Moderne Computer lassen das Netzteil eines Mac-Book-Computers klobig aussehen. Die Miniaturisierung schreitet seit Jahren immer weiter voran und beschleunigt in sich jüngster Zeit schon fast revolutionär. Prozessoren werden nicht nur immer kleiner, sie werden auch immer leistungsfähiger und komplexer. Mit kompakteren Bauteilen sind kleinere Platinen möglich. Zudem gehören thermische Probleme weitestgehend der Vergangenheit an, ohne hinsichtlich von Funktionen und Features Kompromisse eingehen zu müssen.
Raspberry Pi
Der Raspberry Pi ist der Wegbereiter der Kleinst-Computer und der Maker-Szene, die auf Basis dieser Platine Projekte umsetzt. Der Pi sieht nicht aus wie ein typischer PC. Es handelt sich um eine nackte, grüne Platine mit Komponenten, die sich in einem Smartphone wiederfinden könnten. Seine Stromversorgung erfolgt über einen Micro-USB-Anschluss. Für den Akku-Betrieb kann man sogar ein iPhone-Akku-Pack verwenden.
Dennoch ist der Raspberry Pi ein vollwertiger Computer für reale Anwendungen. Der Pi verarbeitet mehrere Geschmacksrichtungen von Linux und seine Broadcom VideoCore-IV-GPU bringt genug Power mit für die Ausgabe von HD-Video in 1080p ohne Ruckeln, was den „Kleinen“ zum Beispiel als Projektor im Heimkino qualifiziert, und zwar mit OpenELEC. HDMI und HD-Video sind quasi als Standard gesetzt. Doch das Beste ist sein Preis. Der erfolgreichste PC aus England kommt seit März 2016 in einer neuen Version. Auch in der neuesten Hardware-Version kostet Raspberry Pi keine 50 Euro. Alle Modelle sollen weiterhin angeboten werden.
Raspberry Pi 3 bietet Bluetooth 4.1 und W-LAN 802.11n auf der Platine. Sein ARM Cortex-A53 ist als Quad-Core-CPU mit 1,2 Gigahertz rund zehn mal schneller als der erste Raspberry. Mit insgesamt mehr als 8 Millionen Einheiten ist der kleine Platinen-PC aus England der erfolgreichste PC von der Insel.
Raspberry Zero
Mit dem Zero wird der Raspberry Pi zum 5-Dollar-PC. Mit 1 GHz und 512 Megabyte RAM ist der Kleinstcomputer schneller als der erste Raspberry. Im November 2015 lag der Pi Zero unter anderem der Ausgabe 40 des Magazins The MagPi bei und war bei einer Auflage von 10000 Stück entsprechend schnell vergriffen.
Auf dem Raspberry Pi Zero läuft der selbe Broadcom BCM2835 Anwendungs-Prozessor wie auf dem ersten Raspberry Pi mit einem 1 GHz ARM11-Kern. Bestückt mit 512 Megabyte RAM und einem microSD-Kartensteckplatz für das Betriebssystem. Weitere Anschlüsse sind ein micro-USB für die Stromversorgung, ein micro-USB als USN-Port und ein mini-HDMI für einen Bildschirm sowie 40 GPIO-Pins für Bastelprojekte. Man muss sich also noch Adapter kaufen, wenn man HDMI und USB nutzen möchte.
Chip
Im Sommer 2015 rauschte der Kleinstcomputer Chip durch Kickstarter. Fast 40.000 Nutzer finanzierten die Kampagne von Next Thing Co mit mehr als 2 Millionen US-Dollar. Im Januar 2016 erfolgte die Auslieferung. Der Chip läuft mit einem ARM-basiertem SoC von Allwinner und einem vorinstalliertem Linux, das mit dem Raspberry-System vergleichbar ist.
Chip ist so groß wie die Apple-Box für die EarPod-Kopfhörer und trotzdem vergleichsweise komplett ausgestattet: 1 GHz Allwinner R8 Cortex A8 Prozessor mit Mali-400-Grafik, 512 Megabyte Arbeitsspeicher, 4 Gigabyte Massenspeicher sowie Bluetooth und W-Lan auf der Platine und einem Composite-Video-Ausgang. Adapter für VGA und HDMI sind als Extra erhältlich. Zum Preis von 9 US-Dollar ist der Chip-Computer bestellbar zur Lieferung ab Juni 2016. Für den HDMI-Bildschirmadapter kommen 15 US-Dollar hinzu.
Arduino
Fünf Jahre vor dem ersten Raspberry Pi gab es den Arduino. Dabei handelt es sich mehr um einen Controller als um einen Computer. Auf dem Arduino läuft eine Java-Anwendung als Entwicklungsumgebung. Die Programmierung erfolgt am PC oder Mac und wird dann mit einem USB-Kabel als Patchkabel auf dem Board installiert. Mit diesen Microcontroller-Boards lassen sich Schaltungen bauen. Konzeptionell ist die Hardware noch mehr in der Bastler-Szene verortet als der Raspberry Pi, der ebenfalls ansteuerbare Input- und Output-Pins mitbringt.
Vom Arduino gibt mehrere Varianten und Bauformen. Gängig ist der Arduino Uno, der in Europa als Genunio Uno für etwa 20 Euro verkauft wird. Es gibt Erweiterungs-Platinen und Sensoren und jede Menge weiteres Zubehör. Ein guter Einstieg in die Elektronik-Programmierung bieten Starter-Sets, die ab rund 50 Euro zu haben sind. Mit der Genuino MKR1000 (31 Euro) gibt es eine kleine Platine, die zur Entwicklung des Raspberry Zero inspiriert haben dürfte.
Apfel und Beeren
Selbstverständlich kann und darf man einen Mac nicht mit einem Bastel-Board oder dem Raspberry-Pi-PC vergleichen. Dennoch gibt es Einsatzbereiche für die Kleinst-PCs, und zwar in Projekten, die man mit dem Mac nicht umsetzen kann oder nicht umsetzen möchte.
Arduino und Raspberry Zero eignen sich zunächst einmal für autonome Schaltungen. Wahlweise zeitgesteuert oder Ereignis-bezogen lassen sich elektrische Geräte schalten. Damit kann man sich zum Beispiel eine Bewässerungsanlage für Zimmerpflanzen bauen, wenn man das möchte. Sensoren, Pumpen und Motoren sind im Elektronik-Bedarf erhältlich. Mit Tespa wollte Arduino-Anbieter Gravitech im vergangenen Jahr ins Business rund um das Internet-of-Things einsteigen, konnte aber im Crowdfunding nicht ausreichend Unterstützer finden.
Zero oder Chip
Neben dem Zero gibt es mit dem Chip noch eine weitere Plattform, die praktisch weniger als 10 Euro kostet. Und obwohl die Diskussion eher theoretisch ist, wird es auch darum gehen, welches Board besser für welches Projekt geeignet ist. Technisch spielen Zero und Chip in einer Liga: 512 Megabyte Arbeitsspeicher und 1 GHz Bus-Takt. Allerdings wird der Chip vom moderneren ARMv7 angetrieben. Pi Zero läuft auf ARMv6, der verwirrenderweise als ARM11 bezeichnet wird. Beide Platinen laufen auf 5 Volt und lassen sich über Micro-USB mit Strom versorgen. Chip kann ausdrücklich auch von einem Lithium-Akku als Backup laufen und besitzt sogar Lade-Elektronik, um diesen aufzuladen.
Beim Pi Zero wird das Betriebssystem von einer Micro-SD-Karte geladen, so dass man je nach Anwendung die passende Speichergröße wählen kann. Chip kommt mit 4 Gigabyte eingebautem NAND-Flash. Externe Festplatten lassen sich per USB verbinden, was gegenüber SD die schnellere Schnittstelle ist.
Pi Zero besitzt 40 In-Out-Pins. Chip kommt mit der doppelten Menge an Anschlüssen. Dafür fehlt dem Chip der HDMI-Anschluss, wobei der Hersteller einen Adapter vom TRRS-Anschluss auf HDMI anbietet. Das ist der Anschluss, der wie eine 3,5-Millimeter-Klinke aussieht.
Der größte Unterschied besteht bei den Verbindungsmöglichkeiten. Chip hat nämlich wie der aktuelle Raspberry Pi 3 W-Lan und Bluetooth LE direkt auf der Platine. Die Nachrüstung der Schnittstellen verteuert den Zero, so dass dieser für Internet-of-Things nur bedingt einsatztauglich ist. Denn mit einem einfachen USB-Hub ist es nicht getan. Man braucht ohnehin ein Hub mit Stromversorgung – also ein zweites USB-Netzteil, weil man Tastatur und Maus über USB am Zero anschließen muss und auf der Platine nur ein Micro-USB für USB-Geräte vorhanden ist.
Der Chip und der Pi Zero verfolgen unterschiedliche Design-Ansätze. Manchmal ist es besser, ein bestehendes Produkt abzuspecken, um es günstiger zu machen. Manchmal ist es besser, einen einfachen Aufbau mit preiswerten Komponenten zu wählen. Die Pi Foundation entschied, ein bestehendes Design zu verschlanken, um preiswerter zu werden. Die Platine ist kleiner, aber die CPU um 300 Megahertz schneller als beim Raspberry Pi B+. Wegen des selben Grunddesign kann man auch den Pi B+ oder den neueren Pi 3 verwenden.
Fazit
Um noch einmal auf den Vergleich von Äpfel und Birnen zurückzukommen – beziehungsweise Apple und Beeren – ist es klar, dass ein komplett ausgestatteter MacBook-Computer oder ein modularer Mac mini nicht mit dem Raspberry Pi vergleichbar ist, was die Hardware betritt. Auch was die Software angeht können die Kleinst-Computer bei den grafischen Anwendungen auf dem Mac nicht mithalten.
Trotzdem kann ein Raspberry Pi im Mac-Haushalt eine tolle Ergänzung darstellen, weil man mit der kleinen Platine aus England Dinge bauen kann, die man mit dem Mac nicht machen möchte oder kann. Da auf beiden Geräten – Mac und Pi – Spielarten von Unix zum Einsatz kommen, ist die Bedienung auf Terminal-Ebene nahezu identisch. Man kann tief in die Unix-Welt einsteigen, ohne Gefahr zu laufen, am Mac etwas zu beschädigen.
Die Vorteile von Raspberry Pi und Arduino liegen darin, dass sich Sensoren und Schalter anschließen lassen. Allerdings muss man diese mit dem nötigen Sachverstand selbst verkabeln und programmieren. Pi Zero und Chip sind auf jeden Fall spannende Entwicklungen, die aber erst noch die entsprechende Verbreitung finden müssen, um für Projekte und Entwickler interessant zu werden. Pi Zero und Arduino eignen sich für autonome Schaltungen. Chip und der neue Pi 3B sind von Haus aus drahtlos vernetzt und entsprechend vielseitig.
Für Mac-Nutzer ist es naheliegend, den Raspberry Pi als Spielwiese zu nutzen oder als Rechenknecht für Frondienste heranzuziehen: AirPlay, AirPrint und weitere Automatisierungen sind zum Beispiel mögliche Anwendungen für den Raspberry Pi.
Fazit
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