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Raspberry Pi: Einkaufsliste


Sie wollen mal mit einem Raspberry Pi experimentieren? Dann stellen wir mal Ihre Einkaufsliste zusammen!

Rechnerplatine auswählen

Raspberry Pi entwickelt ich schnell zum Gattungsbegriff   wie Uhu oder Tempo-Papiertaschentuch. Neben der Raspberry-Pi-Familie gibt es einige Trittbrettfahrer und auch Hersteller, die das Konzept über ein reines Lernwerkzeug hinaus entwickeln. Das geht recht leicht, weil die Rechnerarchitektur von der Firma ARM stammt, die aber selber keine Chips auf den Markt bringt.

Diverse Chiphersteller lizensieren den Prozessorentwurf in mehr oder weniger fertiger Form und bauen vielleicht noch etwas darum herum – bis hin zur fast kompletten Handy-Elektronik. Das funktioniert also anders als bei den PC-Prozessoren, bei denen mehrere Firmen Prozessoren nach komplett eigenständigen Entwürfen bauen. Die Zeiten, als Intel einen Zweithersteller bieten können musste und deshalb seine Entwicklungen an AMD lizensierte, sind vorbei.

Der Kern des Raspberry Pi und seiner Verwandten ist ein System on Chip (SoC) mit grob folgenden Komponenten:

  • ein ARM-Prozessor einer bestimmten Entwicklungsstufe,
  • ein Festwertspeicher (wohl EEPROM wie in Speicherkarten auch), der beim Raspberry Pi nur einen Urlader enthält, vermutlich auf dem Prozessorchip,
  • zwischen 256 und 1024 MB RAM (Arbeitsspeicher),
  • einem Grafikprozessor und
  • einige Peripherie-Schnittstellen (Parallelschnittstelle, serielle Schnittstelle, USB, SD-Karten-Interface) wohl direkt auf dem Prozessorchip.

So weit ich das recherchieren konnte, sind in dem flachen Gehäuse drei Siliziumchips übereinander montiert. Zum Vergleich: Samsung stapelt in seinen SSDs bis zu 32 Speicherchips in einem Gehäuse aufeinander [1].

Geht man auf die Suche nach Einkaufsquellen für den Raspberry Pi, findet man auch schnell die erwähnten Verwandten. Zumindest für das eigene Entwicklungssystem sollte man die A-Serie des Raspberry Pi ausschließen, denn die hat keinen Netzwerkanschluss. Der funktioniert systembedingt leichter als die WLAN-Schnittstelle, weil man keine WLAN-Zugangsdaten eingeben muss. Zwar kann man den drahtgebundenen Netzwerkanschluss auch per USB-Adapter nachrüsten, aber dann ist der Preisvorteil des A-Modells auch schon wieder flöten. Zudem hat man sowieso immer zu wenige USB-Anschlüsse.

Preislich nehmen sich Raspberry Pi und die Verwandten bei vergleichbarer Ausstattung nicht viel. Also sollte man sich vor allem nach Rechenleistung und Anschlüssen entscheiden. Vorteilhaft ist natürlich, wenn das gewählte System mit exakt den gleichen Distributionen läuft wie das Original. Dann kann man auf das gesamte Biotop rings um den Raspbery Pi zurückgreifen. Aber selbst innerhalb der Raspberry-Pi-Familie laufen nicht alle Mitglieder mit der gleichen Distribution: Der B2 hat eine Mehrkern-CPU und braucht deshalb einen Betriebssystemkern, der die Aufgaben auf die einzelnen Kerne verteilen kann.

Um nur ein Beispiel zu nennen: Der Banana Pi hatte zum Zeitpunkt seines Erscheinens den Vorteil des leistungsfähigeren Prozessors, was sich aber mit dem Raspberry Pi B2 umgekehrt hat. Bleiben als Vorteile des Banana Pi die Festplattenschnittstelle (SATA) und die kräftigere Stromversorgung. Eine Festplatte bekommt man an den Raspeberry Pi nur per langsamer USB-2-Schnittstelle und mit zusätzlichem Netzteil dran. Eine 2,5-Zoll-Festplatte erfordert am Raspberry Pi zusätzlichen Strippensalat, denn für die Stromversorgung muss man einen aktiven USB-Hub mit eigenem Netzteil zwischenschalten.

Der Massenspeicher: SD-Karte

Der aktuelle Raspberry Pi benutzt als Massenspeicher eine Micro-SD-Karte. Im Prinzip reicht eine 4-GB-Karte. Bei den heutigen Preisen hat es aber überhaupt keinen Sinn, etwa kleineres als eine 16-GB-Karte zu kaufen. Bei den frühen Versionen des Raspberry Pi wurde vor schnellen Karten (Class 10) gewarnt, die liefen öfter nicht. Das Problem scheint gelöst zu sein. Der praktische Unterschied zwischen einer langsamen (Class 4) und einer schnellen SD-Karte scheint gering zu sein.

Es lohnt übrigens kaum, eine SD-Karte mit aufgespieltem Betriebssystem zu kaufen: Die Software kann man direkt von der Hersteller-Website herunterladen und unter Windows auf die SD-Karte draufspielen.

Gehäuse oder nicht Gehäuse

Einen Embedded Computer erkennt man eigentlich daran, dass er irgendwo unsichtbar drin steckt. Aber für den Anfang ist doch empfehlenswert, sich für ein paar EUR ein Gehäuse zuzulegen – ist bei fliegenden Aufbauten doch sicherer. Dabei muss man sich vorher überlegen, ob oder welche Erweiterungskarten man nutzen will. Manche Gehäuse haben Schlitze für Flachbandkabel, z.B. für die GPIO-Steckerleiste. In andere kann man bestimmte Erweiterungskarten mit einbauen. Die Auswahl für die aktuellen Raspberry-Pi-Versionen ist noch ziemlich übersichtlich.

Als besonders problematisch erwies sich bei mir der Stromanschluss mit einem Micro-USB-Anschluss. Das hat zwar den Vorteil, dass man einfach ein Handy-Ladegerät als Netzteil nutzen kann. Aber dieser Stecker rutscht leicht heraus – vor allem wenn der Gehäuseausschnitt zu klein für das Steckergehäuse ist. So mancher wird schon deshalb eine Erweiterungskarte vorziehen, die einen stabileren Stromanschluss ermögicht. Die entsprechenden Anschlüsse sind auf der Steckerleiste des GPIO-Ports vorhanden.

Es hindert einen aber nichts daran, ein Gehäuse nach eigenen Bedürfnissen selber zu bauen. Ich sah schon einen Raspherry-Pi-Notebook, bei dem Rechnerplatine, Grafikkarte, LCD-Panel und eine kleine Tastatur in einem flachen, aufklappbaren Karton mit Klebestreifen montiert waren. Als Provisorium ist das ein netter Gag. Aber praxistauglich ist das wegen des kleinen Bildschirms wohl weniger.

Erweiterungskarten

Für die ursprünglichen Raspberry-Pi-Versionen gab es eine recht gute Auswahl an Erweiterungkarten. Allerdings hatte man kaum eine Chance per Programm festzustellen, welche Erweiterungskarte aufgesteckt war. Mit dem Plus-Versionen wurde ein Standard (HAT) eingeführt, der das ändert.

Im Prinzip kann man die alten Erweiterungskarten wohl auf die neuen Raspberry-Versionen aufstecken, wenn man die Karte auf die richtigen Anschlüsse aufsteckt – seit den Plus-Versionen hat die GPIO-Schnittstelle 40 statt 26 Anschlüssen. Aber mechanisch dürfte es Probleme geben, weil zu zahlreicher gewordenen Schnittstellenbuchsen recht hoch auftragen. Da könnte es im wahren Sinne des Wortes klemmen.

Netzteil

Im Prinzip kann man einen Raspberry Pi mit einem üblichen Handy-Ladegerät betreiben. Der USB-Stecker ist der gleiche und die Spannung auch. Nur nehmen manche Netzteile die USB-Norm wörtlich und spielen nicht mit: Im Prinzip soll ein USB-Host-Anschluss erst mal auf 100 mA begrenzen, bis die Partner einen höheren Strom aushandeln. Dann sind es normgemäß maximal 500 mA, die dem Raspberry Pi etwas wenig sind. Apple-Netzteile leifern bis über 2 A, aber nur wenn der Verbraucher das nach Apple-Norm anfordert.

Entsprechende Angaben wird man auf den Händler-Websites kaum finden. Da hlft nur ausprobieren oder den Rechner gleich in einem Paket mit Netzteil und SD-Karte zu kaufen. Die Alternative ist natürlich eine Erweiterungskarte mit eigenem Spannungswandler. Dann fährt man den Raspberry Pi direkt mit 12 V oder was man so im Gerät sowieso hat.

Dokumentation

Der Raspberry Pi kommt in einer Antistatik-Tüte und die steckt in einem kleinen Karton. Ernsthaft Dokumentation ist da nicht dabei. Beispielsweise beim Franzis-Verlag gibt es neben entsprechenden Büchern ganze Pakete, die auch die Bauteile für die beschriebenen Experimente enthalten. Der Sinn dieses Kapitels meiner Website ist, einen roten Faden zu aufzuzeigen, mit dessen Hilfe man sich die benötigten Informationen dann auch im Internet zuammensuchen kann.

Die ganze Dokumentation ist aber im Umbruch: Was es an Büchern gibt, bezieht ich bislang noch auf die ursprünglichen Versionen des Raspberry Pi. Relativ wenig stört, dass die neuen Versionen mehr Arbeitsspeicher haben – da ignoriert man beispielsweise die RAM-Spartipps einfach. Kritischer ist schon, dass die Schnittstellen verändert wurden. Diese Informationen muss man sich ggf. sowieso aus dem Netz holen.

...und sonst?

Wenigstens für die ersten Schritte braucht man noch etwas Zubehör:

  • Einen Monitor mit HDMI-Eingang. Im Zweifelsfall nimmt man da einfach den häuslichen Fernseher her, denn nach kurzer Zeit tut es auch der normale Arbeitsrechner – selbst wenn das ein Notebook ist oder mit einer VGA-Schnittstelle an seinem Monitor hängt.
  • Ein HDMI-Kabel, um den Rasperry Pi an den Monitor anschließen zu können. Das braucht man auch nur vorübergehend oder man hat es noch von der Sat-TV- oder DVB-T-Settopbox rumliegen.
  • Eine USB-Tastatur. Sollte man sowieso haben, selbst wenn man mit einem Notebook arbeitet.
  • Eine USB-Maus – sollte auch rumliegen.

Man kann den Raspberry Pi recht gut headless, also ohne Bildschirm, Tastatur und Maus betreiben. Linux-Puristen halten die Maus sowieso für überflüssig, weil sie grafische Oberflächen für hinderlich halten. Später werde ich noch beschreiben, wie man den Raspberry Pi über die Netzwerkschnittstelle fernsteuern kann. Für Spiele oder so ist das natürlich nichts...

Literatur

Samsung verspricht SSD mit 3D-V-NAND noch im Juli
In: Heise Online, 01.07.2014
TOP
Alexander von Obert * http://www.dl4no.de/thema/raspberr.htm
Letzte Änderung: 04.02.15 (Erstfassung)


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