Der Raspberry Pi – Alles was du wissen musst

Pico, Raspberry Pi 4 und Raspberry Pi 400, die Raspberry Welt ist groß. Dieser Artikel soll als Raspberry Pi Wiki und FAQ dienen, um dir den Einstieg in die Welt des Raspberry Pi zu erleichtern.

In diesem Artikel lernst du alles was du als Anfänger über den Raspberry Pi wissen musst. So wollen wir die Grundlagen schaffen, damit du mit viel Freude unsere Projekte nachbauen kannst. Aus diesem Grund versuchen wir dir hier einen Überblick über alle Themen, die mit dem Raspberry zusammenhängen, zu geben.

Was ist der Raspberry Pi?

Der Raspberry Pi ist ein Einplatinencomputer der von der britischen Raspberry Pi Foundation entwickelt wurde. Die erste Version dieses kleinen Rechners kam bereits 2012 auf den Markt und war ursprünglich dafür gedacht jungen Menschen an das Thema Programmierung heranzuführen. Doch seine geringe Größe und geringen Stromverbrauch machen den Pi auch für viele IoT Projekte oder sogar industrielle Anwendungen interessant.

Der Raspberry Pi setzt dabei, genau wie Apples aktuelle M1-Chips oder deinen Smartphone, auf eine ARM-Architektur, die Prozessor, Arbeitsspeicher und Grafik auf einem Chip vereint. Diese Architektur hat eine menge Vorteile im Bezug auf Leistung und Stromverbrauch.

Was kann der Raspberry Pi?

Der Raspberry Pi kann unglaublich viel, genau das macht die Faszination dieses Mini-Rechners aus! Viele unserer Kunden und Freunde nutzen den Pi als Dateiserver, Mediacenter, Router, Werbeblocker oder Spielekonsole, aber das sind nur einige Beispiele der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Es finden sich hunderte Projekte, die mit dem Raspberry Pi verwirklicht wurden, wie Roboter, intelligente Spiegel, Laptops oder Tablets.

Aber auch in der Industrie oder in der Raumfahrt wird der Raspberry eingesetzt. So wurden beispielsweise auf der ISS der Rechner zur Durchführung von Experimenten genutzt.

Sertronics nutzt den Raspberry Pi beispielsweise zur Steuerung von Beleuchtung im Broadcastbereich. Aber auch wir als BerryBase nutzen natürlich den Raspberry für den Betrieb unseres Lagers. Wenn dich diese Thematik interessiert, kannst du dir gerne das Video von Rene angucken, in dem er einen Einblick in unser Lager gibt:

Der Raspberry Pi 4 ist seit 2019 auf dem Markt. Durch konsequente Weiterentwicklung verfügt über eine noch größere Geschwindigkeit als seine Vorgänger und ist damit in der Lage 4K-Videos zu dekodieren. USB 3.0 und Gigabit-Ethernet ermöglichen viele neue Anwendungen. Auch ist er der erste Pi, der zwei Bildschirme gleichzeitig beitreiben kann – mit 4K und 30 Hz.

Mit dem kleinen Rechner haben wir bereits viele Projekte auf unserem Blog realisiert. Unser derzeitiges Lieblingsprojekt kannst du hier sehen!

Was fange ich mit dem Raspberry Pi an?

Wenn du dich für einen Einplatinencomputer wie den Raspberry Pi 4 entscheidest, bedenke, dass du noch einiges an Zubehör wie etwa ein Gehäuse, ein Netzteil und Kabel – typischer weise ein Micro-HDMI-Kabel zum Anschluss eines Bildschirms sowie Maus und Tastatur benötigst. Du kannst also nicht einfach auspacken und starten, wie du es von deinem Notebook kennst. Alle Teile, die du zum Start mit dem Pi benötigst, haben wir dir hier zusammengestellt.

Sobald du alle Kabel angeschlossen hast musst du musst du mit Hilfe eines zweiten Rechners das Betriebssystem auf die SD-Karte des Raspberrys laden. Als Betriebssysteme bieten sich Raspian oder Noobs an. Beide Systeme sind Linux-Distributionen, die für den Raspberry optimiert sind. Noobs kannst du bereits vorinstalliert auf einer SD-Karte bei uns erwerben. Aber es existieren auch viele weitere Betreibssysteme, die du auf deinem Raspberry Pi 4 installieren könntest. Eine kleine Auswahl findest du in diesem Blogbeitrag.

Aussehen und Bedienung von Raspian oder Noobs sind unterscheiden sich nicht großartig von den Windows- oder MacOS-Systemen, die du bereits kennst. Auch hier ist eine Office-Suite, ein Web-Browser und diverse Programmierwerkzeuge bereits mit an Board.

Das Betriebssystem Raspian, das mittlerweile PiOS heißt, kannst du hier herunterladen.

Kann ich den Raspberry Pi 4 als Desktop nutzen?

Kurz gesagt, ja!

Wenngleich der Raspberry Pi überwiegend als Micro-Controller verwendet wird, lässt er sich auch ganz einfach als Desktop nutzen. Allen voran der Raspberry Pi 4 Model B mit einem maximalen Arbeitsspeicher von 8 GB RAM eignet sich hervorragend für diesen Zweck; bereits ein Arbeitsspeicher von 2 GB sollte für die Nutzung als Desktop ausreichen.

Damit dein Pi als Desktop fungieren kann, musst du ihn im Grunde genommen nur mit einem Monitor, einer Maus und einer Tastatur verbinden. Dank HDMI- und USB-Schnittstellen sollte es kein Problem darstellen, den Mini-Rechner mit gängigen Hardware-Produkten zu connecten. Mittels Ethernet-Kabel kannst du zudem einen Internetzugang herstellen, falls kein WLAN zur Verfügung steht. Darüber hinaus empfiehlt sich ein Gehäuse zum Schutz vor Staub und anderen äußeren Einflüssen.

Damit dein Raspberry Pi als Desktop störungsfrei läuft, braucht es unbedingt eine schnelle Micro-SD-Karte, die Lesegeschwindigkeiten von mindestens 100 MB/s schafft. Zähe Bootvorgänge und eingefrorene Fenster hängen nämlich oft mit einer ungenügenden SD-Karte zusammen. Ausreichend schnelle Produkte beginnen bei Kapazitäten von 32 GB und sind mit dem Zusatz „SDXC“, „UHS“ oder „Ultra“ versehen.

Chromium und Libre Office machen deinen kleinen Linux-Rechner zum idealen Zweitrechner! Auch kannst du den Raspberry super nutzen um deinen Kindern ein Homeoffice Arbeitsplatz zum Lernen für die Schule einzurichten.

Wenn du möchtest kannst du natürlich auch einen anderen Browser auf dem Pi installieren, um so das Internet zu nutzen!

Der Raspberry Pi 400

Solltest du den Pi als Desktop nutzen wollen, etwa als Homeoffice-Rechner für deine Kinder, dann hast seit Ende 2020 die Möglichkeit dich für eine weitere Variante des Raspberrys zu entscheiden.

Der Raspberry Pi 400 hat das Licht der Welt erblickt. Er vereint alles was du für den Einsatz als Desktopcomputer brauchst. Platine, Gehäuse, Tastatur alles in einem Gerät. Du musst nur noch einen Monitor Verbinden.

Hier geht es zum Beitrag über diesen Computer!

Bash – die wichtigsten Befehle

Damit du das volle Potenzial deines Raspberrys nutzten kannst ist es zwingend erforderlich, dass du einige Grundlegende Shell-Befehle lernst, da du für fast alles auf dem Raspberry Pi den Terminal benötigst.

Sowohl Linux-Distributionen wie Raspian, Debian oder Ubuntu, aber auch MacOS verfügen über eine BASH-Shell, um Änderungen via SSH am Pi vorzunehmen. Selbst Windows 10 hat mittlerweile eine SSH-Unterstützung in die Eingabeaufforderung integriert.

Eine Shell bezeichnet eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, die zeilenweise Texteingaben und Textausgaben möglich macht. Genauso eine Shell ist BASH. In der Shell werden in der Befehlszeile die Befehle eingetippt und durch betätigen der Eingabetaste ausgeführt.

Die wichtigsten BASH-Befehle, um einen Einstieg in die Raspberry Welt zu finden, sind sicherlich:

# Kommentar schreiben.
sudo # Einen Befehl als Administrator ausführen.
chmod # Ändert die Berechtigung von Dateien und Verzeichnissen.
ls # Auflistung der Verzeichnisse sowie Inhalte.
cd # Wechsel des Verzeichnisses.
cp # Datei oder Verzeichnis kopieren.
cat # Inhalt einer Datei ausgeben lassen.
mkdir # Verzeichnis oder Datei erstellen.
rmdir # Datei oder Verzeichnis löschen.
rm # Dateien oder Verzeichnisse (Nur leere) löschen.
mv # Datei oder Verzeichnis verschieben. 
find # Datei nach Kriterium suchen.
grep # Text innerhalb einer Datei oder Textausgabe suchen.
kill # Einen Prozess sofort beenden.
killall # Alle Prozesse sofort beenden.
mount # Eine Speicherkarte oder USB-Stick einlesen.
umount # Eine Speicherkarte oder einen USB-Stick sicher entfernen.
reboot # System neustarten.
shutdown # das System herunterfahren.

Im Anschluss zeigen wir dir einen beispielhaften Ablauf. Erstelle eine Datei in einem von dir ausgewählten Ordner:

ls # Auflistung der Verzeichnisse sowie Inhalte. 
cd Ordername # Wechsel in den Ordner in dem die Datei erstellt werden soll.
mkdir Dateiname # Erstellen einer Datei.

Solltet Ihr noch Schwierigkeiten haben, oder ein benötigter Befehl nicht in der Liste sein, findet ihr weitere Befehle unter https://www.shellbefehle.de/ .

Die Belegung der Pins

Dein Raspberry Pi verfügt über eine Leiste mit sogenannten generalpurpose input/output Pins. Mit Hilfe dieser Pins kannst du viele unterschiedlichste Sensoren und Erweiterungsboards an deinem Einplatinencomputer anschließen.

In den folgenden beiden Bildern ist die Belegung der Pins dargestellt:

Die Pinbelegung des Raspberry Pi. Die Belegung der GPIO Pins sieht ihr auf dem Bild.
Die Pinbelegung des Raspberry Pi

Die GPIO Pins im Detail. Die gelben Pins des Raspberrys können sowohl Eingang als auch Ausgang sein.
Die gelben Pins können sowohl Eingang als auch Ausgang sein

Die GPIO Pins deines Raspberry Pis werden durch die Software gesteuert und können sowohl Input als auch Output sein.

Wie ist der Raspberry Pi aufgebaut?

Natürlich besitzt dein Raspberry neben den GPIO-Pins auch noch weitere Anschlüsse. So befinden sich ebenfalls zwei USB 2.0- , zwei USB 3.0-und ein Gigabit-Ethernet Anschluss. Um Monitore anzuschließen sind zwei micro HDMI-Anschlüsse vorhanden. Den Aufbau des ARM-Einplatinencomputers siehst du in dem folgenden Bild:

Dieses Bild zeigt den Aufbau des Raspberry Pi 4 und den Sitz der einzelnen Komponenten und Anschlüsse.
Der Aufbau des Raspberry Pi 4

Wie kann ich eine Kamera an den Raspberry Pi anschließen?

Es ist ganz einfach eine Kamera an den Raspberry anzuschließen. Du kannst eine Kamera einfach mit Hilfe eines Flachbandkabels an den MIPI CSI Kamera Port deines Raspberrys anschließen. Er befindet sich, wie auf dem Bild zu sehen, direkt neben den Micro HDMI Anschlüssen.

Wie kann ich einen Touchscreen an den Raspberry Pi anschließen?

Dein Raspberry verfügt über einen MIPI CSI Kamera Port, mit dessen Hilfe du einen Touchscreen mit einem Flachbandkabel mit deinem Raspberry verbinden kannst. Der Post befindet sich genau gegenüber der USB-Ports auf der anderen Seite des Pi’s.

Die Technischen Daten des Raspberry Pi 4 8GB

  • Prozessor
    • Broadcom BCM2711 Chipsatz
    • 64 bit Quad Core ARM v8 Cortex-A72 @ 1,5 GHz
  • Arbeitsspeicher
    • 8 GB LPDDR4
  • Konnektivität
    • 2,4 GHz und 5 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac Wireless LAN
    • Bluetooth 5.0 BLE
    • Gigabit Ethernet
    • 2x USB 3.0 Anschluss
    • 2x USB 2.0 Anschluss
  • Zugriff
    • 40 Pin GPIO Header (vollständig rückwärtskompatibel zu früheren Boards)
  • Bild & Ton
    • 2x micro HDMI Typ D Anschluss (bis zu 4K@60 Hz Support)
    • MIPI DSI Display Port
    • MIPI CSI Kamera Port
    • Kombinierte 3,5mm 4-Pin Klinkenbuchse für Analog Audio und Composite Video
  • Multimedia
    • H.265 (4Kp60 Dekodierung) / HEVC
    • H.264 (1080p60 Dekodierung; 1080p30 Enkodierung)
    • OpenGL ES, 3.0 Grafik
  • SD-Kartenunterstützung
    • Micro SD Format zum Laden des Betriebssystems und als Datenspeicher
  • Stromversorgung
    • 5V/3,0A DC über USB Type C Buchse – (Ein qualitativ hochwertiges 2,5A-Netzteil vom Raspberry Pi 3 / 3B+ kann mittels Adapter (siehe unter Zubehör) verwendet werden, wenn nachgeschaltete USB-Peripheriegeräte insgesamt weniger als 500mA verbrauchen.)
    • 5V DC über GPIO Header
    • Power over Ethernet (PoE) – erfordert ein optional erhältliches PoE HAT
  • Abmessungen
    • 85 x 56 x 16 mm
    • Durchmesser Bohrungen: 2,75mm

Der Raspberry Pi Pico

Der Raspberry Pi Pico.
Der Raspberry Pi Pico.

Mit dem Pico hat die Raspberry Pi Foundation ihren ersten Mikrocontroller vorgestellt. Das Board ist lediglich so groß wie ein Arduino Nano und besitzt einen Chip der von der von TSMC im Auftrag der Foundation im 40nm-Verfahren gefertigt wurde. Der RP2040 genannte Chip besitzt dabei eine Taktfrequenz von 133 MHz. Die 40-Nanometer-Strucktur sorgt zusammen mit der geringen Tacktung dafür, dass der Microkontroller nur sehr wenig Strom verbraucht. Der 5,1 Zentimeter lange und 2,1 Zentimeter breite Pico läuft bereits mit Spannungen von nur 1,8 Volt und ist somit für unterschiedlichste Projekte geeignet. Du kannst ihn beispielsweise auch für mobile- oder outdoor-Anwendungen einsetzten und mit einer Batterie betreiben.

Hier siehst du die Belegung der Ein- und Ausgänge des Picos:

Pico: Belegung der Ein- und Ausgänge.
Ein- und Ausgangs-Belegung des Picos.

Du kannst diesen Mikrokontroller mit Hilfe von MicroPython, C und Visual Studio Code programmieren.

Viele interessante Projekte warten auf dich!

Herzlichen Glückwunsch, du hast diesen Blogartikel bis hier hin gelesen und besitzt nun einen grundlegendes Verständnis zum Raspberry Pi.

Jetzt warten viele Spannende Projekte auf unserem Blog auf dich!

Viel Spaß beim Basteln!

Dein BerryBase-Team!

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