15 eindrucksvolle Raspberry-Pi-Zero-Projekte

Der Raspberry Pi Zero ist ein beliebter Einplatinencomputer, der sich hervorragend für alle Projekte mit nur eingeschränktem Platz eignet. Ende 2021 hat der Raspberry Pi Zero seinen lang ersehnten Nachfolger bekommen: Den Raspberry Pi Zero 2 W. Mit einem 64-Bit Quad-Core-Prozessor bringt er bis zu 40% mehr Performance als der Raspberry Pi Zero.

Hintergrund für die Entwicklung des ursprünglichen Raspberry Pi Zero war vor allem der Wunsch, den Minicomputer für solche Projekte nutzbar zu machen, bei denen es auf jeden eingesparten Quadratzentimeter Platz ankommt. Zu diesem Zweck erweiterte die Raspberry Pi Foundation seine Einplatinencomputer-Familie bereits im November 2015 um den Raspberry Pi Zero, der lediglich ein Gewicht von neun Gramm hat..Das Konzept des Miniator-Computers war ein voller Erfolg, sodass verschiedene Nachfolger in die Fußstapfen des Raspberry Pi Zeros traten. Das letzte Mitglied der Raspberry Pi Zero-Familie ist der seit Oktober 2021 erhältliche Raspberry Pi Zero 2 W. Dieser ähnelt in Sachen Abmessungen seinen Vorgängern: Mit gerade einmal 30mm Platinenbreite, 65mm Länge und nur 5mm Höhe eignet sich der Minicomputer für allerlei interessante Anwendungen. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund der zu den Vorgängermodellen identischen Ausmaße können vorhandene Gehäuse auch weiterhin genutzt werden.

Obwohl sich in Sachen Größe also nichts verändert hat, sollten die Veränderungen in Sachen Performance nicht vergessen werden: Der Raspberry Pi Zero 2 W bringt im Vergleich zum Modell von 2015 wesentlich mehr Leistung auf die Bühne. Diebisherige Single-Core-CPU wurde durch einen wesentlich leistungsstärkeren Quad-Core-Prozessor ersetzt. On-board WLAN und on-board Bluetooth 4.2 sorgen dafür, dass der Raspberry Pi Zero 2 W sich trotz fehlender Ethernet-Verbindung nahezu für jedes Projekt eignet. Die HDMI-Steckverbindungen des Raspberry Pi 4 wurden beim Raspberry Pi Zero 2 W aus Platzgründen gegen einen Anschluss vom Typ Mini-HDMI ausgetauscht.

Wie bei Neuerscheinungen der Raspberry Pi Foundation üblich, war auch die Nachfrage nach dem Pi Zero 2 W von Beginn an riesig, sodass der kostengünstige Minicomputer bei den verschiedenen Raspberry-Händlern schnell vergriffen war. Da verwundert es wenig, dass man regelmäßig über neue, interessante Projekte lesen kann, die mithilfe des Raspberry Pi Zero realisiert wurden. Von praktischen Alltagshelfern über Drohnen bis hin zu Entertainmentgeräten – der Fantasie und Kreativität der Hobby-Bastler sind scheinbar keine Grenzen gesetzt, wie die folgenden Beispiele verdeutlichen.

Die musikalische Teslaspule

Gleich das erste Beispiel stellt die Flexibilität des Minicomputers sehr eindrucksvoll unter Beweis. Der von Elektronik begeisterte Programmierer Derek Woodroffe hat den Raspberry Pi Zero im Rahmen seines „Extreme Electronics“-Projekts so umfunktioniert, dass er von diesem aus eine oder mehrere Teslaspulen kontrollieren kann. Als sei dieser Einfall nicht verrückt genug, wird das visuelle Wunderwerk auch noch musikalisch untermalt, indem zeitgleich ein MIDI-File abgespielt wird, das sich auf dem Einplatinencomputer befindet. Welche Software und Hardware er zur Realisierung dieses atemberaubenden Meisterwerks verwendet hat, verrät er auf seiner eigens betreuten Internetseite.

Pi0drone: Die 200-Dollar-Drohne aus dem Baskenland

Ein spanisches Entwicklerteam um Víctor Mayoral – Mitbegründer des Robotik-Start-ups Erle Robotics – lässt interessierte Tüftler auf der Online-Plattform Hackster an seinem Raspberry-Pi-Projekt Pi0drone teilhaben. Dabei handelt es sich um eine Drohne, die sich dank Raspberry Pi Zero mit einer handelsüblichen Fernbedienung steuern lässt. Die Materialkosten dieses selbstgebastelten Luftfahrzeugs liegen bei rund 200 Dollar, wobei ein Großteil dieser Kosten auf das benötigte Autopilot-Board PXFmini (rund 70 Euro) entfällt. Als Betriebssystem dient eine Debian-basierte Distribution, die Erle Robotics zu diesem Zweck zusammengestellt hat und als Image anbietet. Die Hackster-Projektseite stellt im Übrigen nicht nur das Projekt an sich vor, sondern enthält auch eine Anleitung, mit deren Hilfe Sie die Drohne selbst nachbauen können, inklusive Auflistung der benötigten Hard- und Softwarekomponenten.

PiZero Cluster – 16 Raspberry Pi Zeros als Testumgebung

Das japanische Start-up Idein greift bei der Entwicklung seiner multifunktionalen Hardware Actbulb auf das Raspberry Pi Compute Module zurück. Actbulb ist für diverse Geräte bzw. Geräteteile konzipiert, die mit rechnerischer Erfassung und Datenanalyse arbeiten – wie zum Beispiel Glühbirnen, Netzwerk-Kameras, Mikrofone oder VR-/AR-Ausrüstung (Virtual- bzw. Augmented Reality). Den Test seines Produkts nimmt Idein jedoch seit geraumer Zeit nicht auf diesen Geräten, sondern auf einem Verbund aus 16 Raspberry Pi Zeros vor. Das „PiZero Cluster“-Board verfügt über 32 Micro-USB-Ports für die Energie- und Datenzufuhr (2 pro Pi-Zero) sowie je 16 USB-A-Ports und 16 Ethernet-Interfaces. Aufgrund der Lieferengpässe war die japanische Firma im Übrigen auf Spenden anderer Pi-Besitzer angewiesen, um den Cluster zu vervollständigen zu können.

DIY-Elektro-Skateboard

Ein weiteres spannendes Projekt, in dem der Raspberry Pi Zero zur Anwendung kommt, ist das elektronische Skateboard des Raspberry Pi Guys. Der junge Engländer, der auf seinem YouTube-Channel zahlreiche Tutorials für den Minicomputer anbietet, hatte die Entwicklung des strombetriebenen Fortbewegungsmittels zu seinem sommerlichen Ferienprojekt gemacht und dabei ein beachtliches Ergebnis erzielt. Mit einem Einzelmotor (120 Amp, 2.2 kW) ausgestattet, erreicht das Gefährt eine Höchstgeschwindigkeit von bis zu 30 Kilometer pro Stunde. Zum Gas geben oder zum Abbremsen des Skateboards kommt dabei ein gewöhnlicher Nintendo-Wii-Controller zum Einsatz. Eine vollständige Liste der verwendeten Komponenten finden Sie auf GitHub.

Automatisierter Indoor-Gärtner

Ein äußerst spannendes Raspberry-Pi-Zero-Projekt für Zuhause ist ein automatisierter Indoor-Gärtner. Das Entwicklerteam – zwei ehemalige Ingenieur-Studenten der Iowa State University – hat sich die Rechenpower des Minicomputers zunutze gemacht, um die Pflege von Hauspflanzen erheblich zu vereinfachen. Zu diesem Zweck haben die beiden den Raspberry Pi Zero als zentrale Komponente zur Regulierung einer Schlauchpumpe (12 Volt) sowie eines LED-Pflanzenlichts (5 Volt) verbaut, über die Pflanzen mit Wasser bzw. künstlichem Sonnenlicht versorgt werden können. Über das „Automated-Gardener“-Skript lassen sich dabei Intensität und Zeitpunkt konfigurieren. Auf Hackster.io gibt es eine detaillierte Anleitung zum Nachbauen des praktischen Haushaltshelfers.

Game Boy Zero

1989 veröffentlichte Nintendo mit dem Game Boy eine der erfolgreichsten portablen Spielekonsolen aller Zeiten – bis zu seiner Ablösung durch den mit einem Farbdisplay ausgestatteten Game Boy Color (1998) gingen fast 120 Millionen Exemplare über die Ladentheke. Über ein Vierteljahrhundert nachdem der Game Boy mit Spielen wie Tetris oder Super Mario Geschichte schrieb, hat ein unter dem Pseudonym wermy bekannter Hobby-Bastler dem Klassiker neues Leben eingehaucht – mithilfe eines Raspberry Pi Zeros. Sein Projekt „Game Boy Zero“ verfügt nicht nur über ein farbiges Display, sondern auch über USB-A- und Micro-USB-Buchsen, einen Mini-HDMI-Slot sowie zwei zusätzliche Bedientasten.

Als Betriebssystem dient RetroPie, eine Distribution, die Emulatoren für verschiedene Konsolen enthält, wodurch auch andere Spieleklassiker (u.a. SNES, NES) spielbar sind, die lediglich als ROM heruntergeladen werden müssen. Ein umfunktioniertes Spiel-Steckmodul inklusive SD-Karte sorgt schließlich dafür, dass der Minicomputer auf die Hardware des Game Boys zugreifen kann. Die einzelnen Entwicklungsschritte hat wermy im Übrigen dokumentiert und am 6. April 2016 auf Imgur veröffentlicht.

Raspberry Pi Zero R2-D2

Wer eingefleischter Fan der Starwars-Filmreihe ist, der hat sicherlich schon einmal davon geträumt, seinen eigenen R2-D2 zu besitzen. Der Brite Les Pounder hat sich diesen Traum erfüllt und den kleinen Astromech-Droiden, der in den Filmen von George Lucas ein wahres Mechaniker-Ass ist, nachgebaut. Die entscheidende Kernkomponente: Ein Raspberry Pi Zero. In Kombination mit dem Explorer pHAT-Board und zwei Mikrometall-Getriebemotoren, die für die notwendige Motorenleistung sorgen, hat Pounder den Minicomputer dazu genutzt, ein gewöhnliches R2-D2-Spielzeug zum Leben zu erwecken. Als Betriebssystem dient die aktuelle Version des etablierten Debian-Derivats Raspbian. Eine detailliertere Beschreibung des kreativen Raspberry-Pi-Zero-Projekts sowie der benötigte Softwarecode stehen auf Techradar zur kostenfreien Nutzung zur Verfügung.

Raspberry Pi Zero AirPlay Lautsprecher

Um Musik von Apple-Geräten wie dem Mac, dem iPad oder dem iPhone ohne Kabelverbindung auf externen Lautsprechern zu streamen, müssen diese Apple AirPlay unterstützen. Da diese Technik nicht nur hauseigener Hardware wie dem Apple TV vorbehalten ist, gibt es inzwischen eine riesige Auswahl an Geräten, die über eine solche Unterstützung verfügen. Den Belgier Frederick Vandenbosch hielt dies jedoch nicht davon ab, seinen eigenen AirPlay-fähigen Lautsprecher zu basteln. Zu diesem Zweck hat er einen Raspberry Pi Zero um ein pHAT-DAC-Board von Pimoroni und somit um die Möglichkeit der Audiowiedergabe erweitert.

Auf dem Einplatinencomputer hat er zusätzlich zum Betriebssystem Raspbian die Software ShairPort installiert, die als AirPlay-Emulator fungiert. Für den optischen Feinschliff sorgen ein Gehäuse aus Merantiholz sowie ein mithilfe eines 3D-Druckers gefertigtes Lautsprechergitter und zwei Seitenleisten. Interessierte können den gesamten Entwicklungsweg seit dem 11. März 2016 auf hackster.io nachvollziehen.

PIX-E: Die Kamera für bewegte Bilder

Auch in Nick Brewers Projekt für die World Maker Faire 2016 (Festival für Inspiration, Kreativität und Innovation) fand der Raspberry Pi Zero Anwendung: Mit der PIX-E entwickelte der Amerikaner eine Kamera, die statt gewöhnlicher Fotos GIFs von mehreren Sekunden Dauer aufnimmt. Dabei kommt der nicht nur der Minicomputer selbst, sondern auch das Raspberry-Pi-Kamera-Modul zum Einsatz. Alle Bestandteile des Kameragehäuses entstammen einem 3D-Drucker.

Auf der SD-Karte des Raspberrys sind verschiedene Softwarekomponenten installiert, um die GIF-Fotografie zu ermöglichen. Unter anderem handelt es sich dabei um das Bildverarbeitungsprogramm GraphicsMagick, die Modul-Nutzeroberfläche PiCamera und die speziell für die PIX-E programmierte Software GifCam. Der Benutzer kann mithilfe der Anwendung beispielsweise die Dauer der GIFs festlegen oder entscheiden, ob diese auf der SD-Karte oder in der Cloud gespeichert oder direkt in einem sozialen Netzwerk hochgeladen werden sollen.

iPod-Upcycling – der spotifyfähige sPot

Apples iPod war ein Verkaufsschlager. Auch heute erfreut sich das klassische Design insbesondere bei Vintage-Fans noch großer Beliebtheit. Der einzige Nachteil: Moderne Streamingdienste wie Spotify können nicht benutzt werden. Für talentierte Raspberry Pi-Bastler ist das aber kein Problem. So hat Guy Dupont seinen über fünfzehn Jahre alten iPod mithilfe eines Raspberry Pi Zero W in einen spotifyfähigen sPod verwandelt, der nicht nur das Abspielen, sondern auch die Suche von verschiedenen Songs via Spotify ermöglicht. Die iPod-typische Steuerung hat er dabei beibehalten, sodass dem Retrofeeling nichts mehr im Wege steht.

Computer To-Go mit Gehäuse und Display

Eigentlich handelt es sich beim Raspberry Pi Zero ja bereits um einen vollständigen Computer. Das Einzige, was ihm fehlt, um ihn wie übliche Desktop-PCs oder Notebooks zu benutzen, sind Bildschirm und Tastatur. Kein Problem für Bastler wie Ramin Assadollahi: Mit einem Raspberry Pi Zero hat er einen Handheld-Computer erstellt, auf dem das Betriebssystem Linux ohne Probleme läuft. Neben dem Raspberry Pi hat er hierfür unter anderem ein Hyperpixel Mini-Display und eine Q9-Tastatur verwendet. Das maßgeschneiderte Gehäuse für seinen Computer To-Go hat er mit einem 3D-Drucker produziert.

Sicherheitskamera mit WLAN-Funktion

Die kleinen Abmessungen des Raspberry Pi Zeros sorgen dafür, dass er sich perfekt für Projekte auf schmalem Raum eignet. Ein solches ist beispielsweise eine Sicherheitskamera, die schließlich nicht direkt entdeckt werden soll. Mit nur wenigen Komponenten ist es möglich, den Einplatinencomputer in eine Kamera zu verwandeln, die direkt mit dem WLAN verbunden werden kann. Die Schritt-für-Schritt-Anleitung macht es leicht, das praktische Überwachungsgadget mit einem Raspberry Pi Zero für Zuhause nachzubauen.

Wörter-Uhr

Uhren, die die Uhrzeit in Wörtern anzeigen, sind beliebt. Leider sind sie in der Anschaffung sehr teuer. Für talentierte Raspberry Pi-Bastler ist das aber kein Problem: Mithilfe eines Raspberry Pi Zeros und vielen LEDs sowie einer passenden Buchstabenschablone steht der eigenen Wörter Uhr nichts mehr im Wege. Die Uhrzeit wird durch ein auf dem Einplatinencomputer laufendes Python-Programm ermittelt und dann mit den LEDs angezeigt.

Pedal Pi: Gitarren-Pedal

Auch für alle musikalischen Raspberry Pi Enthusiasten gibt es eine Reihe von Raspberry Pi Zero Ideen. So besteht die Möglichkeit, ein eigenes Gitarren-Pedal für den Einsatz mit der E-Gitarre zu bauen. Das Gitarren-Pedal ist dank des integrierten Raspberry Pi Zero komplett programmierbar, sodass die gewünschten Soundeffekte individuell angepasst und verändert werden können. Neben der kompletten Anleitung findet man online eine Reihe von vorprogrammierten Soundeffekten, sodass dieses Raspberry Pi Zero Projekt auch für Programmierneulinge kein Problem darstellt.