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Aus Raspberry Pi Geek 06/2017

Pi Zero W: Mini-RasPi mit WLAN und Bluetooth

Netzwerkfähig

Maximilian Batz

Trotz fehlender Netzwerkanbindung fand der 5-Dollar-Computer Raspberry Pi Zero reißenden Absatz. Der Pi Zero W legt nun mit WLAN und Bluetooth das nach, was sich viele Fans schon lange wünschten.

Mit einer offiziellen Preisempfehlung von 5 US-Dollar ist der im November 2015 gestartete Raspberry Pi Zero [1] immer noch der günstigste RasPi – theoretisch, denn kaum ein Händler hat ihn auf Lager. Dem Preis entsprechend hält sich auch die Hardware-Ausstattung in Grenzen: Der Pi Zero nutzt den gleichen SoC wie die RasPis der ersten Generation, taktet ihn aber mit 1 GHz anstatt nur mit 700 MHz. LAN, WLAN oder Bluetooth bleiben außen vor.

Für viele Einsatzzwecke speziell im Internet of Things (IoT) braucht es jedoch eine Netzwerkanbindung. Im Netz tummeln sich daher zahlreiche Tipps, den Zero zu hacken: Von ESP8266-Interface-Boards über Ethernet via SPI bis hin zu USB-WLAN oder USB-Ethernet-Adaptern gibt es viele Wege, den Pi Zero zu vernetzen. Es bleibt allerdings immer ein Gebastel, zudem stehen immer irgendwelche Kabel und Adapter ab. Bei Interesse finden Sie einen Artikel dazu in der Rubrik “Hacks” dieser Ausgabe.

Um einen WLAN-Adapter und gleichzeitig eine Tastatur anzuschließen, benötigt man zudem beim Pi Zero zwingend einen USB-Hub. Das steht dem günstigen Preis und der Idee für einen möglichst kleinen und günstigen Computer entgegen. Auch andere Hacker-Lösungen für Internetkonnektivität blockieren Ports und Pins, die so mancher Maker gerne für andere Zwecke einsetzen würde.

Endlich Netz

Von jeher bestand die Taktik der Raspberry Pi Foundation darin, den Boards weitere Funktionen hinzuzufügen, sobald durch höhere Stückzahlen die Herstellung günstiger wird. So bekam der RasPi 1B+ beispielsweise mehr USB-Ports spendiert, wodurch sich die Nutzer Peripheriekomponenten sparen, wie zum Beispiel USB-Hubs oder WLAN-Dongles. Das wiederum senkt den Preis des Gesamtsystems, ganz im Sinne der Idee, einen günstigen Computer für Ausbildungszwecke anzubieten.

Der Pi Zero bildet hier keine Ausnahme: Zuerst rüstete die Foundation ohne viel Aufsehen einen CSI-Kameraport nach [2], nun folgt mit dem Raspberry Pi Zero Wireless oder kurz Pi Zero W ein umfassendes Upgrade (Abbildung 1). Der neue Mini-RasPi entspricht von der Technik her dem Vorgängermodell, beinhaltet allerdings den Funkchip des Raspberry Pi 3. Der Zero W sendet also mit WLAN nach IEEE802.11b/g/n und Bluetooth 4.1 Low Energy (siehe Tabelle “Pi Zero W im Vergleich”).

Abbildung 1: Familientreffen: Der große Raspberry Pi 3 mit seinen kleinen Brüdern Pi Zero (rechts unten) und Pi Zero W (rechts oben).

Abbildung 1: Familientreffen: Der große Raspberry Pi 3 mit seinen kleinen Brüdern Pi Zero (rechts unten) und Pi Zero W (rechts oben).

Pi Zero W im Vergleich

 

Pi Zero

Pi Zero W

RasPi 3

SoC

BCM2835

BCM2835

BCM2837

CPU

ARM1176JZF-S (1 GHz, Single-Core)

ARM1176JZF-S (1 GHz, Single-Core)

ARM Cortex-A53 (1,2 GHz, Quad-Core)

RAM

512 MByte (PDDR2-SDRAM)

512 MByte (PDDR2-SDRAM)

1024 MByte (PDDR2-SDRAM)

GPU

VideoCore IV (250 MHz)

VideoCore IV (250 MHz)

VideoCore IV (3D-Core: 300 MHz, Subsystem: 400 MHz)

Netzwerk

WLAN 802.11b/g/n (Cypress CYW43438)

10/100-Mbit-Ethernet; WLAN 802.11b/g/n (Broadcom BCM43143)

Bluetooth

Bluetooth 4.1 Low Energy

Bluetooth 4.1 Low Energy

Speicher

Micro-SD (SDHC, SDXC, MMC, SDIO)

Micro-SD (SDHC, SDXC, MMC, SDIO)

Micro-SD (SDHC, SDXC, MMC, SDIO)

Videoausgang

Mini-HDMI (Typ C); Composite Video (nicht bestückt)

Mini-HDMI (Typ C); Composite Video (nicht bestückt)

HDMI (Typ A); Composite Video (in Klinkenstecker integriert)

USB 2.0

1 x Micro-USB (OTG)

1 x Micro-USB (OTG)

4 x USB (über Hub)

Stromversorgung

Micro-USB

Micro-USB

Micro-USB

Pin-Header

40 Pins (unbestückt)

40 Pins (unbestückt)

40 Pins

Schnittstellen

1 x CSI, 1 x I2C

1 x CSI, 1 x I2C

1 x CSI, 1 x DSI, 1 x I2C

Maße / Gewicht

65,0 x 31,2 x 5,0 mm / 9 g

65,0 x 31,2 x 5,0 mm / 9 g

93,0 x 63,5 x 20,0 mm / 40 g

Preisempfehlung (zzgl. Steuern)

5 US-Dollar

10 US-Dollar

35 US-Dollar

Straßenpreis ca.

20 Euro (Kit mit Adaptern)

25 Euro (Kit mit Zubehör)

35 Euro (nur Platine)

Sie erhalten den Pi Zero W über die autorisierten Distributoren der Raspberry Pi Foundation. Er kostet als nackte Platine ohne Zubehör 11 Euro inklusive Mehrwertsteuer. Philip Colligan, Geschäftsführer der Raspberry Pi Foundation, sagte auf der fünften RasPi-Geburtstagsfeier [4] stolz, dass die Peripheriekabel und das Zubehör jetzt mehr als der eigentliche Computer kosten. Bitte beachten Sie, dass der kompakte Zero W für die Verbindung zum Monitor ein Mini-HDMI-Kabel benötigt, das sich nicht unbedingt in der Grabbelkiste findet (Abbildung 2).

Abbildung 2: Um den Raspberry Pi Zero im Gehäuse zu montieren, muss man diesen lediglich einklicken.

Abbildung 2: Um den Raspberry Pi Zero im Gehäuse zu montieren, muss man diesen lediglich einklicken.

Mehr Zubehör

Das zweite zum fünften Geburtstag des RasPi vorgestellte Produkt ist ein für den Pi Zero passendes Gehäuse, das wie ein kleiner Bruder des offiziellen Raspberry-Pi-Gehäuses wirkt. Das Set besteht aus einem roten Boden und drei weißen Deckeln: einem komplett geschlossenen, einem Deckel mit Öffnung für den GPIO-Port und einem Deckel mit Loch und Befestigungsoption für die Raspberry-Pi-Kamera (Abbildung 3). Ein kurzes Adapterkabel für die Kameraplatine und ein Satz Gummifüßchen runden das Set ab.

Abbildung 3: Um den Raspberry Pi Zero im Gehäuse zu montieren, muss man diesen lediglich einklicken.

Abbildung 3: Um den Raspberry Pi Zero im Gehäuse zu montieren, muss man diesen lediglich einklicken.

Vor allem der Kameradeckel öffnet viele interessante Möglichkeiten für Hacks. Er bietet nicht nur Platz für die Kamera, sondern kann (mit entsprechenden Anpassungen) auch eine LED, Sensoren oder einen Taster aufnehmen. Der Boden des Gehäuse enthält ebenfalls eine Öffnung. Darüber bekommt man Zugriff auf den GPIO-, den Run- und den Composite-Header und versorgt den Zero W beispielsweise von unten mit Strom. Alternativ lässt sich über die Öffnung das längere Kamera-Adapterkabel aus dem Gehäuse führen.

Zur Montage klinken Sie den Zero lediglich ins Bodenteil ein und setzen einen der drei Deckel auf. Auch das Kameramodul müssen Sie nur in den Deckel einrasten. Da ein Schlitz zum Entnehmen der Speicherkarte fehlt, sollten Sie jedoch vor der Montage prüfen, ob auch eine SD-Karte im RasPi steckt und das System einsatzbereit ist. Bastler dürften sich daran stören, doch in der Praxis verhindert das, dass die Speicherkarte aus dem RasPi fällt oder anderweitig abhandenkommt.

Pi-Zero-W-Komplettkit mit 15 Euro RasPi-Geek-Rabatt

Exklusiv für RasPi-Geek-Leser offeriert der deutsche Pi-Zero-Distributor pi3g ein Pi-Zero-Komplettkit mit 15 Euro Rabatt. Der Pi Zero W Ultra Deluxe Kit kostet für Sie 149,99 Euro und umfasst:

  • Raspberry Pi Zero W samt passendem Gehäuse
  • Funktastatur mit Touchpad (Logitech K400)
  • 64-GByte-SD-Card (Class 10)
  • Micro-USB-Netzteil (1A, 5V)
  • Kameramodul v2 (8 Megapixel)
  • je ein kurzes und langes Kamera-Adapterkabel
  • HDMI-Kabel (2m) und HDMI-auf-Mini-HDMI-Adapter
  • Micro-USB-OTG-Kabel
  • 2 Pin-Header (je 2 x 20 Pins, 2,54 mm Pitch, gerade und 90 Grad abgewinkelt)
  • Breadboard mit 300 Steckpunkten
  • 75 Jumperkabel (65 Male/Male, 10 Female/Male)

Damit erhalten Sie eine umfassende Ausstattung mit hochwertigen Komponenten, die zahlreiche Einsatzbereiche für den Raspberry Pi Zero bereits direkt aus der Schachtel abdeckt. Sie bestellen das Kit über folgende URL:

    http://www.raspi-geek.de/ZeroKit

Sie erhalten das Kit zum Sonderpreis, indem Sie es über den blauen Button IN DEN WARENKORB LEGEN, dann ZUR KASSE wechseln und dort folgenden Rabatt-Code eingeben:

    ULTRAGEEK17

Sie erhalten dann das Pi Zero W Ultra Deluxe Kit mit 15 Euro Rabatt für 149,99 Euro statt 164,99 Euro. Zusätzliche Versandkosten fallen nicht an. Das Angebot endet am 7. Juni 2017.

Details

Die Pi Zero Ws kommen in der Pi-Factory [5] in Pencoed (Südwales) zur Welt. Das Design stammt vom Hardware-Ingenieur Roger Thornton. Dank des cleveren Designs, das praktisch den gesamten Platz auf der Leiterplatte ausnutzt, genügt eine einseitige Bestückung – das spart 50 Prozent an Herstellungszeit und damit Kosten.

Beim Herzstück des Zero W, dem SoC BCM2835, handelt es sich um den gleichen bewährten Chip, der bereits auf dem ersten Raspberry Pi zum Einsatz kam, allerdings (wie auch schon beim Zero) auf 1 GHz hochgetaktet. Da er lediglich das ARMv6-Instruction-Set beherrscht, laufen modernere Systeme wie Windows IoT nicht auf dem Zero W. Das gute alte Raspbian und die meisten anderen Linux-Systeme für den Raspberry Pi funktionieren hingegen wie gewohnt.

Vergleicht man den Zero W mit seinem Vorgänger, beschränken sich die Änderungen auf eine – jedoch ganz wesentliche – Neuerung: Der Newcomer unterstützt Netzwerkkonnektivität in Form von WLAN nach den Standards 802.11b/g/n sowie Bluetooth v4.1 und Bluetooth Low Energy. Dazu integriert er einen WLAN/Bluetooth-Chip des Typs Cypress CYW43438 [6] auf der Platine (siehe Kasten “Cypress übernimmt Broadcom IoT”).

Cypress übernimmt Broadcom IoT

Die Raspberry Pi Foundation arbeitet seit jeher intensiv mit dem US-Chiphersteller Broadcom zusammen. Aus dieser Quelle stammt zum Beispiel die CPU des RasPi sowie mit dem Broadcom BCM43143 auch die Funktechnik des Raspberry Pi 3. Im April 2016 gab Broadcom jedoch seine IoT-Sparte für knapp eine halbe Milliarde Dollar an den kalifornischen Halbleiterhersteller Cypress ab [10]. Im Rahmen dieses “Umzugs” bekamen auch bekannte Produkte neue Namen: Aus dem Broadcom BCM43143 wurde der Cypress CYW43438. Der Chip an sich (und damit auch die Treiberunterstützung) blieb aber unverändert.

Auf manchen Platinen des Pi Zero W findet sich jedoch noch der “alte” Chip, offenbar aus Restbeständen. Mit einem Makro-Objektiv und einem Farbfilter ließ sich unserem Testexemplar des Zero W entlocken, dass darauf wie beim RasPi 3 ein Broadcom BCM43143 seinen Dienst versieht (Abbildung 4). Die Aufnahme zeigt zudem die Lötstellen für den Anschluss einer externen Antenne. Zu deren Einsatz müssen Sie einen U.FL-Steckverbinder auflöten und den davorgelagerten Widerstand querstellen [11].

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