Raspberry-Pi-Dschungel Alle Raspberry-Pi-Modelle im Überblick

Autor: Margit Kuther

Welcher Raspberry Pi darf's denn sein: A, B, A+, B+, das Compute Modul, der leistungsstarke Raspberry Pi 2 B oder die Neulinge Raspberry Pi 3 oder Raspberry Pi Zero? Lesen Sie, worin sich die Modelle unterscheiden, und welcher Raspberry für Ihre Zwecke am besten geeignet ist.

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Raspberry-Pi-Vielfalt: Inzwischen gibt es sechs Varianten des Raspberry Pi
Raspberry-Pi-Vielfalt: Inzwischen gibt es sechs Varianten des Raspberry Pi
(Bild: Raspberrypi.org)

„It's a hell“, erklärte Eben Upton, Chef der Raspberry Pi Foundation, zum Verkaufsstart der ersten Mini-PC-Platine Raspberry Pi B (eine frühere A-Variante wurde verworfen) im Februar 2012.

Binnen einer Stunde setzten die Exklusivdistributoren Farnell und RS Components über 10.000 Exemplare ab. Und der Hype geht weiter:...

Ja, lieber Leser, im März 2018 sind bereits über 20 Millionen Raspberry Pis verkauft. Alle Details zum Raspberry Pi finden Sie im aktualisierten Beitrag„Raspberry Pi A bis Zero: alle 14 Modelle im Überblick“.

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Erfolgsmodell Raspberry Pi

Was ist die Ursache des Hypes? Nicht das Ziel der Wohltätigkeitsorganisation Raspberry Pi Foundation, via preisgünstigem Rechner und Open-Source-Software allen Schülern Zugang zum Internet und Office-Programmen zu geben und sie zum Programmieren anzuregen.

Raspberry Pi B war auch nicht der erste Open-Source-basierende Einplatinencomputer und schon gar nicht der leistungsfähigste. Verantwortlich für den Hype sind vielmehr zwei Faktoren, die Raspberry Pi eint: Zum einen der unschlagbar günstige Preis von rund 35 Euro.

Desweiteren die GPIO-Pins oder auch General Purpose Input Output, die eine zentrale Schnittstelle zwischen dem Raspberry Pi und externen Geräten sowie digitalen Schaltungen bilden. Dabei übernehmen bestimmte Pins neben der einfachen Ansteuerung auch besondere Funktionen wie die Kommunikation per I2C, UART oder SPI zum Anschluss weiterer Hardware, die den Raspberry Pi für vielfältigste Einsatzmöglicheiten prädestinieren, etwa als Mess- Steuer- und Regelgerät, zum Fotografieren und Aufzeichen von HD-Videos, als Digitaloszilloskop und für die Hausautomation. Desweiteren hat sich Raspberry Pi schon zu Wasser und als Flugobjekt in der Stratosphäre bewährt.

Sechs Varianten des Raspberry Pi auf einen Blick

Raspberry-Pi-Vielfalt: Alle Modelle im Überblick
Raspberry-Pi-Vielfalt: Alle Modelle im Überblick
(Bild: Margit Kuther)

Zum Start des Raspberry Pi B im Frühjahr 2012 gab es lediglich ein Modell. Inzwischen haben Käufer die Qual der Wahl: hinzu kamen im Februar 2013 Raspberry Pi A, im Juni 2014 die Industrievariante Raspberry Pi Compute Module, im Juli 2014 Raspberry Pi B+, im November 2014 Raspberry Pi A+ und im Februar 2015 Raspberry Pi 2 B.

Alle Modelle eint, dass sie kein Onboard-Betriebssystem haben. Dieses muss von einer separaten Speicherkarte gebootet werden.

Hinweise dazu bietet etwa der Beitrag Raspberry Pi Noobs, der sich allerdings auf eine ältere Noobs-Variante bezieht. Die aktuelle Noobs-Version 1.4.0 steht auf raspberrypi.org zum Download bereit.

Abgesehen vom Raspberry Pi 2 B setzen alle Modelle auf den betagten 700-MHz-Einkerner Broadcom-SoC BCM2835 und 256 respektive 512 MB LPDDR2-SDRAM. Mit Raspberry Pi 2 B spendiert die Raspberry Pi Foundation dem Mini-PC mehr Leistung und setzt auf den Vierkerner Broadcom BCM2836 mit 900 MHz Takt und 1 GB LPDDR2-SDRAM.

Doch es gibt weitere Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den einzelnen Modellen. Der Übersichtlichkeit halber haben wir sie in einer Tabelle (siehe oben) zusammengefasst:

Noch nicht enthalten sind in dieser Tabelle die Neulinge Raspberry Pi 3 und Raspberry Pi Zero.

Raspberry Pi B, der Erstling und Allrounder

Raspberry Pi Modell B: Die Linux-basierende Mini-PC-Platine meistert vielfältigste Aufgaben
Raspberry Pi Modell B: Die Linux-basierende Mini-PC-Platine meistert vielfältigste Aufgaben
(Bild: Farnell)

Seit Februar 2012 ist das erste Modell, der Raspberry Pi B, erhältlich. Er bietet alles, was erforderlich ist um im Internet zu surfen, Office-Anwendungen zu nutzen und Musik und Video in HD-Qualität zu sehen: auf der Platine befinden sich Anschlüsse für Ethernet 10/100, zwei USB-Buchsen, HDMI 1.3/1.4, Composite Video und eine 3,5-mm-Audiobuchse.

Aktuell ist der Raspberry Pi B fast ausverkauft. Laut Distributor RS Components sollte Raspberry Pi B ab September 2015 wieder verfügbar sein. Es könnte aber auch sein, dass die Raspberry Pi Foundation ihn zugunsten der Nachfolgemodelle vom Markt nimmt.

Raspberry Pi A, funktionsreduzierter Energiesparer für den Industrieeinsatz

Raspberry Pi A: funktionsreduziertes Modell mit 1 x USB ohne Ethernet
Raspberry Pi A: funktionsreduziertes Modell mit 1 x USB ohne Ethernet
(Bild: RS Components)

Raspberry Pi A kam im Februar 2013 auf den Markt. Er unterscheidet sich vom Modell B durch einen kleineren Speicher von 256 MB RAM statt 512 MB, eine Ethernet-Schnittstelle fehlt und es ist nur ein USB-Port vorhanden, der über den SoC verwaltet wird.

Insbesondere wegen des im Vergleich zum Raspberry B fehlenden USB-/Ethernet-Chips und der Ethernet-Buchse verbraucht Raspberry Pi A deutlich weniger Energie. Desweiteren weist Raspberry Pi A wegen der ein- statt zweistöckigen USB-Buchse eine deutlich niedrigere Bauhöhe auf als Raspberry Pi B.

Rasperry Pi A ist daher für den industriellen Einsatz in mobilen batteriebetriebenen Applikationen, etwa in der Robotik und als Datenlogger prädestiniert.

Industrievariante Raspberry Pi Compute Module: mehr Funktionen, geringer Stromverbrauch

RS verkauft jetzt auch an Endkunden: diese haben etwa Zugriff auf Raspberry Pis
RS verkauft jetzt auch an Endkunden: diese haben etwa Zugriff auf Raspberry Pis
(Bild: RS Components)

Im Juni 2014 präsentierte die Raspberry Pi Foundation die Industrievariante Raspberry Pi Compute Module. Sie eignet sich für Entwickler in der Industrie und zur Integration in Fertigungsanwendungen.

Raspberry Pi Compute ist ein Modul im SODIMM-Format, das ausschließlich die Basiselemente eines Raspberry Pi Modell B umfasst, wie Prozessor, RAM und Flash-Speicher. Die SD-Karte wurde durch ein eMMC Flash Device mit 4 Gbyte für das Betriebssystem ersetzt. Alle Prozessor-I/Os sind über einen 200-poligen Kantensteckverbinder zugänglich. Das Compute Modul erfordert ein I/O-Board, das die Ausgänge nach Außen führt. Compute Modul und I/O-Board sind als Raspberry Pi Compute Development Kit erhältlich; die Platinen gibt es aber auch einzeln.

In Verbindung mit dem Compute Modul bietet die Raspberry-Pi-I/O-Platine eine Vielzahl von Standard-Steckverbindern. Es stehen zahlreiche Boot-Methoden zur Verfügung. Diese sind abhängig davon, ob ein Host-Computer an die microUSB angesteckt ist, vom Status eines GPIO-Stiftes und einer Verbindungsbrücke.

Raspberry Pi B+: Rundumerneuerung mit 4 x USB und 40-Pin-Expansion Header

Raspberry Pi B+: Neues Format mit 4 x USB, 40-Pin-Leiste, Mikro-SD
Raspberry Pi B+: Neues Format mit 4 x USB, 40-Pin-Leiste, Mikro-SD
(Bild: reichelt)

Seit Juli 2014 ist das erweiterte Modell Raspberry Pi B+ erhältlich. Es stellt im Vergleich zu seinem Vorgänger vier statt zwei USB 2.0 Anschlüsse zur Verfügung. Darüber hinaus ersetzt eine neue 40-Pin-Steckerleiste beim Raspberry Pi Modell B+ die bisherigen 26-Pins.

Die ersten 26 Pins sind identisch zum Raspberry Pi B belegt und gewährleisten so die Kompatibilität zu bereits vorhandenem Zubehör. Ein microSD-Slot ersetzt den bisherigen Standard-SD-Karten-Slot.

Die Anschlüsse sind beim neuen Modell nun am Platinenrand positioniert und auch die Befestigungsbohrungen wurden optimiert. Der neu integrierte digitale Signalprozessor (DSP) gewährleistet eine verbesserte Audio-Qualität.

Durch den Wechsel von Linear- auf Schaltregler verringert sich die Stromaufnahme um 20% bis 30%. Der Raspberry B+ eignet sich daher im Gegensatz zum Modell B auch für den industriellen Einsatz.

Raspberry Pi A+: 40-Pin-Industrievariante mit nur 1 x USB, 256 MB RAM, ohne Ethernet

Raspberry Pi A+: leistungsstarker Raspberry-Winzling
Raspberry Pi A+: leistungsstarker Raspberry-Winzling
(Bild: RS Components)

Der Raspberry Pi A+ erscheint im November 2014. Er ist noch kleiner und energieeffizienter aber so leistungsstark wie die Vorgängermodelle; und das zu einem Preis von rund 25 Euro.

Raspberry Pi A+ ist die abgespeckte Variante (256 MB; kein Ethernet) des für den industriellen Einsatz konzipierten Raspberry Pi B+. Raspberry Pi A+ bietet wie dieser einen erweiterten 40-Pin-GPIO, einen Micro SD Port, um SD-Karten vor Schäden zu schützen, sowie ein nochmals verbessertes Leistungsmanagement, mit dem auch leistungsintensive USB-Geräte über den Raspberry Pi versorgt werden können.

Raspberry Pi Model A + hat den 40-Pin-GPIO-Anschluss, der mit dem Modell B + eingeführt wurde. Der Anschluss weist die gleichen Pin-out und Befestigungsbohrungen für on Top befestigte Standard-Hardware (HAT) auf, sodass Anwender Zusatzfunktionen schnell und einfach hinzufügen können.

Die ersten 26 Pins sind identisch zu den Raspberry-Pi-Modellen A und B, um eine komplette Rückwärtskompatibilität zu ermöglichen.

Während das Modell A+ zahlreiche aus dem Modell B+ abgeleitete Verbesserungen mitbringt, bietet das economical feature set aus 256 MB RAM und einem einzigen USB-Anschluss eine ausreichende Ausstattung für zahlreiche Projekte im Industrie- oder Consumerbereich.

Raspberry 2 B: Newcomer mit sechsfacher Leistung und Windows-tauglich

Raspberry Pi 2 B: Sechsfache Leistung dank Vierkern-Broadcom-Chip BCM2836
Raspberry Pi 2 B: Sechsfache Leistung dank Vierkern-Broadcom-Chip BCM2836
(Bild: RS Components)

„Der Start des Raspberry Pi 2 hebt die Raspberry-Pi-Plattform auf eine völlig neue Stufe," so Eben Upton zur Präsentation des Raspberry Pi 2 B im Februar 2015. Bis zu sechsfache Leistungssteigerung gegenüber dem Vorgänger Raspberry Pi B+ und Windows-Tauglichkeit, das sind die herausragenden Merkmale des neuen Raspberry Pi 2 B.

Die Basis hierfür legt der neuere Quadcore-Broadcom-SoC BCM2836 mit 900 Mhz und 1 GB LPDDR2-SDRAM, der bisherige Einkerner-SoC BCM2835 meisterte 700 MHz und unterstützte den Raspberry Pi mit 512 (256) MB LPDDR2-SDRAM.

Alle bestehenden Raspberry-Pi-Projekte sind kompatibel mit dem Raspberry Pi 2 Model B. Die erweiterten GPIO-Pins, intelligentes Energiemanagement und bessere Konnektivität ermöglichen den Anschluss von bis zu vier Geräten per USB inklusive energieintensiveren Geräten wie Festplatten.

Die 40-Pin-GPIO bietet Platz für mehrere Sensoren, Steckverbinder und Erweiterungsboards, wobei die ersten 26 Pins identisch mit den vorigen Modellen und abwärtskompatibel sind.

Microsoft steigt auf den Raspberry-Pi-Zug auf

Sind es die gigantischen Verkaufszahlen oder tatsächlich nur der neue Broadcom-SoC BCM2836, der Microsoft auf den Raspberry-Pi-Zug aufspringen lässt?

Jedenfalls ist es ein Novum in der Ära des bis dato Linux-basierenden Raspberry Pi, dass Microsoft eine Windows-10-Variante für den Raspberry Pi 2 B bereitstellen möchte – gratis.

Schließlich ist der Quadcore-Broadcom-SoC BCM2836 (ARMv7)mit 900 MHz Takt im Gegensatz zum Singlecore-SoC Broadcom BCM2835 (ARMv6) nun für Windows 10 geeignet.

Kevin Dallas, General Manager Windows IoT Group verrät in seinem Blog, dass es „Windows 10 für Raspberry Pi kostenfrei für die Maker Community über das Windows Developer Program für IoT“ geben wird. Als Zeitpunkt nennt er „später in diesem Jahr“, also wahrscheinlich Ende 2015.

Raspberry-Schwachstellen und Raspberry-Alternativen

Broadcom-SoC: Bereits 2012 war der Broadcom-SoC BCM2835 leistungsmäßig nicht mehr up-to-date. Und auch der leistungsstärkere SoC BCM2836 des Raspberry Pi 2 B ist eher Mittelmaß. Die Raspberry Pi Foundation setzt auf diese speziell für den Raspberry Pi gefertigten SoCs wegen des günstigen Preis-/Leistungsverhältnisses. Denn ihr primäres Ziel ist nach wie vor, eine PC-Platine anzubieten, die sich alle Schüler, auch die weniger betuchten, leisten können.

USB 2.0 und Ethernet 10/100: Natürlich wären die schnelleren Schnittstellen USB 3.0 und Gigabit-Ethernet wünschenswert, doch USB 2.0 und Ethernet 10/100 (Fast-Ethernet) sind noch akzeptabel.

Ärgerlich ist jedoch der Flaschenhals in puncto Datentransfer, der sich daraus ergibt, dass bei den Raspberry-Pi-Modellen mit zwei USB-Buchsen der I/O-Chip SMSC LAN9512 von Microchip (SMSC wurde 2012 von Microchip übernommen) und bei Modellen mit vier USB-Buchsen der I/O-Chip SMSC LAN9514 zum Einsatz kommt.

Beide kombinieren einen LAN-Controller und einen USB-Hub mit zwei respektive vier Ports in einem Chip. Ein USB-Controller fehlt. Diese Aufgabe übernimmt der BCM2835, beim Raspberry Pi 2 B der BCM2836. Er leitet die Daten zum USB-Hub weiter. Für den Datentransfer ist dies eine massive Engstelle, insbesondere dann, wenn mehrere am Raspberry Pi angeschlossene USB-Geräte sich einen Hub teilen müssen und zudem über LAN Daten übertragen werden.

Alternativen für den Raspberry Pi

Beaglebone Black: Alternative für den Raspberry Pi?
Beaglebone Black: Alternative für den Raspberry Pi?
(Bild: RS)

Es gibt etliche leistungsfähige Alternativen für den Raspberry Pi wie den Banana Pi, BeagleBone Black, Odroid W und UDOO. Doch in puncto Preis ist der Raspberry Pi ungeschlagen.

Weitere Pluspunkte, die nur wenige Alternativen bieten: es gibt für den Raspberry Pi inzwischen zahlreiche Erweiterungen, etwa für hunderte von Arduino-ShieldsArduino-Shields und eine sehr große, rege Community.

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Über den Autor

 Margit Kuther

Margit Kuther

Redakteur, ELEKTRONIKPRAXIS - Wissen. Impulse. Kontakte.