Vorstellung und Pinout des Raspberry Pi Pico

Die Raspberry Pi Foundation, die sich bisher nur durch die günstigen und beliebten Raspberry Pi-Einplatinencomputer hervor getan hat, auf denen meist ein komplettes Linux-Betriebssystem läuft, hat sich jetzt auch in die Sphären der "echten" Mikrocontroller vorgewagt.

Unbestritten haben die Raspberry Pis ihre Daseins-Berechtigung. Ob als kleine Server, etwa für den 3D-Druck als Octoprint-Server, als File-Server/NAS, als DNS-Server mit Pi-Hole oder als Homecomputer und Spielkonsolen-Emulator mit Retropie. Das sind richtige Computer, die einiges an Rechenpower mitbringen und auch ein paar Watt an Strom verbrauchen.

Das Einsatzgebiet von Mikrocontrollern wie dem Arduino, STM32 oder der ESP8266 oder ESP32 hingegen ist ein anderes. Hier kommt es darauf an, möglichst günstig zu sein und möglichst wenig Strom zu verbrauchen. Die Rechenpower steht erst einmal im Hintergrund. Und wenn sie gegeben ist, so muss man sie drosseln können, damit der Stromverbrauch heruntergeht.

In diesem Beitrag werde ich auch darauf eingehe, ob der Raspberry Pi Pico den Anforderungen an einem Mikrocontroller gerecht wird und wie er sich gegenüber der Konkurrenz, die sich schon auf dem Markt etabliert hat, schlägt. Füllt der Raspberry Pi Pico eine Lücke? Hat er einen Mehrwert gegenüber den anderen Kandidaten?

Doch schauen wir uns erstmal an, was wir für um die 4 Euro (Stand Ende 2021) bekommen:



Die Platine sieht so ähnlich aus wie die des Arduino Nano. In der Mitte auf der Vorderseite sitzt prominent der Mikrocontroller-Chip ansich, ein 32 bit RP2040 Microcontroller mit Dual-core Arm Cortex M0+ Kern. Meiner ist mit "RP2-B2 21/24, P65W87 00" gelabelt. "RP2-B2" wird die Bezeichnung für den RP2040 sein und "21/24" wird für die Herstellungswoche stehen: 24. Woche in 2021. In das Gehäuse ist eine Himbeere, das Raspberry - Logo fein eingraviert. Das macht Fälschungen ein wenig schwieriger, was gut ist.

Die Programmierbuchse ist wie bei vielen anderen Mikrocontrollern Mikro-USB. Auch einen BootSel-Taster haben einige, um zwischen Programmier und Run-Modus unterscheiden zu können. Der Pico verfügt ähnlich wie die STM32 Bluepill über einen separaten Debug-Bus auf der gegenüberliegenden Seite. Über die langen Kanten sind die GPIO-Pins verfügbar, die auf der Rückseite vorbildlich beschriftet sind. Und auch sonst merkt man hier, dass man hier eine Platine von sehr guter Qualität hat, ohne Fehler in den Beschriftungen und mit gerade und gut verlöteten elektronischen Bausteinen. Ganz im Gegensatz zu manchen chinesischen Billig-Mikrocontrollern, die schon mal gerne schief gelötet sind und Rechtschreibfehler in den Beschriftungen haben. Da merkt man beim Pico schon, dass er in Europa (Raspberry ist britisch) designt und ich glaube derzeit in Japan produziert wird.

Die Längsseite sind halbkreisförmig ausgeschnitten und die Unterseite des Picos ist leer, so dass man die Platine auch direkt auf eine größere Platine löten könnte, auf der sich dann noch weitere Komponenten wie Sensoren und Anzeigen befindet können. Aber natürlich kann man auch einfach Header anlöten und dann hat der Pico denselben Pinabstand wie ein Arduino Nano und kann so genauso gut auf Breadboards verwenden werden. Die Pfostenleiste wurde bei meinem Pico allerdings nicht mitgeliefert. Beim STM32, Arduino Nano und ESP32 habe ich bei den China-Bestellungen sonst eigentlich immer welche mitbekommen. Schade, wenn man keine zuhause hat und wegen einem Cent-Artikel nicht gleich loslegen kann.

Hier ein Größenvergleich zu anderen, aktuell beliebten Mikrocontrollern:



Von der Größe her kommt der Pico auf die einer STM32 Bluepill. Der Arduino Nano ist hingegen noch ein bisschen kleiner. Aber der Pico hat auch mehr Pins und die müssen auch irgendwo herausgeführt werden. Darum braucht er diese Größe. Trotzdem hat man noch Platz auf dem Pico gehabt für vier Montagelöcher, wo man ihn zum Beispiel im Gehäuse festschrauben kann.

Bestückt man den Debug-Port und die Header nicht, sondern lötet direkt an die Pins an, ist der Pico sehr schön flach. Die höchsten Erhebungen sind Mikro-USB-Port und Bootsel-Taster. So kommt der Pico auf eine Gesamthöhe von nur 3.7mm, inklusive Platine.

Pinout des Raspberrry Pi Pico

Aber schauen wir uns die GPIO-Pins doch ein wenig genauer an. Ein Klick auf das Foto rechts vergrößert noch einmal die Ansicht zur besseren Lesbarkeit. Oder ihr downloadet euch gleich das PDF, dann könnt ihr beliebig hineinzommen.

Und wenn ihr euch das PDF ausdruckt, habt ihr das Pinout immer gleich zur Hand. Die Rückseite ist zwar schön beschriftet, aber das nützt euch wenig, wenn der Pico im Breadboard steckt und ihr nichts lesen könnt. Und immer wieder rausziehen und reinstecken verbietet sich auch, sobald Jumperkabel angesteckt sind.

Der Pico ist komplett auf 3.3 Volt ausgelegt, alte Arduino 5 Volt Komponenten fallen also flach, weil sie nicht mit Strom versorgt werden können. Und außerdem sollte man auch nie 5V an einen der GPIO-Pins anlegen. Das kann gut gehen, muss aber nicht; und kann auch den Pico zerstören, zumindest setzt es seine Lebenszeit herunter. Wenn man unbedingt 5V-Komponenten benutzen muss, weil es keine 3.3V Alternative ist, sollte man Logiklevel-Konverter zwischenschalten, die die Spannungen anpassen, was allerdings zusätzlichen Aufwand und Kosten bedeutet.

An GPIO 25 steht die interne LED zur Verfügung und kann angesteuert werden.

Vergleich Raspberry Pi Pico vs. STM32-Blue Pill vs. ESP8266-Wemos D1 mini

Der Vorteil des STM32 waren seine vielen Leitungen und seine batteriegebufferte Echtzeituhr direkt on Board. Der Vorteil des ESP8266 Boards, der gleich ins Auge sticht, ist natürlich das WLAN.

Im Detail schlagen sich die Kontrahenten wie folgt: