pi-top[4]

Das Gerät

Abbildung 1:
Der pi-top[4] ist ein Raspberry Pi in einem clever konstruierten Gehäuse, das einiges an zusätzlicher Elektronik implementiert bekommen hat. Das Lehren und Erlernen von Programmierung wird mit diesem kompakten Rechner-Baustein möglichst einfach gestaltet. Damit Bits und Bytes physisch begreifbar werden, stehen die GPIOs des Raspberry Pi im Mittelpunkt...

Abbildung 2:
...was durch das im Preis inbegriffene "Foudations Kit" unterstrichen wird. Dieses enthält eine Metallbox mit verschiedenen Modulen, welche die Umgebung per Sensoren überwachen oder über LEDs oder einen Buzzer beeinflussen können. Alle Module werden über steckbare Kabel an einem separaten Sockel angeschlossen, der wiederum per "pi-top Maker Architecture (PMA)" genannter Schnittstelle mit dem pi-top[4] verbunden wird.

Innereien

Achtung! Um die hier gezeigten Innereien des pi-top[4] zu zeigen, musste ich einige "Warranty void if removed"-Aufkleber entfernen!!!

Abbildung 3:
Für den normalen Betrieb des pi-top[4] ist kein Schraubendreher vonnöten. Ich habe lediglich zu diesem Werkzeug gegriffen, um euch einen Blick auf die verborgenen Komponenten zu geben.
Der Lüfter ist temperaturgeregelt und von der Geräuschentwicklung bei Vollast hörbar, aber nicht unangenehm laut.

Abbildung 4:
Die GPIOs werden über eine separate Platine nach Außen geführt. Dabei werden die blanken Pins des Raspberry Pi in mit Plastik ummantelte Buchsen verwandelt. Somit werden versehentliche Kurzschlüsse zwischen den GPIOs besser vermieden.

Abbildung 5:
Der verbaute Akku besitzt eine Kapazität von 2600mAh bei 7.4V Ausgangsspannung. Damit lässt sich der pi-top[4] für mehrere Stunden betreiben.

Abbildung 6:
Die Schnittstellen für HDMI, Audio und Stromversorgung sowie eine USB-Buchse sind mit einer weiteren Platine verbunden.

Abbildung 7:
Die internen Schnittstellen des pi-top[4].

Abbildung 8:
Um den Raspberry Pi komplett freizulegen, mussten doch einige Schräubchen gelöst werden. Dabei machen alle Verbindungen einen sehr soliden Eindruck, wozu der Metallrahmen maßgeblich beiträgt.

Schnittstellen

Abbildung 9:
Auf der Oberseite befindet sich ein kleiner, monochromer OLED-Bildschirm mit einer Auflösung von 128x64 Pixeln mit 4 frei programmierbaren Tasten an den Seiten. Die 40 GPIO-Pins des Raspberry Pi werden als Buchse aus dem Gehäuse geführt.

Abbildung 10:
Unten ist die "pi-top Maker Architecture (PMA)" genannte Schnittstelle zu sehen. Die 8 weiteren Kontakte gehören zum sogenannten "Pogo Interface", womit die über die PMA-Schnittstelle verbundene Sockel identifiziert werden können.

Abbildung 11:
Schlitze für den Lüfter und darunter die Klappe für die micro SD Karte mit dem Betriebssystem. Direkt daneben sind die LEDs für Stromversorgung und Kartenzugriff zu sehen.
Der pi-top[4] besitzt einen integrierten 1W mono Lautsprecher, dessen Öffnungen rechts zu sehen sind.

Abbildung 12:
Direkt von dem Raspberry Pi nach außen geführt sind 3 USB-Buchsen und die LAN-Buchse. Indirekt sind die Audioverbindung, HDMI, eine micro USB-Buchse und die Stromversorgung herausgeführt. Sehr von Vorteil ist der EIN/AUS Schalter, der dem Raspberry Pi ansonsten fehlt.

Abbildung 13:
Über den grünen Hebel kann die Verriegelung des aufsteckbaren Sockels gelöst werden.

Entstehung

Abbildung 14:
Mehr vom Innenleben und spannenden Entstehungsprozess des pi-top[4] gibt's auf den Seiten von pi-top.com. Das Foto hier zeigt den ersten Prototypen. Die Einbindung auf meinen Seiten wurde mir vom Hersteller erlaubt.

Desktop

Abbildung 15:
Werden ein Bildschirm, Tastatur und Maus angeschlossen, so erhält man einen vollwertigen Desktoprechner. Von der Rechenleistung des Raspberry Pi 4 (hier in der Version mit 4GB Arbeitsspeicher) war ich angenehm überrascht. Surfen und Programmieren funktioniert ohne nennenswerte Denkpausen und auch das konstruieren mit OpenSCAD klappt ausreichend flüssig. Das pi-top OS basiert auf Raspbian mit einigen Änderungen an der grafischen Oberfläche. Dabei wurde allerdings nicht gleich alles "auf links bebürstet", die Raspbian-Basis ist nach wie vor zu erkennen und die zusätzlichen Funktionen verschlingen keine merkliche Rechenzeit. Alles in Allem läuft's schön flüssig!

Vorteile:

Sehr solide verpackter Raspberry Pi
Schnelle Programmiererfolge in Sachen "Physical Computing"
Zusätzliche Absicherung der GPIOs durch steckbare Verbindungen zu isolierten Modulen
Akku mit Ladeelektronik für mobile Anwendungen

Anwendungsbeispiele

Abbildung 16:
Ich bin dabei, mit dem pi-top[4] einen weiteren Rover für mein RoboSpatium zu bauen. Viele weitere Anwendungsbeispiele findet ihr auf den Seiten von pi-top.com

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