Bastelprojekte mit dem Raspberry Pi

Der Einplatinen-PC Raspberry Pi erweist sich als Multitalent, das sich gleichermaßen zum Regeln und Steuern wie als kleiner Server eignet.

Vor allem, um günstige Computertechnik in die Hände technisch interessierter Jugendlicher zu geben, rief in Großbritannien ein engagiertes Team um den Ingenieur Eben Upton im Rahmen einer Stiftung ein Projekt namens Raspberry Pi ins Leben [1]. Das erklärte Ziel lautete, einen scheckkartengroßen Einplatinencomputer zu entwickeln und diesen – kompatibel zum oft schmalen Taschengeld der Zielgruppe – auf den Markt zu bringen (siehe Kasten “Historie”).

Wen das an die Zeit des Home-Computers erinnert, der liegt nicht vollkommen falsch: Die Gründer wünschten sich ausdrücklich die Wiederbesiedelung von Hobbyräumen, Jugendkellern und Klassenzimmern im Geiste jener Generation, die mit Atari 400/800, ZX80/81 oder VC20/C64 aufgewachsen war.

Eineinhalb Jahre nach dem Erscheinen der ersten Serie, die rund 10 000 Stück umfasste, und bei einem Auslieferungsstand von weit über einer Million Stück bietet es sich ab, Nachschau zu halten: Wie weit ist das Projekt gediehen, welche Möglichkeiten bietet die Hardware, was geht und was (noch) nicht. Dieser Artikel gibt anhand von drei Beispielen eine Übersicht, was dieser Winzling vermag.

Einkaufliste

Ursprünglich hatten die Designer zwei Modelle A und B konzipiert, die sich im Wesentlichen nur in der Anzahl der USB-Ports (einer oder zwei), der Verfügbarkeit eines Ethernet-Ports und natürlich im Preis (25/35 US-Dollar) unterschieden. Tatsächlich steht zur Zeit aber nur Modell B zur Auswahl.

Um den Raspberry Pi, kurz Raspi, in Betrieb zu nehmen, gilt es einen Einkaufsliste für die Basiskomponenten zusammenzustellen. Weitere Tipps für den erweiterten Betrieb finden sich im Netz ([2],[3]). Das eigentlichen Board haben derzeit nur zwei weltweit operierende Distributoren im Programm ([4],[5]). Waren im Frühjahr 2012 noch Lieferzeiten von einigen Monaten nicht ungewöhnlich, so betragen sie jetzt in der Regel höchstens wenige Tage.

Neben dem Board benötigen Sie ein USB-(Stecker-)Netzteil nicht unter 700 mA. Möchten Sie zusätzliche Hardware mitversorgen, empfiehlt es sich, von mindestens 1 Ampere auszugehen. Als Massenspeicher brauchen Sie eine SD(HC)-Karte mit mindestens 2, besser aber 4 GByte Kapazität. Je nach Einsatzzweck kann auch das noch nicht ausreichen. Da auf der SD-Karte das System untergebracht ist, empfiehlt es sich, eine Karte mit möglichst hoher Geschwindigkeit beim Lesen und Schreiben zu wählen.

Für den drahtlosen Zugang bietet sich ein WLAN-Adapter in Form eines USB-Sticks an. Dieser erweist sich in der Praxis aber als ein schwer einzuschätzender, wohl aber signifikanter Stromverbraucher. Die oberste Priorität gilt aber der Treiberunterstützung und einem schlanken Design, um den zweiten USB-Port nicht zu blockieren. Mit Blick auf die wenigen USB-Ports lohnt es sich, in eine Funktastatur und eine ebenso angeschlossene Maus zu investieren. Das erspart zusätzlich dem – meist knapp bemessenen – USB-Netzteil unnötige Last.

Neben diesen Teilen benötigen Sie noch, ja nach angepeiltem Einsatzzweck, diverse Kabel wie HDMI oder Ethernet. In Bezug auf das HDMI-Kabel gilt: Je kürzer desto besser. Sie haben zwar die Möglichkeit, bei Pixelfehlern die Leistung der Leitungstreiber zu erhöhen, aber das kostet zusätzlichen Strom. Wer Musik hören will oder Filme schaut, benötigt außerdem Kopfhörer oder Boxen.

Für das Expansions-Board im Selbstbau fallen die folgenden Teile an: Die ICs LM75 als Temperatursensor und MAX3232CPE inklusive vier 0.47µF Elkos als Pegelwandler für die serielle Schnittstelle (UART), dazu einen 9-poligen D-Sub-Stecker oder eine Buchse zur Printmontage sowie das Schnittstellenkabel. Hinzu kommen zwei LEDs in verschiedener Farbe, zum Beispiel rot und grün, mit jeweils einem 22-Ohm-Vorwiderstand und einem NPN-Kleinsignaltransistor (etwa BC237) als Treiber sowie zwei Pullup-Widerstände mit 10 kOhm für den I2C-Bus. Diverses Kleinmaterial, wie Lochrasterplatte, Steckerleiste, Flachbandkabel und Blockkondensatoren, dienen als Grundlage.

Erste Schritte

Seit dem Erscheinen des Raspberry Pi hat sich in Sachen Aufsetzen eines lauffähigen Systems enorm viel bewegt. Wer trotzdem auf Schwierigkeiten stößt, dem sei als Anlaufstelle im Web Elinux.org [6] für Hilfe und weitere Information empfohlen.

Verglichen mit den Anfängen im Frühjahr 2012 erscheint die Installation der in diesem Workshop eingesetzten, auf Debian basierenden und von der Raspberry Pi Foundation empfohlenen Distribution Raspbian “Wheezy” [7] fast schon von kinderleicht, weil übersichtlich und menügeführt.