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Definition Was ist Raspberry Pi?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Nico Litzel

Der Raspberry Pi ist ein Minicomputer auf einer nur Scheckkarten-großen Platine, der sich vielfältig erweitern lässt. Er wurde ursprünglich zu Lern- und Demonstrationszwecken entwickelt, eignet sich aber auch für die Realisierung verschiedener privater oder professioneller Anwendungen.

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(Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

Die Raspberry Pi Foundation hat den Minicomputer im Scheckkartenformat entwickelt und im Jahr 2012 die erste Version auf den Markt gebracht. Ursprünglich war er dafür konzipiert, jungen Menschen einen einfachen Einstieg in das Programmieren und die Computertechnik zu ermöglichen. Schnell fand der Raspberry Pi eine große Fangemeinde und wurde für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt.

Die wichtigsten Merkmale des Minicomputers sind, neben den geringen Abmessungen, der niedrige Preis von nur circa fünf bis 40 Euro (je nach Modell) und die einfache Erweiterbarkeit des Systems. Das Grundmodul des Rechners besteht aus einer ARM-CPU, einem Grafikprozessor und dem Arbeitsspeicher. Zum Anschluss von Peripheriegeräten stehen Schnittstellen wie USB, Ethernet oder die 21 GPIO-Pins für weitere Anschlussmöglichkeiten zur Verfügung. Um einen Monitor mit dem Raspberry Pi zu verbinden, ist eine HDMI-Schnittstelle vorgesehen. Über diese lassen sich Bildinhalte mit Full-HD-Auflösung von bis zu 1080p wiedergeben.

Das Betriebssystem startet der Rechner von einer Speicherkarte, die in den vorhandenen SD-/MMC-Karten-Slot eingesteckt werden muss. Lauffähig auf dem System sind zum Beispiel verschiedene Linux- und Windows-Versionen. Über erhältliche Erweiterungsmodule kann der Raspberry Pi drahtlos per Bluetooth oder WLAN kommunizieren. In den neuesten Versionen des Raspberry Pi sind die WLAN- und Bluetooth-Schnittstellen bereits in der Grundausstattung vorhanden. Typische Anwendungen für den Raspberry Pi Minicomputer sind Mediaplayer, Spielekonsolen, NAS- und Cloud-Server, VPN-Server oder intelligente Steuerungen für das Internet of Things (IoT) und Smart Home.

Für den Betrieb des Raspberry Pi benötigte Komponenten

Zusätzlich zum Einplatinenrechner benötigt man für den Betrieb des Raspberry Pi einige weitere Komponenten. Da auf der Platine kein Netzteil integriert ist, ist ein externer Netzadapter mit passender Spannung und Leistung über die USB-Buchse mit dem Minicomputer zu verbinden. Für grafische Ausgaben ist ein Monitor notwendig. Tastatur und Maus für die Steuerung und Bedienung des Geräts lassen sich per USB anschließen.

Grundsätzlich ist für den Raspberry Pi kein festes Betriebssystem vorgesehen. Über eine Speicherkarte, die in den vorhandenen Speicherkartenslot eingelegt wird, ist der Rechner mit verschiedenen Betriebssystemen lauffähig. Empfohlen ist die Verwendung der speziellen Linux-Distribution Raspbian, die auf Debian-Linux basiert. Die neuesten Raspberry-Modelle sind auch mit Windows 10 kompatibel. Allerdings wird eine spezielle Small-Devices-Variante von Windows 10 benötigt.

Die verschiedenen Modelle des Raspberry Pi

Mittlerweile existieren zahlreiche verschiedene Modelle des Raspberry Pi. Seit der Markteinführung im Jahr 2012 hat sich die Leistungsfähigkeit der Minirechner enorm weiterentwickelt. Folgende Versionen des Raspberry Pi gehören zu den bekanntesten (aktuellste Versionen sind zuerst genannt, Stand Ende 2017):

  • Raspberry Pi 3 Modell B
  • Raspberry Pi 2 Modell B
  • Raspberry Pi Zero
  • Raspberry Pi 1 Modell B und B+
  • Raspberry Pi 1 Modell A und A+

In den ersten Gerätegenerationen waren noch ARM-CPUs mit einer Taktfrequenz von 700 Megahertz verbaut (ARMv6 / 32 Bit). Im neuesten Modell, dem Raspberry Pi 3 Modell B, verrichtet eine ARMv8-Quad-Core-Prozessor (64 Bit) mit 1,2 Gigahertz Taktfrequenz seine Arbeit. Er besitzt ein Gigabyte SDRAM-Arbeitsspeicher. Besonders kompakt und günstig ist der Raspberry Pi Zero. Er nimmt mit seiner Platinenbreite von nur gut 30 anstatt 56 Millimeter eine Sonderstellung unter den Modellen ein. Dem Pi Zero fehlen Ethernet- und FBAS-Schnittstelle. HDMI- und USB-Buchsen wurden auf das Mini-HDMI- und Micro-USB-Format verkleinert.

Den Raspberry Pi erweitern

Zu den wichtigsten Eigenschaften des Raspberry Pi gehören seine fast unbegrenzten Erweiterungsmöglichkeiten. Der Raspberry Pi ist sehr einfach über seine integrierte USB-Schnittstelle erweiterbar. Dort können Geräte wie USB-Kameras, USB-Speichersticks oder USB-WLAN- und USB-Surf-Sticks angeschlossen werden. Einzige Voraussetzung für die Nutzung ist das Vorhandensein eines passenden Treibers, der vom Betriebssystem unterstützt wird. Neben den Erweiterungsmöglichkeiten per USB-Schnittstelle sind Erweiterungsboards für die GPIO-Pfostenleiste verfügbar. Hierfür existiert sogar ein eigener Erweiterungsstandard. Es handelt sich um den HAT-Standard (Hardware Attached on the Top), der unter anderem die Abmessungen und Form der Erweiterungsboards definiert. Dadurch lässt sich ein Board nach HAT-Standard passend auf den Raspberry Pi aufstecken und befestigen. Die für den Betrieb des Boards benötigten Treiber sind in den EEPROMs der Erweiterungskarte speicherbar. Dies gestattet die Integration ohne eine manuelle Treibereinbindung oder Konfiguration.

Beispiele für Anwendungen mit dem Raspberry Pi

Der Raspberry besitzt fast unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten. Dazu zählen zum Beispiel der Raspberry Pi als Medienzentrale, Streaming-Server, NAS-Heimserver oder als besonders günstiger und kompakter PC-Ersatz. Weitere Anwendungen sind:

  • Lesegerät für das CAN-Bus-System im Auto,
  • Hausautomation und Steuerung von Funksteckdosen,
  • Telefonanlage,
  • Router,
  • Steuerung von Drohnen,
  • eigener Cloud-Server,
  • Spielekonsole,

und Vieles weitere mehr.

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