Aktuelle Hardware im Kurztest

Ausgepackt

Kill-Switch von Adafruit schaltet den RasPi aus, zwei Mini-USB-OTG-Adapter für den Pi Zero, 3W-Stereo-Lautsprecher für den Anschluss via GPIO, dedizierte Spannungsversorgung für Breadboard-Komponenten.

Kill-Button

Seit der ersten Generation leiden alle RasPis unter derselben Krankheit: Nach dem Herunterfahren saugen sie weiterhin Strom. Manchmal sind das nur 100 mA, gelegentlich laufen aber angeschlossene USB-Geräte fröhlich weiter. Das belastet im einfachsten Fall nur die Stromrechnung, bei batteriegestützten Installationen wirkt es sich aber massiv auf die Laufzeit aus.

Hier kommt der Push-Button von Adafruit gerade recht (Abbildung 1). Er eignet sich für das Schalten höherer Lasten: Das Breakout-Board verträgt bis zu 3 Ampere, allerdings nicht im Dauerbetrieb. Das Board schaltet über einen integrierten Mosfet (Typ DMG3415U), außerdem signalisiert eine rote LED den Betriebszustand. Der Zusammenbau erfordert Lötkenntnisse, denn der eigentliche Button sowie zwei Pinleisten mit je vier Anschlüssen liegen für die Selbstmontage bei.

Abbildung 1: Der Kill-Button von Adafruit.

Die vier Anschlüsse auf jeder Seite sind V, V, GND und Kill. In Abbildung 1 führen V und GND zu einem Micro-USB-Anschluss, V geht an Pin 2 des RasPi und GND an Pin 6. Der Button dient jetzt als einfacher Ein- und Ausschalter für den RasPi – aber Vorsicht: Das Ausschalten im Betrieb wirkt auch nicht anders als das Ziehen des Steckers. Insbesondere hat der RasPi auf diesem Weg keine Chance, das System sauber herunterzufahren.

Der vierte Anschluss (Kill) besitzt eine besondere Funktion. Liegt hier mehr als 1 Volt Spannung an, schaltet der Mosfet ebenfalls den Strom aus. Das Board erlaubt damit außer dem mechanischen An- und Ausschalten also auch das elektronische Ausschalten; elektronisch anschalten funktioniert jedoch nicht.

Um den RasPi nun beim Abschalten komplett vom Strom zu nehmen, verbinden Sie Kill mit einem freien Pin des Mini-Rechners, im Beispiel mit Pin 4, den Sie zusätzlich mit einem Pulldown versehen. Außerdem ergänzen Sie in der Konfigurationsdatei /boot/config.txt die Zeile dtparam=gpio-poweroff,gpiopin=4. Diese Änderung greift erst nach einem Neustart.

Fährt der Raspberry Pi zukünftig herunter, zieht er kurz vor dem Abschalten Pin 4 auf High, und der Button schaltet ab – der RasPi zieht danach keinen Strom mehr. Bei einem Reboot passiert das übrigens nicht, der Neustartzyklus funktioniert also ohne mechanischen Eingriff.

Kill-Button

★★★★

Preis: 7,50 Euro

Bezugsquelle: Pimoroni.de

Mini-USB-OTG-Adapter

Der Pi Zero besticht durch seine kompakten Abmessungen. Dumm nur, wenn man ein USB-Gerät anschließen möchte: Ohne OTG-Adapter geht da nichts. Deshalb liefern die üblichen Starterkits gleich ein entsprechendes Kabel mit. Aber selbst die kurzen Vertreter sind länger als der RasPi selbst – eine sperrige Angelegenheit für den Anschluss etwa eines kleinen USB-Sticks.

Zum Glück gibt es für ein paar Euro auch sehr minimalistische Adapter, die kaum größer bauen als ein normaler USB-Stecker. Dazu zählt auch das Exemplar mit dem sperrigen Namen "KiWiBiRD Micro USB (männlich) zu USB 2.0 (weiblich) High Speed OTG Adapter". Diesen Steckern werden allerdings die minimalen Abmessungen des RasPi zum Verhängnis: Der Stromanschluss liegt so nah am USB-Port, dass ihn ein dort angeschlossener Adapter blockiert.

Hier helfen eine grobe Feile und das Vertrauen auf die Qualität der China-Ware weiter. Was wie Aluminium aussieht, stellt sich als billiges Plastik heraus und lässt sich in wenigen Minuten weghobeln. Anschließend passt der Adapter problemlos neben das Stromkabel (Abbildung 2). Die Operation ist nur an einer Seite notwendig, mit dem positiven Nebeneffekt, dass man den Adapter nie wieder falsch einsteckt.

Abbildung 2: Der Mini-USB-OTG-Adapter von KiWiBiRD.

Wer es noch kleiner mag oder keine geeignete Feile besitzt, greift zum "USB to microUSB OTG Converter Shim" von Pimoroni für 2,50 Euro. Dort verschwindet der Adapter völlig innerhalb des anzuschließenden USB-Steckers, der dann allerdings offen liegt und mechanisch einen wenig stabilen Eindruck macht. Pimoroni merkt selbst explizit an, das sei "nichts für Leute mit schwachen Nerven".

KiWiBiRD Mini-USB-OTG-Adapter

★★★★★

Preis: 6,49 Euro (2 Stück)

Bezugsquelle: Amazon

I<+>2<+>S-3W-Stereo-Lautsprecher

Während die "großen" RasPi-Modelle über einen analogen Audioausgang verfügen, fehlt den Zeros ein solcher. Per HDMI oder Bluetooth lassen sich auch hier Musik oder Audiosignale wiedergeben, doch das Aufsetzen von Bluetooth setzt wesentlich mehr Wissen voraus. Zudem benötigen Bluetooth-Lautsprecher entweder einen Stromanschluss oder müssen hin und wieder geladen werden. Da macht der direkte Anschluss von konventionellen Lautsprechern weniger Probleme.

Einen guten Kompromiss zwischen Qualität und Einfachheit bietet hier der "I2S 3W Stereo Speaker Bonnet for Raspberry Pi" von Adafruit im Vertrieb von Pimoroni.de. Als Bonnet (wörtlich: Kappe) bezeichnet man kleine Erweiterungsplatinen, die nicht die komplette HAT-Spezifikation erfüllen.

Pimoroni liefert die Platine von der Größe eines Pi Zero (Abbildung 3) komplett vorgelötet mit einer Anschlussbuchse. Die Lautsprecher verbinden Sie entweder über den mittigen JST-Anschluss oder über zwei Schraubanschlüsse, die der Platine beiliegen. Konstruktionsbedingt funktioniert die Schaltung nicht an einem Verstärker, Sie brauchen zwingend Lautsprecher mit 4 oder 8 Ohm.

Abbildung 3: Adafruits I2S Stereo Speaker Bonnet.

Die Anschlussbuchse blockiert alle GPIOs, belegt aber neben den Anschlüssen 5V, 3,3V und GND nur die Pins 18, 19 und 21. Zum Glück hat der Hersteller mitgedacht: Die meisten freien Pins sind über eine zusätzliche Anschlussleiste herausgeführt. Dafür müssen Sie bei Bedarf eine Pinleiste mit 25 Stiften einlöten. Zusätzlich gibt es noch je drei Anschlüsse für 5 Volt, 3,3 Volt und Masse, ebenfalls zum Selbstlöten. Damit stellt der zusätzliche Anschluss eines LCD-Displays per I2C kein Problem dar.

Softwareseitig liefert Adafruit ein Skript, das die Installation und Konfiguration auf einem RasPi erledigt. Letztlich geht es hier um das Aktivieren von I2S in der /boot/config.txt sowie um das Laden der relevanten Module beim Start. Wer verstehen will, was das Skript mit dem System macht, findet auch eine händisch umzusetzende Anleitung bei Adafruit.

Das I2S-Interface leidet nicht unter den Problemen des analogen Audioausgangs der RasPis. Allerdings sollten Sie keine Wunder erwarten, denn audiophile Klangqualität hängt entscheidend von den angeschlossenen Lautsprechern ab. Hier bilden die maximal 3 Watt Leistung die Schallmauer. Für das Ausgeben von Benachrichtigungen eignet sich die Lösung allerdings optimal.

3W Stereo Speaker Bonnet

★★★★★

Preis: 14,50 Euro

Bezugsquelle: Pimoroni.de

Stromversorgung

Wer Schaltungen auf dem Breadboard entwirft, der benötigt für die Elektronik eine entsprechende Stromversorgung – dafür stellen Breadboards auf beiden Seiten durchgängige Schienen bereit. Die Spannung liefert dann ein RasPi durch die Verbindung von Pin 2 mit der 5-Volt-Schiene und von Pin 1 mit der 3,3-Volt-Schiene. Den RasPi allerdings nur dafür einzusetzen, wäre überdimensioniert. Besser eignet sich eine dedizierte Versorgung (Abbildung 4).

Abbildung 4: Eine simple Breadboard-Stromversorgung.

Der Anwender steckt das kleine Bauteil direkt auf das Breadboard – viele Anbieter liefern das gleich mit. Üblicherweise kommt der Strom über eine 5,5-mm- beziehungsweise 2,1-mm-Hohlbuchse. Per Jumper wechseln Sie für die linke und rechte Schiene getrennt die Zielspannung oder lassen die Schiene sogar stromlos. Ein Druckknopf schaltet dann bei Bedarf den Strom ein. Eine USB-Buchse (Ausgang) ist gelegentlich auch noch an Bord sowie weitere Pins für 3,3V, 5V und GND.

Wie so viele Elektronikartikel aus China lässt sich die genaue Ausstattung bei der Bestellung ebenso wenig ersehen wie die Qualität der gelieferten Ware. Das betrifft sowohl die mechanische Stabilität als auch die der eingesetzten Spannungswandler. Aus diesem Grund empfiehlt sich das Nachmessen der Spannungen.

Beim Exemplar des Autors betrug zum Beispiel die Maximalspannung auf der 5-Volt-Schiene nur 4,95 V, auf der 3,3-Volt-Schiene lediglich 3,26 V – die Abweichung von einem Prozent des Sollwerts verkraftet die Elektronik in der Regel jedoch. Diese Spannungen ließen sich aber nur erreichen, wenn eingangsseitig deutlich höhere Spannungen anlagen. Für 3,3 Volt waren das 6 V, die 5 Volt benötigten sogar 7,5 V Eingangsspannung. Ein einstellbares Schaltnetzteil, wie es sich fast in jedem Bastlerhaushalt findet, hilft, die richtigen Spannungen zu finden.

Breadboard-Stromversorgung

★★★★

Preis (ca.): 4 bis 5 Euro

Bezugsquelle: Amazon, Ebay

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