Raspberry Pi Technik, Geschichte und Grundlagen zum Raspberry Pi

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Wir widmen uns in diesem Artikel der Geschichte und der Technik des Raspberry Pi, einem Einplatinencomputer, der bereits Kultstatus erlangt hat. Der Name Raspberry Pi geistert seit gut 10 Jahren vor allem bei Technikinteressierten umher, aber auch viele technisch durchschnittlich versierte Privatanwender kennen ihn.

Raspberry ist das englische Wort für Himbeere, das Wort Pi ist wiederum eine Abkürzung – es steht nicht für die Kreiszahl Pi und auch nicht für das auf Englisch identisch ausgesprochene Wort Pie, was aus dem Raspberry Pi einen Himbeerkuchen machen würde. Pi steht vielmehr für Python Interpreter. Bei Python handelt es sich um eine Programmiersprache, ein Interpreter ist wiederum eine Anwendung, die ein Programm ausführt.

Die Himbeere wiederum ist lediglich eine Anlehnung an andere Tech-Unternehmen, die ebenfalls eine Frucht als Logo oder Namen verwenden wie Apple oder Blackberry.

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Doch was genau ist ein Raspberry Pi?

Es handelt sich prinzipiell um ein SoC (System on a chip), also um eine Einheit aus Mainboard mit CPU und Arbeitsspeicher. Der Raspberry Pi ist also ein Einplatinencomputer. Beim Raspberry Pi gibt es einen Speicherkarten-Slot, um auf einer Speicherkarte das Betriebssystem, Anwendungen und Daten zu speichern.  

Mit einer passenden Stromversorgung und einem Gehäuse hat man also bereits einen funktionsfähigen Computer vor sich. Wegen des kleinen SoCs ergibt sich sogar ein absoluter Miniatur-Computer. Seit 2012 kann man Raspberry Pis im Handel kaufen – dahinter steht die in Großbritannien ansässige Raspberry Pi Foundation.

Die 2008 gegründete gemeinnützige Organisation finanziert mit den Gewinnen aus dem SoC-Geschäft die Förderung von Themen rund um IT in der Bildung, vor allem an Schulen. Denn die Idee hinter dem Produkt Raspberry Pi war ursprünglich, ein günstiges und kompaktes Gerät zu schaffen, mit dem zum Beispiel an Schulen das Interesse für IT und Programmierung angeregt werden sollte.

Für die Raspberry Pi Foundation völlig unerwartet war aber die riesige Nachfrage nach dem Start – man plante mit vierstelligen Verkaufszahlen, wurde aber schon zum Verkaufsstart mit über 100.000 Bestellungen konfrontiert. Ein Grund dafür war, dass die Idee schon vorher durch die Medien bekannt gemacht wurde und etliche Programmierer und Hardware-Fans, sowohl aus dem professionellen Sektor als auch aus dem Hobbybereich, im Raspberry Pi eine sehr interessante Alternative zu gängigen Computern oder SoCs erkannten.

Zudem kann man den Einplatinencomputer auch direkt in Geräte einbauen, für die eine kompliziertere und individuelle Programmierung vorgesehen ist. Viele Käufer sind daher in Bastler- oder Programmierer-Kreisen zu verorten. Rund um die Robotik oder auch bei selbstgebauten Drohnen sind die Mini-Computer respektive SoCs ebenfalls äußerst interessant. Wegen der Nachfrage durch Profis gibt es zudem schon längst eine eigene Vertriebs-Sektion für Industriekunden.

Auch als Ersatz für sehr alte, nicht mehr ersetzbare Computerbauteile kann der Raspberry Pi dienen: In einem Schweizer Museum für Militärgeschichte gibt es einen alten Panzer-Fahrsimulator aus den 1970er-Jahren, der nur dank eines Raspberry Pi seit Juli 2020 wieder in Betrieb ist.

Der Simulator zeigt keine 3D-Grafik, sondern bewegt in Abhängigkeit der Aktionen des Panzerfahrers computergesteuert eine Kamera über eine Miniaturlandschaft – der Fahrer sieht dieses Bild auf einem Monitor. Allerdings waren die originalen Platinen des Simulators defekt und nicht mehr ersetzbar – ein Raspberry Pi übernahm die Funktionen der alten Platinen.

Zu der Geschichte ist seit Mitte Oktober auch ein interessantes englischsprachiges Video online. Dieser Fall und auch die zuvor genannten Einsatzgebiete profitieren von einem besonderen Vorteil, nämlich dass es sich beim Raspberry Pi nicht um ein Gerät handelt, bei dem der Hersteller Betriebssystem und Anwendungen vorgibt. Vielmehr hat man mit entsprechenden Kenntnissen alle Freiheiten.

Doch was kann man als Laie mit einem Raspberry Pi machen?

Auch bei Anwendern, die sich mit Programmierung nicht gut auskannten, war aber der Raspberry Pi von Anfang an beliebt und galt als Geheimtipp für einen günstigen und simplen Home-Server, der mit ein wenig Einarbeitungszeit auch als Media-Player fungieren kann. Man muss dabei bedenken, dass die Themen Smarthome, Tablet und Heimnetzwerk damals im Jahr 2012 noch in den Kinderschuhen steckten und man zum Beispiel als Media-Schaltzentrale im Grunde genommen nur einen richtigen Desktop-PC oder Laptop mit Windows oder MacOS verwenden konnte.

Die in Fernsehern und DVD/Blu-ray-Playern eingebauten Möglichkeiten waren zu unflexibel oder auch fehlerbehaftet – Smart-TVs gibt es beispielsweise überhaupt erst seit etwa 2010. Der Einsatz eines Raspberry Pi als Media-Player war daher ein wichtiger Baustein für den Erfolg, obgleich dieses Einsatzgebiet heutzutage nicht mehr so relevant ist, da es mittlerweile gute Smart-TVs und günstige Media-Player in Stick-Form gibt.

Die beim Medienkonsum inzwischen enorm beliebten Internet-Streams für Filme, Serien und Musik kann man wiederum auf vielfältige Weise mit TV- und Hi-Fi-Geräten oder via Smartphone oder Tablet nutzen. Trotzdem bleibt der Raspberry Pi sehr erfolgreich, da er sich im Laufe der letzten 10 Jahre einen Namen gemacht hat. Auch wird er in der Forschung oder bei entsprechenden Projekten zum Beispiel im schon genannten Bereich der Robotik eingesetzt – und natürlich auch weiterhin bei interessierten Technik- und Programmier-Fans im Hobbysektor.

Welche Technik steckt im Raspberry Pi?

Das aktuelle Modell der vierten Generation misst gerade einmal etwa 9,5 mal 6,5 Zentimeter bei der Länge und Breite, was nur jeweils etwa ein Zentimeter mehr als bei einer normalen Kreditkarte ist. Die Höhe des SoC beträgt wegen der Anschlussbuchsen 2 Zentimeter, ansonsten wäre die Platinen deutlich flacher.

Bei den Anschlüssen geht es um USB, Audio, HDMI und LAN sowie einem MicroSD-Cardslot. Von der Leistung her ist ein Raspberry Pi natürlich nicht mal ansatzweise auf dem Level, das moderner ein Desktop-PC erbringen kann.

Die Leistung reicht aber für das, was ein Raspberry Pi tun soll, völlig aus, zudem ist keine aufwändige Kühlung nötig und der Strombedarf sehr gering. Das aktuelle Raspberry Pi 4 Modell B gibt es Versionen mit 1, 2, 4 und 8 RAM (LPDDR4-RAM). Die restlichen technischen Daten sind identisch: Als SoC dient ein Broadcom BCM2711 mit einer ARM Cortex-A-72, einer Vierkern-CPU mit Taktwerten von bis zu 1,5 Gigahertz.

Für die Grafikdarstellung sorgt ein Broadcom VideoCore VI. Es gibt unter anderem 2 Micro-HDMI-Ausgänge, je 2x USB-A 2.0 und 3.0, einen MicroSDCX-Cardreader, einen Gb-LAN-Anschluss sowie auch ein WLAN-Modul und Bluetooth 5.0.

bearbeitet Juni19

Raspberry Pi: Alle Modelle im Überblick

Preislich geht es theoretisch ab 65 Euro los. Wegen der Nachwirkungen der Chip-Lieferkrise sind derzeit aber Preise ab 120 Euro realistischer. Bei der 8GB-Version muss man derzeit mit 190 Euro rechnen, die anderen Varianten liegen folglich preislich dazwischen. Aber es gibt Alternativen zum Raspberry Pi.

Denn das Grundprinzip bei den Produkten rund um den Raspberry Pi ist nicht nur, dem Käufer eine möglichst große Freiheit dabei zu geben, was genau er mit dem Basismodul anfangen und ob er es in irgendeiner Weise erweitern will.

Es gibt vielmehr neben den Basis-Einplatinencomputern weiteres Zubehör und weitere beziehungsweise andere Module, die mit zum Ökosystem des Raspberry Pi zählen. Es gibt einen Raspberry Pi beispielsweise auch ohne Anschlussbuchsen als Compute Module für Anwender, die ein besonders flaches Raspberry Pi benötigen und dieses Compute Module platzsparend in ein eigenes Produkt einbauen wollen.

Je nach Modellvariante ist dabei dann sogar ein Festspeicher für Software und Betriebssystem vorverbaut. Ebenso gibt es zum Beispiel auch Kamera- oder DVB-T-Module. Ein besonders praktisches Produkt für Einsteiger ist der Raspberry Pi 400, bei dem der SoC im Inneren einer Tastatur eingebaut ist, was an Heimcomputer wie den Commodore C64 erinnert.

Diese direkt von der Raspberry Pi-Foundation vertriebene Tastatur ist derzeit teilweise sogar günstiger zu haben als der nackte SoC, nämlich unter 100 Euro für die Variante mit 4GB RAM. Es gibt daneben zudem weitere Raspberry Pi-Produkte von Drittanbietern.

Welche Software und welches Betriebssystem braucht man für ein Raspberry Pi?

Es gibt eine angepasste Linux-Version mit dem Namen Raspberry Pi OS, basierend auf der Linux-Distribution Debian. És gibt aber noch jede Menge andere Möglichkeiten für Betriebssysteme für den Raspberry Pi.

Die 45 wichtigsten Raspberry-Pi-Betriebssysteme

Vor allem für die Käufer, die sich nicht mit Thema Programmierung beschäftigen wollen, ist dies das Mittel der Wahl. Die wichtigen Programme sind dabei natürlich schon mit dabei, zum Beispiel ein Internetbrowser, Dateimanager oder die Medien-Software Kodi, mit der man Musik und Videos verwaltet und abspielt.

Wer sich mit der Materie weiter beschäftigt oder mit IT und Programmierung bereits gut auskennt, kann freilich auf weitere Alternativen ausweichen oder sogar von Grund auf selbst Hand anlegen.

Für wen lohnt sich ein Raspberry Pi?

Gerade die großen Freiheiten beim Thema Betriebssystem und Software sind ein weiterer Faktor dafür, dass sich die Raspberry Pi-Idee vor allem bei Technikinteressierten durchgesetzt hat, die nach effizienten Lösungen für Aufgaben suchen, für die sie nicht extra einen PC oder ein Laptop verwenden wollen. Wer gerne mit Programmierung experimentiert, wird dabei besonders stak von dem Konzept angesprochen.

Doch egal auf welchem Wissensstand man ist: Da Raspberry Pi ein mittlerweile weltbekanntes Produkt ist und sich dadurch eine große Community gebildet hat, findet man in allen Bereichen und zu fast jedem Thema schnelle Hilfe. Auch das ist ein großer Vorteil im Vergleich zu Projekten, bei denen man auf anderer Hardware-Basis versucht, einen eigenen Micro-Computer in Betrieb zu nehmen.

Wer sich für einen Raspberry Pi interessiert, sollte sich daher unbedingt schon vor dem Kauf ein gut besuchtes Forum oder eine entsprechende Gruppe in den sozialen Medien suchen, um direkt nach dem Erhalt seines Raspberry Pi ohne große Fragen loslegen zu können. 

Fachbuch

Raspberry Pi für Funkamateure

(mbf)

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