Raspberry Pi Zero

Was ist ein Evaluation Board?

Häufig stellen Hersteller von ICs auch sogenannte Evaluation Boards her. Es ist im Endeffekt nichts anderes als der IC auf einer Platine die das "herum experimentieren" damit erleichtert. So wird z. B. schon für eine saubere Spannungsversorgung gesorgt, an den UART Anschlüssen sitzt der benötigte Pegelwandler dran um eine echte RS232 Schnittstelle offen zu legen, … alles was man als Bastler oder Hardwareentwickler so braucht um schnell mit dem IC klar zu kommen und dessen Funktionen zu testen.

Schön und gut. Warum jetzt mit Raspberry Pi?

Der Raspberry Pi hat ja eigentlich schon alles "on board" was er braucht, von daher ist sowas doch eigentlich nicht benötigt? Nun ja, es geht mir hier nicht um den Raspberry ansich, sondern ausschließlich um dessen GPIO Pins.

Er hat ja einen 26(+8) bzw. 40 Pin Header, je nach Version, wo noch diverse Steuersignale ausgegeben und eingelesen werden können. Genau um diesen geht es mir. In den neueren Versionen (in meinem Fall musste einer meiner Zero's herhalten) sind es immerhin 28 I/O Pins (-2 auf die man selber nicht zugreifen kann). Ein paar dieser Pins können umkonfiguriert werden und als serielle Schnittstelle (UART), SPI und I²C/TWI genutzt werden.

Der Aufbau

Früher gab es doch immer diese COM Port Tester mit einer LED pro Signalleitung. Etwas Ähnliches wollte ich haben, eine LED für jedes Signal die dessen Pegel anzeigt. Ein kleines Breadboard soll es ermöglichen, kleine ICs und Schaltungen direkt aufzubauen, ohne dass man das Große Board auspacken muss. Reicht häufig eh schon aus. Eine Buchsenleiste stellt die Versorgungsspannungen (5V, 3,3V, GND) bereit.

Jetzt braucht so eine LED zwar nicht viel Strom, aber LED und dazu noch ggf. angeschlossene Bauteile, das könnte ja vielleicht zu viel werden. Daher habe ich mich dazu entschieden die LEDs mittels Bustreibern zu versorgen statt von dem GPIO selbst. Somit ist der Stromverbrauch auf den Signalleitungen nahezu gleich 0.

Elektrisch gesehen ist die Schaltung sehr simpel. Eigentlich zu simpel um einen Schaltplan zu zeichnen. Es ist für jedes Signal nur:

  • +5V –– Vorwiderstand –– LED –– Bustreiber Ausgang (zieht auf Masse)
  • Bustreiber Eingang –– Raspberry GPIO Pin

Mehr nicht. Die Versorgungsspannung für die Treiber sind die 3,3V vom Raspberry. Als Bustreiber nutze ich 1x 74HC244 (inventierend) und 3x 74HC240 (nicht inventierend). Der inventierende ist deswegen da weil Signale wie UART, SPI CS und I2C/TWI active low sind, also würde die LED im Leerlauf die ganze Zeit über leuchten, ich wollte es aber lieber so haben dass sie bei Aktivität leuchtet. Geschmackssache.

Der Aufbau war dann doch etwas komplexer als ursprünglich gedacht. Ich wollte es unbedingt klein halten. Außerdem hatte ich noch Gehäuse zu liegen wo der Pi Zero perfekt rein passte, und laut Augenmaß auch der Rest meines Vorhabens. … Tja, was soll ich sagen. Passt, wurde aber verdammt eng und eine verfluchte Fummelei. Ich kann jetzt erstmal keinen Kupferlackdraht mehr sehen. Warum? Seht ihr später auf den Bildern.

Ach ja, 104 x 73 x 10,3mm ist das Gehäuse klein. Wobei Gehäuse ist es im Sinne des Erfinders auch nicht gewesen. Es war eine Schutzverpackung für den Transport. Da drin wurden die Color OLED Displays verschickt die ich mir geordert hatte (für ein anderes Projekt).

Fragt nicht wie lange ich dran gesessen habe. Ich weiß es selber nicht. Ist auch ganz gut so.

Das Ergebnis

Pi Eval - Unterseite Pi Eval - Oberseite Pi Eval - Gehäuse offen Pi Eval - Gehäuse geschlossen

Zumindest die Bustreiber, da musste ich 2 von übereinander löten, sonst hätte es vom Platz her nicht gereicht. Alle Signale (außer Betriebsspannung) sind per Kupferlackdraht verdrillt und verlegt. Auf den Bildern nicht mehr so gut zu sehen. Macht nix ^^

Links klar der Raspberry Pi Zero, Mitte die Bustreiber (oben) und LEDs (unten), Rechts die Buchsenleisten für die Spannungen und darunter das kleine Breadboard.

Nicht hübsch aber selten. Und es funktioniert. Für meine Zwecke reicht es vollkommen aus. Klar könnte man es noch professioneller gestalten, aber … Ach wozu.

Das Ganze funktioniert natürlich mit jedem Raspberry Pi genau so. Ich habe mich primär wegen der Größe für den Zero entschieden.

Wie man jetzt mit den GPIO's vernünftig umgeht erfahrt ihr in einem späteren Post.


Raspberry Pi Zero

Noch ein Raspberry?

Jupp. Oder auch nicht? Das wird die Zukunft zeigen. Mehr dazu aber später.

Der Raspberry Pi Zero ist eine minimalistische Version eines normalen Raspberry Pi's. Minimalistisch nicht nur im Formfaktor sondern auch an den Anschlüssen und somit auch im Stromverbrauch. Es hat halt alles so seine Vor- und Nachteile.

So kommt der Kleine nur mit 1x USB daher (streng genommen 2x, der 2. dient aber ausschließlich der Stromversorgung), allerdings in Micro-USB Form statt normal wie bei den großen Brüdern. Auch HDMI hat er, aber auch als Mini Buchse. Man braucht also ggf. Adapter um ihn anzuschließen. Ist aber nicht so wild. Diese Adapter kosten nicht viel, außerdem werden sie (außer bei der Ersteinrichtung) vermutlich eh nicht mehr benötigt. Der Kleine zielt doch wohl eher auf die Bastler an, statt auf die die einen preiswerten PC Ersatz suchen.

Von den technischen Daten her ist er identisch zu den bereits bekannten A(+) und B(+) Modellen, bis auf dass die CPU mit 1000MHz getaktet wird statt mit 700MHz. Arbeitsspeicher hat er 512MB, was identisch ist wie bei den B Modellen. Auf Audio muss aber verzichtet werden (oder via HDMI, was ich aber mangels Gerätschaften nicht testen kann).

Wo sind die Vorteile?

Klar, erstens in der Größe. Man kann ihn schnell mal in anderen Geräten verstecken, in Unterputzdosen verbauen um so eine Art Smart Home zu realisieren, … Auch der Preis ist ein entscheidener Faktor. Der Pi Zero kostet nur 5$ (umgerechnet ca. 7€) und ist somit unschlagbar preiswert. Da er grade für Bastler interessant ist sei noch anzumerken dass der bereits bekannte 40polige GPIO Pin Header ebenfalls vorhanden ist; sogar pinkompatibel zu der B Serie.

Wo ist der Harken?

Tja. Ihn zu bekommen dürfte wohl die schwerste Hürde sein. Während ich erst noch schmunzeln konnte bei den Kommentaren warum er nicht nach Italien geliefert wird – sinngemäße Antwort: "Weil das italienische Post System korrupt ist" – ist es jetzt alles Andere als zum lachen.

Ausverkauft. Überall. Seit Monaten. Es hat den Anschein dass der Pi Zero nur eine Art von Marketing Gag ist. Er war als gratis Heftbeilage beim The MagPi #40 dabei (daher habe ich meine 2 auch), es gibt zig Verlosungen, … Aber die Händler werden einfach nicht beliefert.

Egal ob deutsche Reseller wie Reichelt, Conrad, Pollin, RS (hat es scheinbar aufgegeben, zumindest wird der Artikel nicht mehr gelistet), … oder ausländische wie Adafruit, ThePiHut, … Element14 (ein weiterer Zwischenhändler wie RS) führt ihn zwar noch, aber: sold out!

Wie kann man ihn bekommen?

Im Moment am besten gar nicht. Vielleicht habt ihr Glück bei den Gewinnspielen, wer weiß. Selbstverständlich kann man die auch auf Ebay kaufen. Von Leuten die gleich zu Anfang die Lager leer gekauft haben und die Dinger nun zu überteuerten Preisen (ich habe schon Auktionen um die 60€ gesehen!) verticken und sich 'ne goldene Nase verdienen.

Geduld haben, vielleicht ändert sich an der Situation ja noch was. Aber für die nächsten 1-2 Monate sehe ich da eher schwarz. Rabenschwarz.

Fazit:

Wie bereits erwähnt, ich befürchte es ist nur ein Marketing Artikel. Lieferengpässe können ja mal passieren, aber nicht über einen so langen Zeitraum – und schon gar nicht weltweit – und erst recht nicht bei den offiziellen Zwischenhändlern. Dass da die Händler irgendwann aufgeben und genervt auf das Thema reagieren kann ich gut verstehen.

Ich habe selber auch mal den Hersteller angeschrieben. 2x. Und 3x dürft ihr raten. Keine Antwort. So langsam bin ich gleichermaßen sauer wie enttäuscht. Klar, ich habe meine 2, aber wie soll es denn Freude bereiten seine Erfahrungen und Fortschritte zu teilen wenn alle Anderen eh nur die Karte des Sitzorgans haben weil sie den nicht bekommen können? Nix.

Als der Raspberry Pi kam kamen auch schnell Konkurrenzprodukte wie der Banana Pi. So wirklich durchgesetzt hat sich der nicht. Ich warte nur noch drauf (und hoffe auch drauf) dass es für den Zero ebenso ein Konkurrenzprodukt geben wird. Wenn die die Dinger dann auch noch verschicken, das wäre eine wahre Goldgrube. Wobei … Der C.H.I.P. schaut auch nett aus, ist aber noch sehr unbekannt (Vergleich).

Ich habe diesen Beitrag jetzt auch nur verfasst weil ich einen von den 2 zu meinem Bastel-Rechner gemacht habe, worüber ihr in der nächsten Zeit hier noch einiges zu lesen bekommt. Da sich Softwaretechnisch aber nichts ändert (die Systeme sind sonst soweit identisch) braucht ihr keine Berührungsängste zu haben, es funktioniert alles auch genau so gut auf einem A(+), B(+) oder 2B Modell. Der Zero ist halt einfach nur kleiner.

Kurz um: @ Raspberry Pi Foundation: GOD DAMMIT, SHIP THESE F***ING ZEROS!!!