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Aus Raspberry Pi Geek 12/2018

Aktuelle Hardware im Kurztest

Ausgepackt

Bernhard Bablok

LED-Shim von Pimoroni vereinfacht das Ansteuern von Lichtelementen, Intelligenter Switch GS608-400PES von Netgear spart Strom, Farbleisten helfen beim Verkabeln via GPIO-Anschlüssen, Handliches Display mit integrierten Buttons

LED-Shim

Wer dem komplexen Ansteuern von LEDs von Hand aus dem Weg gehen möchte, greift zu einem LED-Shim.

Abbildung 1: Der LED-Shim auf einem Pi Zero.

Abbildung 1: Der LED-Shim auf einem Pi Zero.

Der Anschluss und das Steuern von einzelnen LEDs mit dem Pi gehört zu den Fingerübungen von angehenden Elektronikbastlern. Komplizierter sieht die Sache bei vielen LEDs und den farbigen Varianten aus: Die Kontrolle über einzelne GPIOs skaliert da einfach nicht. Ein I2C-Chip in einer entsprechenden Schaltung kontrolliert dagegen viele LEDs und belegt auf Pi-Seite nur wenige Pins.

Ein besonders pfiffiges Modul für diese Aufgabe ist der LED-Shim von Pimoroni [1]. Auf der dünnen Platine, dem Shim, sitzen neben dem Chip noch 28 kleine RGB-LEDs, die Sie einzeln ansteuern dürfen (Abbildung 1).

Das Besondere an der kleinen Platine: Es funktioniert ohne Löten. Richtig eingesetzt (Chip unten, LEDs oben) hält es rein mechanisch Kontakt zu den Pins. Dabei kommen nur die Pins 4 (5 Volt), 6, 20 (GND), 3 (SDA) und 5 (SCL) sowie die I2C-Adresse 0x75 infrage.

Da die Platine so dünn ist und recht straff sitzt, verbiegt sie sich etwas bei der Montage. Zusätzliche Vorsicht ist nötig, da an der äußeren Längsseite sehr feine Drähtchen von oben nach unten über den Rand geführt sind. Das Bauteil ist also nicht für ständige Montage und Demontage geeignet.

Pimoroni stellt den Quellcode einer passenden Python-Bibliothek auf Github bereit [2]. Dort finden Sie zusätzlich die Installationsanleitung. Im einfachsten Fall ist das ein Einzeiler, der aber sehr viele überflüssige Komponenten installiert. Schneller geht es mit dem manuellen Aktivieren von I2C in /boot/config.txt und /etc/modules und der Installation der Bibliothek python-ledshim per Apt-get. Das Python-API ist identisch zum Blinkt!-API – natürlich mit dem Unterschied, dass es 28 statt 6 LEDs unterstützt.

Die LEDs sind sehr klein, aber einzeln gut zu erkennen. Ein Diffusor fehlt, bei Mischfarben sehen Sie also die einzelnen Farbkomponenten. Bei dynamischen Lichteffekten stört das weniger als bei statischen Mustern. Der Stromverbrauch bei voller Beleuchtung hält sich mit maximal 120 mA (alle LEDs weiß bei voller Helligkeit) in Grenzen.

LED-Shim

★★★★

Preis: 9 Euro

Bezugsquelle: http://www.pimoroni.de

Ein neuer Switch

Intelligenter Switch GS608-400PES von Netgear hilft Strom sparen.

Abbildung 2: Beim Netgear GS608-400PES sitzen die Anschlüsse für Strom und Netzwerk auf derselben Seite des Gehäuses.

Abbildung 2: Beim Netgear GS608-400PES sitzen die Anschlüsse für Strom und Netzwerk auf derselben Seite des Gehäuses.

Über einen Switch lohnt es sich eigentlich nicht, viele Worte zu verlieren: Einmal angeschlossen läuft er dank fehlender beweglicher Teile über Jahrzehnte ohne Murren. Die aktuelle Generation der Switches besitzt aber intelligente Chips, die den Stromverbrauch im Idle-Betrieb stark senken. Der alte 5-Port-Switch des Autors verbraucht dagegen stur 3 Watt, während der neue Netgear GS608-400PES einen kaum messbaren Verbrauch im Leerlauf hat. Allein dadurch amortisiert sich die Hardware über die Stromkosten in zwei Jahren.

Interessant ist das Gerät im Zusammenspiel mit dem neuen Raspberry Pi 3B+: Dessen Netzwerkchip ist ebenfalls intelligent, und der Wechsel vom alten Switch zum neuen spart dann auf einen Schlag noch mal 20 Prozent (0,5-0,75 Watt). Selbst bei ungünstiger Verkabelung (50 cm Patchkabel, 5 m Verlegekabel, 3 m Patchkabel) erreicht der RasPi 3B+ den unteren Wert, bei direktem Anschluss mit einem kurzen Kabel holen Sie noch etwas mehr heraus.

Mit ein paar flankierenden Maßnahmen, wie etwa dem Abschalten von HDMI und WLAN, drücken Sie den Verbrauch eines Mini-PCs auf 2,2 Watt. Das widerlegt den Mythos vom schnellen, aber stromhungrigen neuen RasPi.

Die Switches der aktuellen Generation unterscheiden sich nicht wesentlich, hier entscheidet die Vorliebe, zu welchem Hersteller man greift. Beim Autor fiel die Wahl auf das vorgestellte Modell nur deshalb, weil hier Stromanschluss und Netzwerkkabel auf einer Seite des Gehäuses herausgeführt sind – ideal für die Wandmontage. Das ist bei fast allen anderen Switches anders, denn das gegenseitige Anordnen ist für Racks oder den Schreibtisch besser geeignet.

Netgear GS608-400PES

★★★★

Preis: 15-18 Euro

Bezugsquelle: Fach- und Online-Handel

Mehr Farbe

Steckhilfen für die GPIO-Leiste erleichtern das Verkabeln des Mini-PCs mit weiteren Komponenten.

Abbildung 3: Eine farbige GPIO-Leiste und GPIO-Schablone helfen bei Aufstecken von Kabeln auf die GPIO-Schnittstelle.

Abbildung 3: Eine farbige GPIO-Leiste und GPIO-Schablone helfen bei Aufstecken von Kabeln auf die GPIO-Schnittstelle.

Beim Anschluss von Kabeln an den Pi heißt es, genau hinsehen und abzählen – zu leicht erwischen Sie den falschen Pin. Eine Lösung zumindest für die nicht bestückten Pi Zeros ist die farbige GPIO-Leiste von Pi Hut für das Selbstlöten (Abbildung 3, hinten).

Allerdings war der Hersteller etwas sparsam: Außer den Power- und GND-Pins sind lediglich die nutzlosen ID-Pins gekennzeichnet. Das hilft beim Abzählen, aber hilfreicher wäre die Kennzeichnung der Pins für die Schnittstellen I2C, seriell und SPI gewesen.

Als Alternative für schon bestückte Pis gibt es eine dünne Schablone von RasPiO (Abbildung 3, vorne). Auf der einen Seite sind wieder die 3,3- und 5-Volt-Pins sowie GND gekennzeichnet. Die restlichen Pins sind durchnummeriert.

Auf der Rückseite stehen statt der physischen Nummern die GPIO-Nummern. Das ist besser als bei der GPIO-Leiste, aber auch hier fehlen die Bezeichner für die oft genutzten Pins der seriellen Schnittstellen. Damit entpuppen sich beide Lösungen als nicht ganz zu Ende gedacht.

Farbige GPIO-Leiste

★★★★

Preis: 1,75 Euro

Bezugsquelle: http://www.pimoroni.de

RasPiO-Portsplus

★★★★

Preis: 2,50 Euro

Bezugsquelle: http://www.pimoroni.de

LCD-Display mit Buttons

Wer sich ans Verkabeln von Display und Schaltflächen noch nicht herantraut, findet mit einer integrierten Lösung von FriendlyArm eine passende Alternative – die aber Programmierkenntnisse erfordert.

Abbildung 4: LCD-Display mit integrierten Buttons.

Abbildung 4: LCD-Display mit integrierten Buttons.

Kleine LCD-Displays für Statusanzeigen sind beliebt, gerade in der Arduino-Welt. Sie steuern diese sogenannten 1602- oder 2004-Displays (nach den Spalten und Zeilen) entweder parallel oder per I2C-Adapter an. Da die Betriebsspannung des Arduino 5 Volt beträgt, kommt für den Pi noch ein Level-Konverter dazu. Alle Komponenten gibt es für ein paar Euro bei den üblichen Versendern, für den Betrieb sind aber in der Regel Kenntnisse im Löten notwendig.

Einfacher für den RasPi und Co. sind speziell für diese Plattformen entworfene Lösungen wie das LCD-Display mit Buttons von FriendlyArm [3]. Hier brauchen Sie sich nicht um zusätzliche Komponenten zu kümmern. Das Bauteil kommt mit einer kurzen Buchse für den Anschluss an die notwendigen Pins, die restlichen Pins bleiben frei, sind aber mechanisch blockiert. Dank der fünf Buttons tut das etwas weniger weh. Überraschenderweise gab es noch einen passenden Rahmen als Zugabe.

Der Hersteller stellt eine C-Bibliothek mit Beispielen für den Zugriff auf die Zeilen des Displays sowie die Buttons bereit. Allerdings hat er dabei die eigenen SBCs im Blick; auf einem Pi läuft der Code nicht ohne Anpassungen.

Skripten Sie lieber in Python, finden Sie bei Adafruit den passenden Code: Die Firma hat ähnliche Displays im Angebot, und da die Displays alle mit ähnlichen oder identischen Chips laufen, sind die Bibliotheken von Adafruit [4] bei Displays anderer Hersteller ebenfalls ein guter Startpunkt.

Ohne Programmierkenntnisse und die Datenblätter geht das aber nicht, denn kleine Unterschiede entscheiden darüber, ob es funktioniert. Wegen der schlechten Unterstützung auf Software-Seite gibt es deshalb einen Abzug bei den Punkten für das ansonsten sehr empfehlenswerte Display. (agr)

LCD-Display mit Buttons

★★★★

Preis: 10,50 Euro

Bezugsquelle: http://www.innet.de

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