So nutzen Sie ein Display am Raspberry Pi

So nutzen Sie ein Display am Raspberry Pi
Ein Display am Raspberry Pi kann praktisch sein. Wir zeigen Ihnen die Möglichkeiten und worauf Sie achten müssen.
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So nutzen Sie ein Display am Raspberry Pi

Ein Display am Raspberry Pi kann praktisch sein. Wir zeigen Ihnen die Möglichkeiten und worauf Sie achten müssen.

© Ladyada - Creative Commons
05.07.2017 - 08:53 Uhr

Je nach Bedarf können am Raspberry Pi HDMI-Bildschirme, Modelle mit FBAS-Video-Eingängen, kleine Touchscreens und LCDs für eine optimierte Textbearbeitung angeschlossen werden.

Bei der ersten Inbetriebnahme eines Raspberry Pi kommen in der Regel ein Standardbildschirm und das auf der SD-Karte abgespeicherte Linux-Betriebssystem zum Einsatz. Auf der Platine befinden sich die HDMI- und FBAS-Video-Ausgänge (Composite-Video-Ausgänge). Gerade Letztere haben sich sehr bewährt, weil sie auch mit sehr einfachen Geräten kompatibel sind. Zwar müssen Nutzer Einschränkungen in Sachen Auflösung in Kauf nehmen, doch für grundlegende Konfigurationen ist diese Anschlussausstattung allemal ausreichend. Wenn dann noch eine USB-Tastatur und eine Maus an die Platine angeschlossen werden, kann der Raspberry Pi wie ein kleiner Computer verwendet werden.

Diese Punkte müssen Sie beim Anschluss eines Displays am Raspberry Pi beachten:

  • Preiswerte Minibildschirme am Videoausgang

    Die Grundausrüstung ist hervorragend geeignet, um den Raspberry Pi zu konfigurieren und erste Schritte in der Linux-Welt zu gehen. Wer das Gerät als Mikro-Controller oder Mini-Server nutzen möchte, braucht hierfür nicht zwingend einen Bildschirm oder eine grafische Oberfläche. Immerhin kann das Gerät bei Bedarf via SSH-Protokoll im Netzwerk verwaltet und gewartet werden. In anderen Situationen wie zum Beispiel beim Debuggen, bei der Verwendung als Terminal für Raspberry-Tools oder beim Prüfen von Boot-Meldungen ist ein Monitor hingegen sinnvoll, auch wenn zumeist eine ganz einfache Variante vollkommen ausreichend ist.
  • In vielen Fällen werden kleine HDMI-Monitore als Feldmonitore bei Videokameras und für die Bildkontrolle zum Einsatz gebracht. Hieraus ergibt sich der vergleichsweise teure Preis zwischen 180 Euro und 300 Euro. Deswegen entscheiden sich viele Nutzer für FBAS-Video-Ausgänge und Bildschirme mit weniger als 4 Zoll. Denn hierdurch lässt sich eine Menge Geld sparen. Diese Bildschirme sind mittlerweile weit verbreitet und kommen unter anderem in Autos als Rückfahrkameras vor. Hierbei ist zu beachten, dass solche Geräte über ein separates 12-Volt-Netzteil (DC) mit Strom versorgt werden müssen. Die Bildqualität ist eher mittelmäßig, eignet sich allerdings für das Debugging und für die Textkonsole hervorragend. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang der TaoTronics TT-CM05.
  • Die Schnittstelle Serial Peripheral Interface (SPI) nutzen

    In Ergänzung zu den gängigen Ports auf der Platine bietet der Raspberry Pi zwei zusätzliche Schnittstellen, über welche die Bildschirme angesteuert werden können. Das ist zum einen die DSI-Schnittstelle, welche auf Platinen der Revision 2 unter anderem daran zu erkennen ist, dass sie mit S2 beschriftet ist. Zum anderen steht die Schnittstelle Serial Peripheral Interface (SPI) zur Verfügung. Diese lässt sich in Verbindung mit einer GPIO-Stiftleiste verwenden. Der Vorteil dieser Schnittstelle besteht darin, dass sie vollständig dokumentiert ist und in Kombination mit einer großen Auswahl an Mini-Displays genutzt werden kann.
  • Viele Nutzer entscheiden sich zum Beispiel für den resistiven Touchscreen PiTFT mit 2,8 Zoll. Dieser kann bei Raspbian zum Beispiel durch ein gepatchtes Kernel als Ersatz für eine Maus verwendet werden. Zu beachten ist dabei, dass der Touchscreen als Bausatz verfügbar ist und somit erst zusammengesetzt werden muss. Das eigenständige Board ist etwa so groß wie der Raspberry Pi selbst und kann dank verlängerter Stiftleisten problemlos auf den GPIO-Pins angebracht werden. Die Bau- und Konfigurationsanleitung gibt auf Englisch detailliert Auskunft zum Einsatz dieser Lösung.
  • Texte über ein LCD-Modul statt über einen Bildschirm anzeigen lassen

    In einigen Situationen wäre es unzweckmäßig, einen großen Bildschirm zu verwenden. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn die Platine Aufgaben zur Messung, Automatisierung oder Überwachung unbeaufsichtigter Netzwerkserver übernimmt. In diesen Fällen genügt ein textorientiertes monochromes LCD-Modul vollauf, um sich Statusmeldungen anzeigen zu lassen. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie vergleichsweise wenig kostet und nicht viel Platz in Anspruch nimmt.
  • Vor allem dort, wo via Python Script über zwei I2C-Pins Messwerte und Debug-Codes an ein Display geschickt werden, bietet sich diese Variante an. Um auf einem Display die Daten sehen zu können, ist es daher nötig, dass ein paar Zeilen eines eigenen Codes vorhanden sind. Sehr empfehlenswert ist eine LCD-Platine von Adafruit Industries mit 16 x 2 Zeichen. Diese gehört zwar nicht zu den preiswertesten, dafür aber zu einem der sinnvollsten Modelle.
  • So lassen sich alte VGA-Displays am Raspberry Pi wiederverwerten

    Viele ältere LCD-Monitore verfügen noch über VGA-Eingänge mit 15-adrigem D-SUB-Stecker und haben weder DVI-D- noch HDMI-Eingänge zu bieten. Deswegen ist es leider nicht ohne Weiteres möglich, einen alten VGA-Monitor mit dem Raspberry Pi zu verbinden. Das ist nicht einmal mit einem Adapterkabel möglich, da von HDMI ein digitales Signal ausgeht und über VGA nur analoge Signale empfangen werden können. Anders sieht das bei den sogenannten Konverterboxen mit eigenem Netzteil aus. Diese sind in der Lage, ein HDMI-Signal so umzuwandeln, dass VGA-Monitore dieses empfangen können. Zwar kosten solche Boxen mehr als ein einfaches Adapterkabel, mittlerweile sind solche Geräte jedoch durchaus bezahlbar.
  • Beim Kauf muss unbedingt zwischen aktiven Konverterboxen und solchen mit externer Stromversorgung unterschieden werden. Die aktiven Varianten beziehen ihren Strom aus der HDMI-Buchse. Diese übersteigt die HDMI-Spezifikationen von 50 mA. Zwar kommt der Raspberry Pi mit bis zu 200 mA zurecht, allerdings besteht bei diesem Vorgehen die Gefahr, dass die Diode D1 auf der Platine Schaden nimmt.
  • Deswegen können im Grunde nur Varianten verwendet werden, die über ein eigenes Netzteil verfügen. Viele Anwender entscheiden sich für einen HDMI-zu-VGA-Konverter von Ligawo, der sich mit dem Raspberry Pi verbinden lässt und ein passendes 5-Volt-Netzteil mitbringt. Das Audiosignal wird demgegenüber durch eine analoge 3,5-Millimeter-Klinke ausgeleitet.
  • Individuelle Display-Einstellungen vornehmen

    Wenn das Ausgabegerät, das für den Einsatz mit dem Raspberry Pi ausgewählt wurde, HDMI-fähig ist, muss sich der Nutzer um nichts kümmern, da die Auflösung automatisch erkannt und das Audiosignal mitgeführt wird. Hierfür ist aber erforderlich, dass Audio-Features vom jeweiligen Endgerät unterstützt werden. Wenn hingegen zusammen mit dem Raspberry Pi ein vom Standard abweichendes Display verwendet wird oder sich Nutzer für eine Konverterbox entscheiden, müssen die individuell gewünschten Displayeinstellungen manuell vorgenommen werden.
  • Die in diesem Zusammenhang wichtigen Anzeigeparameter sind unter boot/config.txt festgelegt und können hier bei Bedarf angepasst werden. Hierbei ist zu beachten, dass diese Parameter bereits beim Booten des Systems ausgewertet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Datei zu bearbeiten. Zum einen können Nutzer aus dem laufenden System heraus darauf zugreifen, indem sie per Texteditor (zum Beispiel Nano) den Befehl sudo nano /boot /config.txt eingeben.
  • Alternativ kann die Bearbeitung von Windows oder Mac OS X aus erfolgen. Immerhin ist die Datei auch eine Komponente des sichtbaren Teils der Dateisysteme auf der SD-Karte des Raspberry Pi, auf der sich unter anderem auch das Betriebssystem des Gerätes befindet. Einige HDMI-Displays bergen gewisse Risiken und Schwierigkeiten bei der Nutzung.
  • In solchen Fällen sollte zunächst der Parameter hdmi_safe=1 gebootet werden. Die verschiedenen Parameter sollten bei der Auswahl einer natürlichen und sinnvollen Auflösung beziehungsweise Bildwiederholfrequenz berücksichtigt werden, wenn keine automatische Erkennung dieser Einstellungen erfolgt.
Quelle: In Zusammenarbeit mit PC-Welt
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