowie einige Beispiele von Projekten, die Mitglieder der element14 Community mit ihnen entwickelt haben:

Display, Steuerung und „Astro Pi“-Hardware

Es gibt etliche Displays für Raspberry Pi, etwa das 5-Zoll-HDMI-Touch-Display von Winstar (Vertrieb: SE Spezial-Electronic). Das offizielle Touchscreen-Display der Raspberry Pi Foundation, RaspberryPi-Display hat eine Anzeige von 7 Zoll mit kapazitivem 10-Finger-Touchscreen.

Das Display misst 194 mm x 110 mm x 20 mm; die Größe des sichtbaren Bildschirms beträgt 155 mm x 86 mm und die Bildschirmauflösung 800 x 480 Pixel. Das Display eignet sich dafür, Geräte für das Internet der Dinge (IoT) mit einer visuellen Anzeige zu entwickeln. So können verschiedene Lernsoftwareprogramme für den Raspberry Pi per Touch-Bedienung gesteuert werden, was das Lernen und Programmieren mit dem Raspberry Pi erheblich vereinfacht. Mit dem Display haben Mitglieder der element14 Community beispielsweise einen vernetzbaren Bilderrahmen, Pi-Wecker, eine Kamera zur Überwachung von Pflanzen und ein mobiles Mediacenter entwickelt.

PiFace, Steuerungs- und Displaymodul

Über seine GPIO-Pins verbindet sich der Raspberry Pi mit externen Geräten und steuert diese. Ein Beispiel hierfür ist PiFace Digital, eine E/A-Erweiterung für Raspberry Pi, entwickelt für Mess- und Steuerungsaufgaben zum Aufstecken auf die GPIO-Stiftleiste des Raspberry Pis. Das Erweiterungsboard PiFace Digital ermöglicht die Erfassung von Schalterstellungen, z. B. von einem Türsensor, Druckpad oder einer beliebigen Anzahl anderer Schaltertypen. Benutzer können eine eigene Software für den Raspberry Pi schreiben, mit welcher die Ansprache auf bestimmte Schalterstellungen vorgegeben wird. So ist z. B. die Ansteuerung von Ausgängen zum Steuern von Motoren, Betätigern, LEDs usw. möglich.

PiFace Digital im Detail:

• Direkter Anschluss an die GPIO-Buchse des Raspberry Pi

• 2 Umschaltrelais

• 4 Taster

• 8 digitale Eingänge

• 8 Open-Collector-Ausgänge

• 8 LED-Kontrollleuchten

• Einfache Programmierung in Python, Scratch und C

• Grafischer Emulator und Simulator

PiFace Digital 2 steuert und kontrolliert Anwendungen

PiFace Digital 2 registriert und kontrolliert Anwendungen und bietet einen einfachen Weg, um Schalter, Lichter, Motoren und mehr mit dem Raspberry Pi zu verbinden und so mit der Umwelt agieren zu lassen. PiFace Digital 2 verfügt über Relays, Schalter, Digital- und Analog-I/O, mit denen sich über das Rapsberry Pi Sensoren, Motoren, Lichter und andere Geräte steuern lassen.

Interaktivität mit PiFace Control & Display

Über das Plug-und-Play-Board PiFace Control & Display können Entwickler den Raspberry Pi ohne Tastatur, Maus oder Bildschirm verwenden und steuern. Das spart nicht nur Platz und Strom, sondern schafft auch eine einfache und zugleich funktionsreiche interaktive Benutzeroberfläche. PiFace Control & Display umfasst eine alphanumerische Anzeige mit zwei Zeilen à 16 Zeichen, an welcher Statusdaten, Meldungen und Menüs angezeigt werden. Die Steuerung des Raspberry Pi wird dank IR-Fernsteuerung und boardinterner Knöpfe noch flexibler.

Mit dem PiFace Control & Display können Entwickler Schalterstellungen, z. B. von einem Türsensor, Druckpad oder einer beliebigen Anzahl anderer Schaltertypen, erfassen. So hat ein Mitglied der element14 Community das PiFace eingesetzt, um ein Fütterungssystem für Pferde zu entwickeln.

„Astro Pi“-Hardware steuern via Sense HAT

Wenn der Sense HAT an eine Raspberry Pi Platine angeschlossen wird, können Entwickler die gleiche Hardware steuern, die auch in der Raumfahrt verwendet wird. Der Sense HAT, der auch in der „Astro-Pi“-Space Mission genutzt wird, ermöglicht via Raspberry Pi verschiedene Experimente, Applikationen und Spiele einzusetzen, welche dann vom britischen ESA-Astronauten Tim Peake auf der ISS durchgeführt werden. Der Pi Sense HAT ist mit den Raspberry-Pi-Modellen mit 40 GPIO-Pins kompatibel. Der Sense HAT nutzt Sensoren für Lagebestimmung, Druck, Feuchtigkeit und Temperatur, um zu messen, ob der Pi beschleunigt wird, wie warm und feucht die Umgebung ist, und in welche Richtung er sich bewegt.

Technische Daten des Sense HAT auf einen Blick

• Gyroskop - Winkelgeschwindigkeitssensor: ± 245/500/2000dps

• Beschleunigungsmesser - linearer Beschleunigungssensor: ± 2/4/8/16g

• Magnetometer - Magnetsensor: ± 4/8/12/16Gauss

• Barometer: 260 - 1260hPa absolute Skala

• Temperatursensor: bis ± 2°C im Bereich von 0 bis 65°C

• Sensor zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit

• LED-Matrix-Anzeige (8 x 8)

• Kleiner Joystick mit 5 Knöpfen

Raspberry-Pi-Kamera für Tag und Nachtaufnahmen

Die Tageslicht-Kameraplatine Raspberry Pi Camera v.2 mit festem Fokus eignet sich für alle Raspberry-Pi-Modelle mit Kameraschnittstelle (CSI 2; Camera Serial Interface). Die Raspberry-Pi Kamera Camera v.2 lässt sich dank der geringen Maße von 25 mm x 35 mm x 9 mm leicht in bestehende Projekte integrieren.

Die 8-Megapixel-Kamera mit Sonys CMOS-Bildsensor IMX219PQ meistert Auflösungen bis 3280 x 2464 Pixeln. Der Sensor unterstützt zudem High-Speed-Video-Imaging für 1080p, 720p60 und VGA90 Videomodi. Das Modul arbeitet außerdem mit der Bildsensor-Pipeline auf dem Raspberry Pi zusammen. Das Modul Camera v.2 bietet zudem erweiterte Rauschunterdrückung, Korrektur bei Verzerrung und Objektivabschattung. Hinzu kommen automatische Verstärkungsregelung (AGC) und Weißabgleich (AWB).

Die Raspberry-Pi-Kamera meistert einen Betriebstemperaturbereich von -20° C bis 60° C. Der Vorgänger, die Raspberry-Pi-Kamera mit 5 MP, schaffte sogar Temperaturen bis -30° C.

Nachtkameramodul Camera PiNoIR v.2

Neben der Kamera für Tageslicht gibt es auch ein spezielles Modul für Nachtaufnahmen, die Camera PiNoir v.2. Das Besondere an dem NoIR-Kameramodul (No-Infrarot): Es hat keinen Infrarotfilter und ist somit bestens geeignet für Infrarotaufnahmen und Fotografie in schlecht beleuchteten Umgebungen und bei Nacht. Allerdings sind für Aufnahmen bei Dunkelheit, etwa von nachtaktiven Tieren, zusätzlich IR-LEDs für die Beleuchtung erforderlich.

Hinweis: Fotos, aufgenommen mit dem PiNoIR-Kameramodul finden Sie in der Bildergalerie.

Anschluss an fast alle Raspberry Pis

Abgesehen vom Raspberry Pi Zero verfügen die Raspberry-Pi-Modelle über eine Kameraschnittstelle. Die Kameramodule lassen sich mit geeigneten Raspberry-Pis über ein 15-cm-Flachbandkabel verbinden. Es wird am Modul-Steckplatz befestigt und lässt sich dann direkt mit dem CSI-2-Anschluss (Camera Serial Interface) verbinden. Nach dem Anschließen wird auf das Camera Board über Multi-Media Abstraction Layer (MMAL) oder Video for Linux (V4L) APIs zugegriffen. Auch Online-Bibliotheken wie Python, Picamera und vieles mehr können zum Einsatz kommen.

Die Kameraboards lassen sich beispielsweise in Drohnen einsetzen oder in Wetterballons. Auch eine Reise in die Stratosphäre meistern die Kameras, wie der Beitrag: Raspberry Pi und Superman in der Stratosphäre zeigt.

Tipp: Farnell zeigt in seiner Community element14 das Projekt neuartige Überwachungskamera, die zwischen einem Fremden im Garten und einem vorbeifahrenden Fahrzeug unterscheiden kann.

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