Raspberry Pi: Was Sie über den Einplatinen-Computer wissen sollten

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Artikel über die technischen Daten der Raspberry-Pi-Modelle gibt es viele. Dieser Beitrag beantwortet Anwenderfragen, etwa zur Übertaktbarkeit, Realtime Clock, Akkubetrieb, Passwort, NOOBS, etc.

Details zu den verschiedenen Modellen des Raspberry Pis bieten etliche Artikel, etwa „Raspberry Pi: Alle Modelle im Überblick“. Dieser Beitrag hingegen will Fragen rund um die Mini-PC-Platine Raspberry Pi beantworten:

Was ist eigentlich ein Raspberry Pi?

Raspberry Pi ist eine Linux-basierende Mini-PC-Platine. Eine Besonderheit ist der günstige Preis, der je nach Modell zwischen 4 Pfund und 45 Euro liegt. Raspberry Pi wurde 2012 von der gemeinnützigen Organisation Raspberry Pi Foundation auf den Markt gebracht mit dem Ziel: Allen Schülern, auch weniger gut betuchten, Zugang zu Officeprogrammen und zum Internet zu ermöglichen und ihnen die Welt der Technik näher zu bringen. Aus diesem Grund sind alle Modelle mit GPIO-Pins (General-Purpose Input/Output) versehen/bestückbar, über die zahlreiche externe Komponenten, etwa zum Messen, Steuern, etc. angeschlossen werden können.

Wie bootet RPi, lautet das Passwort und wo gibt es Infos?

Maus, Tastatur und Bildschirm sind am Raspberry Pi angeschlossen – doch wo ist der Ein-/Ausschalter? Es gibt keinen. Sobald Sie das Stromkabel gesteckt haben, bootet der Raspberry Pi. Dafür benötigt Raspberry Pi allerdings ein Betriebssystem, etwa Raspbian, auf einer externen Speicherkarte.

Für das Ausschalten haben Sie in manchen Programmen eine Schaltfläche zum Herunterfahren. Alternativ funktioniert dies aus dem Terminal heraus via Befehl: “sudo halt -h” (ohne Anführungszeichen). Sie sollten jedoch nie einfach den Stecker ziehen, die Speicherkarte könnte Schaden nehmen.

Manche Programme erwarten “username” und “password”. Standardmäßig lauten diese: “pi”und “raspberry”. Beachten Sie: typischerweise sehen Sie unter Linux bei der Passworteingabe keine Zeichen. Die offizielle, englischsprachige Dokumentation der Raspberry Pi Foundation finden Sie auf der Site raspberrypi.org/documentation.

Was ist NOOBS und läuft RPi unter Android und Windows?

Das Standarbetriebssystem für den Raspberry Pi ist Linux. Doch davon gibt es verschiedenste Varianten. Damit der Anwender rasch mit Raspberry Pi arbeiten kann, findet sich auf raspberrypi.org eine Sammlung der von der Organisation empfohlenen Betriebssysteme, genannt New Out Of Box Software (NOOBS). Wer NOOBS nicht umständlich auf einer Speicherkarte installieren möchte, kann auch Speicherkarten mit vorinstalliertem NOOBS kaufen, etwa bei RS Components, Conrad oder reichelt. Übrigens, das bevorzugte Betriebssystem der Raspberry Pi Foundation ist Raspbian.

Nach dem Booten des RPi mit einer Speicherkarte, auf der NOOBs installiert ist, sehen Sie ein Fenster, das die verschiedenen Betriebssysteme zeigt. Ebenso eine Auswahlmöglichkeit für Sprache und Tastatur. Wählen Sie hier „Deutsch“ und „de“. Als Betriebssystem wählen Sie etwa Raspbian aus. Dazu klicken Sie in das Kästchen vor „Raspbian, anschließend auf das Icon „Install“. Erscheint „OS installed sucessfully“, klicken Sie auf OK. Befehle rauschen jetzt über den Bildschirm, anschließend bleibt der Bildschirm einige Sekunden schwarz.

Wenn der Installationsprozess abgeschlossen ist, erscheint der englischsprachige Startbildschirm von Raspbian. Für eine deutsche Menüwiedergabe klicken Sie auf „Menu, Preferences, Raspberry Pi Configuration“. Wählen Sie im Reiter „Localisation“ als „Timezone“ „Area: Europe“ und „Localisation: Berlin“. Nach einem Neustart erscheint die Menübeschreibung in deutsch. Tipp: weitere Infos bietet der Beitrag “23 Betriebssysteme für den Raspberry Pi”.

Android-Betriebssysteme für Raspberry Pi sind zwar online erhältlich, doch lt. Raspberry Pi Froundation nicht stabil. Von Seiten der Organisation gibt es auch keine Pläne hierfür, da diese von Seiten Androids zu wenig Unterstützung in puncto Bildungsmaßnamen sieht – ein Kernpunkt der gemeinnützlichen Stiftung.

Windows meistern nur die Modelle Raspberry Pi 2B und 3B. Allerdings nicht das auf PCs installierte Betriebssystem sondern die abgespeckte Entwicklervariante Windows 10 IoT Core. Microsoft bietet diese auf seiner Website kostenlos zum Download an.

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Wie schnell ist Raspberry Pi, und ist er übertaktbar?

Die Rechenleistung eines Raspberry Pi A, A+, B oder B+ ist vergleichbar mit einem Pentium 2, 300 MHz. Die Performance der Grafik ist aber wesentlich besser: alle RPis meistern Full-HD 1080p30 und H.264. Raspberry Pi Zero ist rund 40% leistungsstärker als die Modelle A, A+, B und B+. Raspberry Pi 2B ist etwa vergleichbar mit einem Athlon Thunderbird mit 1,1 GHz Takt und das Topmodell, der Rasberry Pi 3B, ist etwa 50% schneller als RPi 2B.

Etliche Modelle haben von Haus aus Tuning-Potenzial: RPi A, A+, B und B+ takten werksseitig mit 700 MHz und laufen i.d.R auch mit 800 MHz problemlos. RPi 2B taktet von Haus aus mit 900 MHz und sollte 1 GHz meistern. In Raspbian finden sich in der Systemkonfiguration bereits vordefinierte Einstellungen zum Übertakten. Wer diese Taktraten nicht überschreitet, sollte sogar ohne Kühlkörper auskommen. Für höhere Taktraten, oder wer Raspberry Pi 3B übertakten möchte, sollte einen Kühlkörper auf dem SoC aufbringen.

Tipp: Sie wollen detailliert wissen, wie die einzelnen Cores des Raspberry Pis ausgelastet sind? Hier hilft das Visualisierungstool Cores rCPU weiter, das nicht nur die prozentuale Auslastung jedes CPU-Kerns offen legt, sondern auch die Gesamtlast der CPU und deren Temperatur preis gibt.

Bietet RPi UART, I²C, Realtime Clock und RAM-Erweiterung?

Das Besondere am RPi ist die Stiftleiste mit 26 oder 40 Kontakten, davon 17 oder 26 GPIO-Pins (beim RPi Zero ist die Stiftleiste unbestückt, aber optional erhältlich). Überstützt wird UART, I²C, SPI, I²S, Audio, 3V3, 5 V und Masse. Realtime Clock und eine Speichererweiterung können auf dem RPI nicht nachgerüstet werden. Onboard-Realtime Clock ist auch nicht geplant, denn es würde, so die Organisation, die Kosten in die Höhe treiben und die eigentliche Intention der Raspberry Pi Foundation, eine preiswerte PC-Platine für alle Schüler, gefährden.

Wo lässt sich Raspberry Pi überall einsetzen?

Die Platine ist aufgrund der Stiftleiste äußerst flexibel. Raspberry Pi eignet sich etwa als Steuer- Mess- und Regelgerät, als Tag- und Nachtkamera, als CAN-Gateway, in Industrie und Automotive, auch als Industrie-Spezialanfertigung und in der Hausautomation und last but not least als Lern-PC für Flüchtlingskinder.

Auch rauen Umgebungen hält Raspberry Pi Stand: So bietet Raspberry Pi Weltraumerfahrung auf der ISS und meisterte den Sturzflug aus der Stratosphäre ohne Probleme.

Wie Sie Raspberry Pi weiter ausreizen

Wie Sie Raspberry Pi weiter ausreizen, verraten die Beiträge: Holen Sie alles heraus aus Raspberry Pi, Arduino & Co, So reizen Sie die Mini-PC-Platine auSieben Gadgets mit und für Raspberry Pi & Co, Brew Pi: Raspberry Pi und Arduino als Bierbrauer

Was sollte eine Speicherkarte bieten?

Die Mindestkapazität der Speicherkarte sollte 8 GB betragen, wenn mehrere Betriebssysteme, etwa NOOBS, installiert werden. Für einen schnellen Datentransfer sollte die Karte die Geschwindigkeit “Cass 10”unterstützen.

Lässt sich RPi über USB-Hub oder Akkupack betreiben?

Wichtig: Raspberry Pi benötigt eine konstante Spannung von 5 V. Der micro-USB-Port dient ausschließlich der Stromversorgung, die Standard-USB-Ports sind dagegen nur für den Datentransfer gedacht. Ideal für die Stromversorgung ist das zugehörige Stromkabel, wobei Raspberry Pi 3B 5 V/2,4 A benötigt, die übrigen Modelle 5 V/2 A.

Wer RPI etwa via PC-USB-Hub mit Strom versorgen möchte, sollte einen USB-3.x-Hub wählen; USB-2.0-Hubs liefern nur 500 mA je Port, u.U. zu wenig für Rasperry Pi. Die Organisation rät von Akkus ab. So bietet etwa ein voll geladener 4xAA-Akku 4,8 V, welche innerhalb der Toleranz für RPi (5 V) liegt.

Doch sobald die Spannung sinkt, wird Raspberry Pi instabil; das System könnte abstürzen. Ungeeignet sind 4xAA-Batterien. Denn deren Spannung von 6 V ist definitiv zu viel für RPi und kann ihn zerstören. Akkupacks sind dann geeignet, wenn diese eine konstante Spannung von 5 V bieten können.

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* Margit Kuther ist Redakteurin der ELEKTRONIKPRAXIS

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