Als Entwickler möchte man, logischerweise, auf dem modernsten Computer mit der höchsten Rechenleistung arbeiten. Jeder Programmierer wünscht sich den stärksten Prozessor mit Tonnen von verfügbarem Speicherplatz. In dieser Artikelserie wollen wir das ganze Thema von genau der anderen Seite beleuchten: Wir wollen einen kleinen, eingebetteten Prozessor und eine sehr begrenzte Speicherkapazität nutzen. Tatsächlich geht es hier darum, Java auf dem Raspberry Pi zu verwenden. Diese kleinen Personal Computer sind nicht nur billig und für jedermann zu haben, Version 4 hat aus dem Raspberry Pi eine „Mean-Lean-Little-Super-Machine“ gemacht.

Über den Raspberry Pi gibt es einiges zu erzählen, perfekt für den Einstieg in diese Serie. Das Ziel des Minicomputers war es, einen kostengünstigen PC zu erschaffen, den sich jeder leisten kann. Man kann beispielsweise einen Fernseher als Bildschirm nutzen, wenn man keinen PC-Bildschirm kaufen will. Je nach Budget sind auch unterschiedliche Versionen mit verschiedenen Ausstattungen verfügbar. Unterschiedliche Modelle kann man in Abbildung 1 betrachten.

Abb. 1: Raspberry A (3), B (4) und Zero (von links nach rechts) © Raspberry Pi Foundation

Im Jahr 2019 wurde der Raspberry Pi 4 mit einem 1,5-GHz/64-Bit-Quad-Core-ARM-Prozessor veröffentlicht. Was den Speicher angeht, so gab es ursprünglich Varianten mit 1, 2 und 4 Gigabyte, mittlerweile bekommt man aber das 2-GB-Modell bereits zum ursprünglichen Preis der 1-GB-Variante. Zudem kann man sich auch einen Raspberry Pi 4 mit 8 GB Speicher kaufen. Der Preis liegt insgesamt zwischen 30 und 90 Euro.

Im Oktober vergangenen Jahres wurde der Raspberry Pi Compute 4 [1] veröffentlicht. In ihm vereinen sich sämtliche Hardwarekapazitäten des Raspberry Pi 4 sowie die Möglichkeit, via Module einen individuell an die Bedürfnisse des Projekts angepassten Minirechner zusammenzustellen. Auf einem sogenannten Base Board vereinen sich dann der Raspberry Pi 4 Compute (Abb. 2) mit anderen Modulen; 32 verschiedene Versionen stehen dafür zum Kauf bereit.

Abb. 2: Raspberry Pi 4 Compute © Raspberry Pi Foundation

Nur einen Monat später folgte bereits das nächste Release: Der Raspberry Pi 400 [2] wurde Teil der Familie (Abb. 3). Dank eines cleveren Designs braucht er keine Lüftung, trotz 4-GB-on-board-Speicher und dem auf 1,8 GHz getakteten Prozessor.

Abb. 3: Raspberry Pi 400 © Raspberry Pi Foundation

Wer möglichst schnell und unkompliziert in die Welt des IoT mit dem Raspberry Pi einsteigen möchte, für den empfiehlt es sich, einen Raspberry Pi 400 oder das Raspberry Pi 4 Desktop Kit zu kaufen. Letzteres enthält das Board selbst, den Stromadapter, ein HDMI-Kabel, ein Gehäuse und eine microSD-Karte, auf der das Betriebssystem bereits installiert ist. Man braucht dann nur noch eine Maus und einen Monitor oder TV.

Warum einen Raspberry Pi benutzen?

Es ist wahr: Mit ein wenig Geld kann man heute bereits einen Laptop erstehen, aber der Preis für einen Raspberry Pi ist noch immer sehr viel günstiger. Wer bereits ein Stromkabel oder eine microSD-Karte besitzt, der kann bereits mit 40 Euro einsteigen. Und das ist doch noch einmal ein ganzes Stück weniger als für einen Laptop, und dennoch bekommt man dafür einen kompletten PC auf einem einzigen kleinen Board.

Ein weiterer Grund, einen Raspberry Pi zu benutzen, ist das Raspberry Pi OS (in der „Full“-Edition). Es gibt auch andere Betriebssysteme für den Mini-PC, doch diese Version ist ein perfekter Einstiegspunkt, denn es lässt sich mit dem Tool Imager [3] auf eine microSD-Karte laden. Das Tool findet sich auf der Downloadseite des Raspberry Pi. Gut ist, dass bereits einige Entwicklungstools wie Visual Studio Code (VS Code) vorinstalliert sind (Abb. 4).

Abb. 4: Vorinstallierte Tools beim Raspberry Pi OS © Raspberry Pi Foundation

Für die Java-Entwicklung auf dem Raspberry Pi selbst, nutze ich diese Entwicklungsumgebung am liebsten. Abbildung 5 zeigt, wie das Ganze aussieht. Die ARM-Version ist auf der entsprechenden Webseite [4] zu finden, alternativ kann man auch schlicht den Befehl sudo apt install code -y ausführen. Wer sich ein wenig mit 64-Bit-Betriebssystemen beschäftigen mag (bspw. hat Ubuntu eines für den Raspberry Pi), findet die ARM64-Bit-Version von VS Code sicher hilfreich.

Abb. 5: VS Code mit dem Java Extension Pack und Maven auf dem Raspberry Pi

Der Raspberry Pi kann auch ein guter Begleiter sein, wenn man mit anderen Programmiersprachen experimentieren will, etwa mit Python oder JavaScript. Mit dem Tool Scratch kann man auch ganz grundlegend beginnen. Wie man in Abbildung 4 sieht, gibt es eine Reihe von Tools für die unterschiedlichsten Sprachen. Der Hauptgrund aber, warum ich mich in den Raspberry Pi verliebt habe, sind die GPIOs (General-purpose input/output)...