Raspberry Pi

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Der Raspberry Pi [ˈrɑːzb(ə)rɪ ˈpaɪ] (englisch für Himbeerkuchen) ist eine Modellreihe von Einplatinencomputern auf ARM-CPU-Basis der britischen Raspberry Pi Foundation. Die Platine der „normalen“ Modellreihe hat das Format einer Kreditkarte. Das erste Modell kam Anfang 2012 auf den Markt. Über die Jahre wurden aufgrund des großer Markterfolges weitere Modelle und Varianten auf den Markt gebracht. Raspberry (Himbeere) knüpft an die Tradition an, Computer nach Früchten zu benennen, wie etwa bei Tangerine Computer Systems, Apricot Computers, Acorn oder Apple. Pi steht für die Programmiersprache Python. Ursprünglich sollte der Computer mit fest eingebautem Interpreter für die Programmiersprache Python ausgeliefert werden.[1]

Logo des Raspberry Pi und der Raspberry Pi Foundation
Raspberry Pi Modell A+
Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi 4 Model B (2GB) im Gehäuse mit DVB TV μHat
Raspberry Pi Zero
Raspberry Pi Compute Module 3 Version 1.0
Raspberry Pi 400 PC mit Netzteil, Maus, HDMI Kabel und Speicherkarte
Raspberry Pi Pico (Vorder- und Rückansicht)

Als Massenspeicher wird beim Raspberry Pi eine Speicherkarte genutzt. Mit dem Programm PiServer ist es möglich, mehrere Raspberry Pis im Netzwerk ohne Speicherkarte zu nutzen, was zum Beispiel für Schulen von Nutzem ist. Stattdessen werden die Computer über einen zentralen x86-Server mit der Linux-Distribution Debian gesteuert.[2] Bereits 2006 wurde ein Prototyp mit einem Atmel ATmega644 Mikrocontroller entwickelt. Die Schaltpläne und das Layout der Leiterplatte wurden davon veröffentlicht. 2011 wurde ein Prototyp mit ARM11 Prozessor veröffentlicht.[3]

Raspberry Pi

Die erste Generation ist der Raspberry Pi Model B vom 29. Februar 2012. Er ist mit dem Broadcom BCM2835, ARM1176JZFS mit 700 MHz Taktfrequenz und Videocore 4 GPU ausgestattet. Das reicht für die Wiedergabe von Blu-ray Qualität. Er wurde in China produziert.[4] Erst später folgte die vereinfachte und günstige Variante Raspberry Pi Model A. Im Juli 2014 wurde der Raspberry Pi Model B+ auf den Markt gebracht. Er wurde erstmals im Vereinigten Königreich von Sony produziert.[4] Später im Jahr 2014 wurde der Raspberry Pi Model A+ aus den Markt gebracht. Die erbesserungen gegenüber dem Raspberry Pi Model A sind mehr GPIO-Pins (40 statt 26 Pins), ein verbesserter Audio-Schaltkreis mit neuer störungsarmen Stromversorgung und der MicorSD-Slot ist nun eine Push-Push-Variante,. Dadurch unterstützt der Raspberry Pi Model A+ den HAT-Standard zum Anschluss für Add-On-Boards.[5]

Raspberry Pi 2

→ Hauptartikel: Raspberry Pi 2

Raspberry Pi 3

Am 29. Februar 2016 wurde zum vierjährigen Jubiläum der Raspberry Pi 3 mit ARMv8 statt ARMv7 und 300 MHz mehr Taktfrequenz sowie SoC BCM2837 auf den Markt gebracht.[6] Zum Pi Day wurde am 14. März 2018 das verbesserte Modell Raspberry Pi 3B+ auf den Markt gebracht. Die vier ARM-Kerne (Cortex-A53, ARMv8) können auf dem 3B+ mit 1400 MHz nun 17 Prozent schneller getaktet werden. Der neue Blechdeckel dient als Heatspreader, damit das SoC BCM2837B0 auch bei höheren Taktfrequenzen seine Abwärme abführen kann. Im LAN7515 stecken zwei USB-2.0-Hubs und Gigabit- statt Fast-Ethernet.[7]

Raspberry Pi 4

→ Hauptartikel: Raspberry Pi 4

Raspberry Pi Zero

Der Raspberry Pi Zero ist eine kleinere und kostengünstigere Variante des Raspberry Pi. Ende 2015 kam die erste Variante Raspberry Pi Zero mit Broadcom BCM2835 Prozessor und 512 MByte LPDDR2 SDRAM für 5 US-Dollar auf den Markt. Der ARM11-Kern läuft mit einer Taktfrequenz von 1 GHz. Die Platinenfläche ist mit 65 mm × 30 mm knapp 20 cm² groß, die Einbauhöhe ist nur 5 Millimeter hoch, trotzdem sind alle 40 GPIO-Ports der Plus-Modelle des Raspberry Pi 1 vorhanden.[8]

Raspberry Pi Compute Module

Für den Einsatz beispielsweise in Steuerungsanlagen und Maschinen gibt es das Raspberry Pi Compute Module. Es hat die Bauform eines Small-Outline-Speichermoduls (SO-DIMM) und passt in eine Steckfassung mit 200 Kontakten. Sämtliche Anschlüsse stellt dann das Carrier- oder I/O-Board bereit, auf dem das Compute Module steckt.[9] Mitte 2014 kam das Compute Module 1 (CM1) auf den Markt. Es ist mit dem Broadcom BCM2835 SoC, 512 MByte RAM und vier GByte Flash-Speicher ausgestattet und ist 6,76 × 3 Zentimeter groß. Über den DDR2-SODIMM-Stecker lässt sich das Modul auf ein IO-Board stecken, welches das Modul um verschiedene Schnittstellen erweitert. Damit stehen dann ein HDMI-Ausgang, drei USB-Anschlüsse (1x USB-2.0-Host Typ A, 1x Micro-USB-2.0 und ein weiterer Micro-USB-Anschluss für die Stromversorgung) sowie zwei GPIO-Anschlussleisten mit insgesamt 200 Pins zur Verfügung. Weiterhin sind auf dem Motherboard zwei DSI-Display-Ports und zwei CSI-Camera-Anschlüsse vorhanden. Die 3,5-mm-Audiobuchse und der Composite-RCA-Videoanschluss des Raspberry Pi 1 sind hier nicht vorhanden.[10] Anfang 2017 kam das Compute Module 3 (CM3) auf den Markt. Es ist vollständig kompatibel zum bisherigen Raspi Compute Module, aber mit dem stärkeren SoC des Raspberry Pi 3 bestückt. 16 Monate später folgte 2020 das Compute Module 4.[11] Das Compute Module 4 ist mit Broadcom BCM2711 Quad-Core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC CPU mit 1,5 GHz Taktfrequenz und 1, 2, 4 oder 8 GB LPDDR4-3200 SDRAM sowie 0, 8, 16 oder 32 GB eMMC Flash Speicher ausgestattet.[12]

Raspberry Pi 400 PC

Anfang November 2020 kam mit dem Raspberry Pi 400 ein Mini-PC von der Raspberry Pi Foundation auf den Markt. Darin ist ein Raspberry Pi 4 mit 4 GByte RAM enthalten, die Platine ist jedoch eine andere. Der PC ist 25,5 x 12,5 x 2 cm groß und alle Anschlüsse des Raspberry Pi 400 befinden sich an seiner Rückseite: Drei USB-A-Buchsen (zweimal USB 3.0, einmal USB 2.0), Gigabit Ethernet (RJ-45), zweimal Micro-HDMI, Stromversorgung per USB-C, microSD-Kartenleser und die GPIO-Pinleiste mit 40 Kontakten. Die Audio-Klinkenbuchse sowie die internen Anschlüsse für Kamera (CSI), Display (DSI) und Power-over-Ethernet (PoE) des Raspberry Pi 4 fehlen beim Raspberry Pi 400, ein Tastaturcontroller ist hingegen dazugekommen. Der ARM-Chip Broadcom BCM2711 ist mit 1,8 GHz Taktfrequenz getaktet. Die Funktionstaste F10 der Tastatur dient gleichzeitig als Ein-/Ausschalter.[13] Tage später wurde er auch mit deutschem Tastatur-Layout bestellbar.[14]

Raspberry Pi Pico

Am 21. Januar 2021 kam der Raspberry Pi Pico mit dem eigenen RP2040-32-Bit-Mikrocontroller der Raspberry Pi Foundation für 4 Euro/4 US-Dollar auf den Markt. Das Board hat Arduino-Nano-Format und lässt sich per Micro-USB-Buchse mit MicroPython, C und Visual Studio Code programmieren. Der Mikrocontroller hat zwei ARM-Kerne vom Typ Cortex-M0+, die mit bis zu 133 MHz getakten werden können. Auf dem Board sind 256 KB SRAM. Diese sind in mehrere Bänke unterteilt, damit die beiden Controller es parallel nutzen können. Zusätzlich sind noch 2 MB QSPI-Flash für Programmcode vorhanden. Der Pico bietet acht programmierbare I/O-(PIO-)Zustandsmaschinen. Der 5,1 Zentimeter lange und 2,1 Zentimeter breite Pico mit 40 Anschlüssen passt auf Steckbretter zum einfachen Schaltungsaufbau. Der Pico stellt 26 GPIO-Pins mit 3,3 Volt bereit und enthält einen Spannungswandler. Über die Micro-USB-Buchse kann er mit Strom versorgt werden, läuft sonst aber mit Spannungen ab 1,8 Volt – also auch an einer Batterie.[15][16]

Raspberry Pi OS

→ Hauptartikel: Raspberry Pi OS

Siehe auch

Literatur

  • 2018: Raspberry Pi für Dummies, Autoren Sean McManus und Mike Cook, Übersetzer Gerhard Franken, 397 Seiten, Wiley-VCH, 2. Edition, ISBN 978-3527714452
  • 2019: Raspberry Pi: Das umfassende Handbuch, Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck, 1062 Seiten, Rheinwerk Computing, 6. Edition, ISBN 978-3836269339
  • 2019: Raspberry PI Anleitung für Einsteiger: Step-by-Step zum ersten Raspberry Pi Projekt, Axel Mammitzsch, 112 Seiten, epubli, 4. Edition, ISBN 978-3750259232
  • 2020: Raspberry Pi: Kompendium: Linux, Programmierung und Projekte, Sebastian Pohl, 516 Seiten, BMU Media Verlag, ISBN 978-3966450553
  • 2020: Raspberry Pi für Kids: Programmieren lernen und experimentieren mit Elektronik, Scratch und Python, Michael Weigend, 464 Seiten, mitp, 4. überarbeitete Auflage, ISBN 978-3747502723

Weblinks

Quellen

  1. ↑ TechSpot : Interview with Raspberry's Founder Eben Upton, May 22, 2012
  2. ↑ Mit PiServer mehrere Pis einfach steuern | heise online, 10.01.2018
  3. ↑ Build your own prototype Raspberry Pi minicomputer | Ubergizmo, 10/24/2011
  4. ↑ 4,0 4,1 Raspberry Pi Board Revisions - Raspberry Pi Spy
  5. ↑ Caschys Blog | Raspberry Pi Model A+ für 20 Dollar erhältlich, Nov 10, 2014
  6. ↑ Geburtstagsgeschenk | c't | Heise Magazine
  7. ↑ Der neue Raspberry Pi 3B+ - schneller zum gleichem Preis | c't Magazin, 19.03.2018
  8. ↑ Raspberry Pi Zero: Der neue Bastel-Kleincomputer ist winzig und kostet nur 5 Dollar | heise online, 26.11.2015
  9. ↑ Raspberry-Pi-Industriemodul CM3+ | Raspi & Embedded Systems | c't | Heise Magazine
  10. ↑ Raspberry Pi als Industriemodul | heise online, 07.04.2014
  11. ↑ t3n – digital pioneers | Compute Module 4: Winziges Raspberry Pi 4 für die Industrie vorgestellt, 20.10.2020
  12. ↑ Buy a Compute Module 4 – Raspberry Pi
  13. ↑ Raspberry Pi 400 im Tastaturgehäuse (nicht nur) für Schüler | heise online, 02.11.2020
  14. ↑ Raspberry Pi 400 mit deutscher Tastatur und mehr Details | heise online, 05.11.2020
  15. ↑ Raspberry Pi Pico: Mikrocontroller-Board für 4 Euro | heise online, 21.01.2021
  16. ↑ Meet Raspberry Silicon: Raspberry Pi Pico now on sale at $4 - Raspberry Pi, 21st Jan 2021
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