Raspberry Pi als Mikrocontroller programmieren

Der Raspberry Pi ist bekanntlich ein Einplatinen-Computer. Im Vergleich zu einem Mikrocontroller aber auch viel leistungsfähiger. Deshalb blickt man als Mikrocontroller-Programmierer manchmal neidisch auf die Möglichkeiten und die Flexibilität dieses Einplatinen-Computers. Immer natürlich mit dem Wissen um die damit einhergehenden Komplexität aus Hardware und Software, weshalb man den Gedanken schnell wieder verwirft.

Die Gründe einen großen Raspberry Pi zu nutzen, statt einem kleinen Mikrocontroller-Board wie den Raspberry Pi Pico sind vielfältig. Beispielsweise, weil beim Raspberry Pi die Hardware-Leistung höher ist, er typische Computer-Anschlüsse hat, es eine vielfältige Software-Unterstützung gibt und das Gesamtsystem viel flexibler ist.

Wäre es denkbar, einen Raspberry Pi wie einen Mikrocontroller zu programmieren und zu nutzen?

Ja, grundsätzlich geht das. Es gibt zwei praktikable Lösungen:

Bare Metal CircuitPython für den Raspberry Pi
Remote-Programmierung mit der Thonny Python IDE

1. Bare Metal CircuitPython für den Raspberry Pi

CircuitPython

Es gibt Bare-Metal-Lösungen mit CircuitPython und auch MicroPython, die einen Raspberry Pi funktional zu einem Mikrocontroller machen. Allerdings wird die Hardware des Raspberry Pi nicht vollumfänglich unterstützt. Hardwarenahe Funktionen eines Mikrocontrollers sind auf einem Raspberry Pi nicht verfügbar. Zum Beispiel sind keine ADCs verfügbar, ein PWM-Signal muss man von Hand programmieren und der WLAN-Chip wird auch nicht unterstützt. Das riecht nach einer Notlösung mit vielen Haken und Ösen.

Hinweis: Der wirklich einzige Grund, warum man zum Beispiel Bare Metal CircuitPython auf einem Raspberry Pi Zero nutzen möchte, ist die Möglichkeit einen HDMI-Monitor zur Datenausgabe nutzen zu können.

2. Remote-Programmierung mit der Thonny Python IDE

Remote-Programmierung mit der Thonny Python IDE

Es gibt die Möglichkeit, die Thonny Python IDE auf einem PC so einzustellen, dass sie sich über das Netzwerk per SSH mit dem Raspberry Pi verbindet. Die Programmierung erfolgt dann in Thonny wie als wenn es ein Mikrocontroller wäre. Programmieren muss man dann in Python. Ein wesentlicher Vorteile davon ist, dass man zusätzliche Bibliotheken installieren kann und nicht auf das Mikrocontroller-Universum eingeschränkt ist.

Raspberry Pi: Programmieren mit der Thonny Python IDE (SSH)

Raspberry Pi als Erweiterungsmodul für Mikrocontroller

Ein Mikrocontroller ist bekanntlich weniger leistungsfähig als ein Computer. Deshalb sieht die Software-Unterstützung meist nur Steuerungs- und Regelungsaufgaben vor. Darüberhinaus sind Mikrocontroller wenigere gut geeignet.
Hier kommt vielleicht der Raspberry Pi ins Spiel. Er spielt dann seine Stärken aus, wenn ein Betriebssystem, ein Dateisystem, Netzwerk-Verbindungen, Sicherheit, Multitasking und Datenbanken Lösungen bieten, die auf Mikrocontrollern fehlen und nur mit viel Aufwand implementiert werden können.