#homescooling

Der Raspberry Pi ist ein Minicomputer, welcher in einer Tastatur eingebaut ist. Er ist für um die 100€ zu haben und kommt mit umfangreichem Zubehör. Einige mögen da an Früher in die Zeiten eines Commodore C64 erinnert sein. Natürlich leistet ein Pi 400 deutlich mehr als ein C64. Doch was benötigt man noch um mit dem Raspberry Pi am Homescooling teilnehmen zu können und geht das mit diesem Gerät überhaupt?

Die Raspberry Pi Foundation UK beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Konstukrtion von kleinen Einplatinencomputern. Im Produktsortiment sind der Raspberry Zero, der Pi 1, Pi 2, Pi 3 und der neueste Raspberry Pi 4. Ferner gibt es seit Januar 2021 den Microcontroller Pico, aber das nur am Rande. Jedes dieser Geräte ist für bestimmte Aufgaben prädestiniert. Letztlich sind es alle Geräte, die Raspberry nach und nach entwickelt hat und die alle heute noch zu kaufen sind. Kommen wir zum Raspberry Pi 400. Dabei handelt es sich eigentlich um einen Pi 4, der für die Verwendung aller Anschlüsse innerhalb einer Tastatur optimiert wurde.

Während bei dem Pi 4 noch etwas “Bastelei” zu tun ist bis man ihn als Personal Computer erkennen kann ist der P 400 bereits fertig für die Inbetriebnahme. Es ist also ein kompaktes, komlettes und übersichtliches Gerät bei dem alle Anschlüsse an der Rückseite der tastatur positioniert und so einfach zu erreichen sind. Und Anschlüsse hat der Pi 400 reichlich. Ein weiterer Unterschied bringt das Format mit sich. Der Pi 400 verfügt über einen Ein-/Aus Knopf. Kein anderer Pi hat soetwas. Im Paket des Pi 400 ist das passende Netzteil eine Computermaus und die SD Card enthalten. Die SD Card ist für das Betriebssystem erforderlich. Während es bei einem Pi 4 noch installiert werden muss ist dies beim Pi 400 schon vorinstalliert. Dabei handelt es sich um das Standard RaspberryOS. Wie auch beim Pi 4 können aber auch beim Pi 400 andere Betriebssysteme installiert werden. Der Pi arbeitet aber nach meiner Erfahrung mit dem PiOS eben am Besten. Aber auch mit einer Linux Distribution, wie bspw. Ubuntu. Es gibt zwar auch noch ein Windows Abklatsch, der sich auf dem Pi aber nicht wirklich bewährt und durchgesetzt hat.  

Also. Wir sprechen von Linux und beim original OS von Raspberry sind aber dafür auch schon viele Anwendungen enthalten. So auch Libri (Tabellenkalkulation, Schreibprogramm, etc.). Als Browser hat er Chromium parat, welches auch die Basis für viele andere Browser stellt, wie diese heute von Microsoft oder Google eingesetzt werden. Rein von der Softwareseite sind wir mit dem Raspberry Pi 400 also schon recht gut aufgestellt. Das trifft übrigens auch für den Pi 4 zu. Wer also sich nicht davor scheut ein bisschen was zusammenzubosseln und nach Anleitung ein Image für das Betriebssystem auf eine SD Karte zu ziehen, der kann sich auch für den Pi 4 entscheiden.

Der Pi 4 ist ohne Zubehör bereits ab rund 60€ zu haben. Wer also eine USB-Tastatur und USB-Maus hat braucht dann noch das passende Netzteil (Vorteilhaft mit USB Kabel mit Ein-/Aus-Schalter). Ein komplettes Set kostet aber auch schon um die 100€. Wichtig! Der Pi 4 benötigt Kühlung und entsprechende Kühlkörper sind in den Sets meißt enthalten. Beim Pi 400 braucht man sich darüber keine Gedanken zu machen, denn das Thema Kühlung ist in dem Tastaturgehäuse bereits gelöst. 

Im Prinzip ist der Pi 400 also die Lösung des Pi 4, die es Computer Laien einfach macht. Kommen wir zurück zum Homescooling. Wir sind noch nicht komplett! Was uns noch fehlt ist ein Monitor und ein Kabel zum Anschließen des Monitors. Ferner fehlt und noch eine Webcam mit eingebautem Microfon! Der Clou wie beim C64 ist aber, dass man den Pi 400 (ebenso den Pi 4) an einem TV Gerät anschließen kann. Und ein TV Gerät ist in eigentlich allen Haushalten vorhanden. Ein Monitor ist aber auch bereits für kleineres Geld ab ca. 130€ zu bekommen. Ein einzelnes HDMI Kabel gibt es ab ca. 10€. Der Pi 400 (ebenso der Pi4) erlaubt es mittels Mini-HDMI sogar zwei Monitore anzuschließen und liefert sogar bis zu 4K Video Qualität! Fehlt uns also noch eine Webcam und die bekommt man für um die 30€.

 Überschlagen wir das mal. TV oder Monitor vorhanden. HDMI Kabel + Webcam + Pi 400 und wir landen ganz grob überschlagen bei um die 150€. Es gibt also keine Ausrede mehr bzgl. des Betrages den man investieren müsste damit das Kind technisch ausgestattet ist um am Homescooling teilzunehmen. Das Linux Betriebssystem ist zudem kein Hindernis! Bleibt die Frage, ob der Pi 400 genug Power unter der Haube hat um füe das Homescooling geeignet zu sein. Ein Computer für unter 200€ soll das leisten?

Wir haben das Thema Internetanschluss noch nichtz betrachtet. Natürlich kan ich den Pi 400 im WLAN oder mit einem LAN Kabel betreiben. Am LAN sind sogar bis 1.000 MBits möglich. Ein Raspberry Pi 3B+ beispielsweise kann maximal 100 MBits am LAN Port bieten. Wenn der Internetanschluss also vorhanden ist und gut genug ist, dann ist das auch keine Hürde für uns. Mindestens 10 MBits sollten im Up-und Down aber schon auf der Leistung möglich sein. Mehr ist besser.

Und ja -  der Pi 400 (ebenso der Pi 4) eignen sich in der Tat für Homescooling! Der Kleine PC verfügt über einen Broadcom BCM2711, Quad-Core-Cortex-A72 (ARM Version 8), 64-Bit-SoC mit 1, 5 GHz, 4 GB LPDDR4-2400-SDRAM, 2, 4 GHz und 5, 0 GHz IEEE 802. 11b/g/n/ac WLAN, Bluetooth 5. 0, BLE. Das Bearbeiten von Dokumenten, die Durchführung von Videokonferenzen sind damit kein Problem.

Ich selbst nutze den Raspberry Pi 4 und der ganz große Vorteil ist das Kinder damit auch noch prgrammieren lernen können und zahlreiche Projekte reaslieren können. Gerade der Raspberry Pi hat sich im Schul-Computer oder Roboter Untericht an vielen Schulen einen festen Platz gesichert. Es gibt eine umfassende Fan Gemeinde und viele Infos im Internet über Programmierung und Projekte. Der Pi ist nicht nur ein Spielzeug für Kinder, sondern ein ernstzunehmendes Werkzeug auch für viele Einsatzgebiete des täglichen Lebens. 

Ich nutze eine Webcam mit einer Auflösung von 1024, also HD Qualität die um die 75 € gekostet hat. Auch Spiele sind möglich, jedoch sollte man vom Raspberry Pi nicht erwarten Spiele zocken zu können die viel Leistung benötigen und viele Speicherplatzbedarf haben. 

Kinder können aber mit dem Raspberry Pi einen wichtigen Grundstein für Ihre Zukunft legen und viel lernen. Ich kann mir keine Zukunft ohne Computer vorstellen. Sie? Alls Kinder sollten die Möglichkeit bekommen bereits früh sich mit dem Computer auseinander zu setzen. Die Raspberry Pi Foundation UK leistet mit Ihren Produkten und ihrem Engagement einen wichtigen und großartigen Beitrag dazu!

Fazit: Im Schwerpunkt Homescooling. Wer ca. 450€ und mehr ausgeben kann ist mit einem Chromebook besser bedient, weil es zudem ein mobiles Gerät ist. Keiner kann sagen wie lange uns das Homescooling noch oder wann wieder begeliten wird. Auch jetzt noch ist die Schaffung einer technischen Lösung sinnvoll! Wenn Ihr Kind ein iPhone hat warum dann keinen Computer? 

Ich will mit dem Pico auskommen und schnell wird klar, wenn ich jeder LED eine GP zum Schalten zuweise sind dem Grenzen gesetzt. Beim Pico stehen 26 GP zur Verfügung. Das bestimmt also mein Layout und die Anzahl der maximal möglichen LED’s und somit auch stark die Gestaltung der Buchstaben. Ein gutes Beispiel ist der Buchstabe “M” oder auch das “P”. Um einen Buchstaben halbwegs leserlich darstellen zu können benötige ich mindestens 5 LED in der Breite und 5 LED in der Höhe. 

Jede einzelne LED muss beschaltet und verdrahtet werden. Mit dem Layout benötige ich also 25 GP des Picos und folglich 25 LED’s. Die müssen dann noch abgesichert werden. Ein GND Anschluss des Picos wird dafür ausreichen um den Kreislauf zu schließen. Jede Zahl auf dem Layout ist eine LED und jede LED ist zweifach Programmiercode für “ein” und “aus”. Was den Code angeht orientiere ich mich an einem anderen Projekt, welches ich bereits auf GitHub veröffentlich habe. Ihr findet den Link dazu am Schluss des Beitrags. Wenn das Projekt fertig ist wird es natürlich auch ganz extra auf GitHub zu finden sein-

Bis dahin ist aber noch einiges an arbeit zu leisten. Erstmal muss man schich klarwerden wie die Buchstaben aussehen sollen und welche LED’s auf dem Layout jeweils eine Kombination aus Zahlen ergeben. Ein “I” braucht wenig LED und wenig Programmiercode. Beispielsweise ergibt ein “I” (groß geschrieben) folgende Zahlen auf dem Layout = LED: 3, 8, 13, 18, 23. Am aufwendigsten ist der Buchstabe “E”. In der nachfolgenden Tabelle seht ihr wie ich die einzelnen Buchstaben (nur groß geschriebene) darstellen möchte. Später werde ich mir ein Code-Layout erstellen, so das ich die Codes pro benötigter LED für einen Buchstaben einfach zusammenkopieren kann. So die Idee bis hierhin.

Ich habe mir zum Ausbohren der Löcher für meine LED’s das Layout ausgedruckt und mit Tesafilm auf meiner Plexiglasplatte fixiert. Ich benötige ja 25 Löcher für 25 LED’s. Allerdings bin ich mir derzeit noch nicht schlüssig welche LED’s ich verwenden werde. Also es geht um die Farbe. Mache ich alle rot oder blau oder grün oder weis? Ich dachte auch an LED’s die in drei Farben leuchten können. Doch das geht leider nicht, da ich dann dreimal soviele GP’s auf dem Pico benötigen würde. Ohne weiteres zubehör ist das nicht zu lösen. Und auch wenn der Code einfach bleiben soll, damit jeder (auch Kinder) es nachvollziehen können. Es gibt solche LED Felder zu kaufen, die aber etwas mehr Technik auf der eigenen Platine haben. Aber das will ich nun mal nicht, denn es soll ein einfaches Shema sein, welches man auch mit einer Schulklasse ganz einfach nachbauen und nachvollziehen können soll. Was man dann später mehr daraus macht - so long! 

Es ist ja ganz leicht zu sagen:”Papa, cool wäre ein LED Board das Buchstaben leuchten lässt.”  Kaum den Spruch rausgehauen, muss man sich aber dann einaml damit befassen, was die Realisierung überhaupt bedeutet. Aktuell eine gute Möglichkeit für erweitertes Homescooling zum Fach Pysik und Mathematik - lol! Also wie bei einem anderen Projekt nehme ich einen Plexiglas-Bilderrahmen, den ich auseinandernehme. Der kostet im Drogeriemarkt ca. 3-5 Euro. Dazu kommt der Pico für 3 Euro und Kabel und LED’s und Wiederstände/Dioden, etc. und so wird das Projekt wohl ohne die Versandkosten zu rechnen ca. 20-30 Euro kosten. Das gönnen wir uns doch mal.

Im nächsten Schritt werde ich also die Löcher für die LED’s borhen und die LED einkleben und verlöten. Auf dem Bild seht Ihr in etwa wie das aussehen wird. Danach kommt die Verkabelung und dann die Programmierung in Micropython.

Etwas Code wird es also brauchen und ich orientiere mich an einem meiner anderen Beispielprojekt: https://github.com/techcree/PiPico/blob/main/ledleisteblink.py

Eine Steckplatte werde ich auch noch nutzen, weil ich dann die Kabel nicht direkt auf den Pico bringen muss und so flexibler bin. Wenn Ihr auch sowas bauen wollt, dann denkt bitte daran das es mit Strom zu tun hat und Ihr bitte in jedem Fall einen dabei haben solltet der sich mit Strom auskennt oder wenigstens einen Erziehungsberechtigten infomriert und die wichtigsten Vorkehrungen für eure Sicherheit trefft!