1 Kleiner Computer ganz groß

Kaum ein elektronisches Gerät in seiner Preisklasse hat in den letzten Monaten so viel von sich reden gemacht wie der Raspberry Pi. Der Raspberry Pi ist – auch wenn es auf den ersten Blick gar nicht so aussieht – ein vollwertiger Computer, etwa in der Größe einer Kreditkarte und vor allem zu einem sehr günstigen Preis. Nicht nur die Hardware ist günstig, die Software noch mehr. Das Betriebssystem und alle im Alltag notwendigen Anwendungen werden kostenlos zum Download angeboten.

Bild 1.1: Die Webseite rastrack.co.uk zeigt eindrucksvoll, wie viele Raspberry Pis auf der ganzen Welt im Einsatz sind. Der Schwerpunkt liegt natürlich, wie zu erwarten, in Großbritannien, der Heimat des Raspberry Pi.

1.1     Eine Himbeere verzückt die Maker-Szene

Mit dem speziell angepassten Linux mit grafischer Oberfläche ist der Raspberry Pi ein stromsparender, lautloser PC-Ersatz. Seine frei programmierbare GPIO-Schnittstelle macht den Raspberry Pi besonders interessant für Hardwarebastler und die neue Maker-Szene.

Bild 1.2: Der Raspberry Pi und seine Hardwareanschlüsse.

Der Raspberry Pi läuft mit einem 700-MHz-ARM-Prozessor und einer Video-Core-IV-GPU. Die Leistungsfähigkeit der CPU ist mit einem 300-MHz-Pentium-II vergleichbar, der für einen Office-PC jahrelang völlig ausreichte. Die Grafikleistung entspricht etwa der Xbox 1 und liefert HDMI-Qualität beim Abspielen von Videos. Somit eignet sich ein Raspberry Pi durchaus auch als Media-Center im Wohnzimmer.

Als die britische Stiftung Raspberry Pi Foundation im Mai 2011 den ersten Raspberry Pi der Presse vorstellte, war das eigentliche Ziel, Schülern mehr Interesse am Programmieren und an elektronischen Basteleien zu vermitteln. Die Entwickler hatten damals für diese Zielgruppe an weltweite Verkaufszahlen um 1.000 Stück gedacht. Nachdem ein vom britischen Fernsehsender BBC gedrehtes Video zur Vorstellung des Raspberry Pi auf YouTube 600.000 mal angesehen wurde (youtu.be/pQ7N4rycsy4), erhöhten die Entwickler spontan die Erstauflage des Modells B auf 10.000 Stück.

Beim Verkaufsstart im Februar 2012 wurden jedoch am ersten Tag bereits 100.000 Stück bestellt, sodass es zu erheblichen Lieferengpässen kam. Daraufhin schloss die Raspberry Pi Foundation Verträge mit den großen britischen Elektronikdistributoren Premier Farnell und RS Components, die Herstellung und Vertrieb der Geräte übernahmen. Inzwischen sind über 1.000.000 Geräte vom Typ Modell B verkauft, der im Herbst 2012 auf die Version Rev. 2 aktualisiert wurde. Ein noch preisgünstigeres Modell A ohne Netzwerkanschluss und mit deutlich geringerem Stromverbrauch erschien im Februar 2013.

Bild 1.3: Links: neue (Rev. 2), rechts: ältere Version (Rev. 1) des Raspberry Pi Modell B (auf älteren Platinen fehlen die beiden auffälligen Schraublöcher sowie die beiden Lötösen für den Reset-Schalter links oberhalb des HDMI-Anschlusses).

1.2     Das Betriebssystem auf dem Raspberry Pi

Linux ist ein freies Betriebssystem auf Basis des früheren Großrechner-Betriebssystems Unix. Es wurde ursprünglich für die Intel-x86-Plattform entwickelt, inzwischen gibt es aber auch Varianten für andere Systeme. Der Name Linux ist abgeleitet von Linus Torvalds, einem finnischen Programmierer, der den ersten freien Unix-Kernel veröffentlichte und damit den Grundstein für das heutige Linux legte. Verschiedene Linux-Varianten wurden speziell für den Raspberry Pi angepasst. Die Raspberry-Pi-Stiftung empfiehlt Raspbian, das auf dem bekannten Debian-Linux basiert und eigens für die Hardware des Raspberry Pi optimiert wurde. Dieses Betriebssystem unterstützt sämtliche Hardwarekomponenten des Raspberry Pi optimal.

1.3     Das unterscheidet Modell A von Modell B

Die Entwickler haben den Raspberry Pi in zwei Versionen erschaffen. In diesem Buch und auch sonst fast immer, wenn der Raspberry Pi erwähnt wird, geht es um das Modell B. Das Modell A ist erst seit Frühjahr 2013 lieferbar und unterscheidet sich vom Modell B im Wesentlichen darin, dass es nur einen USB-Anschluss hat und der Netzwerkanschluss fehlt. Außerdem verfügt Modell A nur über 256 MB RAM. Diese Einschränkungen tragen dazu bei, dass diese Version nur ein Drittel des Stroms benötigt und sich so auch gut mit Batterien betreiben lässt.

Bild 1.4: Links: Modell A, rechts: Modell B (Rev. 2).

Die ersten Geräte der Rev. 1 vom Modell B wurden nur mit 256 MB RAM ausgeliefert. Wie viel Speicher ein Raspberry Pi hat, ist auch ohne Einschalten an einem Aufdruck auf der CPU, dem quadratischen Chip in der Mitte, zu erkennen.

Bild 1.5: Achten Sie auf die Zahl 2G oder 4G in der Chipbezeichnung.

1.4     Falten Sie sich Ihr Gehäuse einfach selbst

Der Raspberry Pi wird als einzelne Elektronikplatine mit offen liegenden Kontakten und Bauteilen geliefert, was einerseits ziemlich cool aussieht, andererseits aber die Gefahr von Kurzschlüssen durch Berührung mit herumliegenden Metallteilen birgt.

Ein Gehäuse schützt die Platine, muss aber die Anschlüsse, die an allen vier Seiten liegen, weiterhin benutzbar halten. Diverse Firmen bieten unterschiedlichste Gehäuseformen an, teilweise aus Acryl, um die Platine wie auch die LEDs weiterhin zu sehen. Links zu verschiedenen Gehäuseherstellern finden Sie in unserem Linkverzeichnis unter: www.softwarehandbuch.de/raspberry-pi.

Besonders kostengünstig bauen Sie sich eine Faltschachtel aus einer stärkeren Plastikfolie oder auch Karton selbst zusammen. Die Vorlage gibt es hier zum Download: squareitround.co.uk/Resources/Punnet_net_Alpha3.pdf.

Bild 1.6: Einfaches Faltschachtelgehäuse für den Raspberry Pi.

Achten Sie beim Drucken darauf, dass alle Skalierungsfunktionen des PDF-Betrachters abgeschaltet werden und die Vorlage wirklich in Originalgröße gedruckt wird. Falten Sie an den gestrichelten Linien nach innen. Die aufgedruckten Hinweise befinden sich später auf der Innenseite des Gehäuses, sodass Sie die Außenseite nach Belieben gestalten können. Eine noch bessere Faltschachtel, allerdings nicht ganz kostenlos, liefert: www.ip-adelt.de/index.php?id=143 Zur Kontrolle für den Druck sind Maße angegeben, die Sie einfach auf dem Ausdruck nachmessen können.

Bild 1.7: Professionelles, stabiles Gehäuse für den Raspberry Pi zum Ausdrucken und Selberfalten.

Ritzen Sie die gekennzeichneten Faltlinien mit einem Falzbein oder Messer vor. Die Faltung muss später sehr exakt vorgenommen werden, da die Stabilität auf der Spannung bestimmter Gehäuseteile basiert. Schneiden Sie die vorgesehenen Öffnungen für die Anschlüsse aus. Außer dem Platinenstecker des GPIO-Ports müssen die Öffnungen auch ausgeschnitten werden, wenn der jeweilige Anschluss nicht genutzt wird. Die Anschlussbuchsen ragen leicht durch die Gehäusewand nach außen, was auch noch etwas zur Stabilität beiträgt.

Bild 1.8: Ein Raspberry Pi im Plastik-Faltgehäuse.

Falten Sie das Gehäuse zusammen und fixieren die Seitenteile mit den Stecklaschen an der Unterseite. Bevor Sie die letzte Seitenwand zuklappen, schieben sie den Raspberry Pi in die Schachtel und schließen diese dann mit der letzten Stecklasche.

1.5     Ein wenig Zubehör für die Inbetriebnahme

Der Raspberry Pi ist trotz seiner geringen Größe ein vollwertiger Computer. Um ihn allerdings nutzen zu können, braucht man wie bei einem »normalen« PC noch einiges an Zubehör, ein Betriebssystem, Stromversorgung, Netzwerk, Monitor, Tastatur und diverse Anschlusskabel.

Hier finden Sie Erweiterungskomponenten

In den Anfangszeiten war der Raspberry Pi nur über die englischen Shops von Premier Farnell Element14 (de.farnell.com/raspberry-pi-accessories) und RS Components (bit.ly/16aDyZv) zu bekommen, was mit Wartezeiten und hohen Versandkosten...