Grundsätzliches: Die Idee hinter Raspberry Pi

Das Motiv hinter der Entwicklung eines preisgünstigen Rechners war die sinkende Anzahl an Informatikstudenten an der Universität Cambridge sowie die jedes Jahr geringeren Programmierkenntnisse der Studienanfänger. Für einen der Gründe hielt man, dass Computer heute in der Regel teuer und komplex sind und Eltern ihren Kindern deswegen häufig verbieten, mit dem Familien-PC zu experimentieren. Man wollte daher Jugendlichen einen günstigen Computer zum Experimentieren und Erlernen des Programmierens an die Hand geben. Dabei hoffte man, dass sie wie in der Zeit der Heimcomputer (wie etwa des Apple II, Atari XL, TRS-80, Commodore 64, Sinclair ZX80, BBC Micro) die Computergrundlagen und -programmierung spielerisch erlernen würden.

Folgende Features hat die von mir entwickelte Leiterplatte:

* Die GPIOs vom RPi400 (im Bild unten) werden 1:1 auf die Stiftleiste auf der Oberseite durchgeführt (im Bild oben).

* Die Leiterplatte orientiert sich an der HAT-Konformität der RPi-Foundation bezüglich der Abmessungen und Montagebohrungen.

* In den hinteren beiden Montagelöchern können Abstandsbolzen montiert werden, damit die Leiterplatte sicher auf dem Tisch steht und der RPi400 nicht hochkippen kann.

* Multilayer-Platine mit vier Lagen (war notwendig, mir wären zwei Lagen auch lieber gewesen)

* Die Bauteile sind nur auf der Oberseite bestückt. Unten befindet sich optional nur ein Supercap oder ein Halter für eine CR2032-Knopfzelle zur Pufferung der RTC.

* Ausführung in 0603-SMD-Technik, eine Größe, die mit vernünftigem(!) Werkzeug gerade noch manuell bearbeitet werden kann. War aus Platzgründen erforderlich.

* Die UART-Pins an der GPIO-Leiste des RPi werden auf den FTDI-Chip FT32RL geführt, um eine serielle Schnittstelle (RS232) über USB zum PC umzusetzen (virtual COM port).

* Sockel für ein ID-EEPROM (z.B. 24LC32A) an den GPIO-Pins 27 und 28. Alternativ kann eine SMD-Variante bestückt werden.

* I2S-Soundkarte mit PCM5122 (BurrBrown bzw. mittlerweile Texas Instruments) auf Cinch, dem gleichen I2S-DAC, der auf dem Hifiberry DAC+ verwendet wird.

* Class-AB-Verstärker basierend auf dem LM4838, einem 2x2W Stereoverstärker bei 4Ω-Lautsprechern. Damit hat man etwas Vergleichbares zum Hifiberry MiniAmp.

* Vernünftige(?) Power Rail mit klarer Trennung zwischen GNDD und GNDA (digitaler und analoger Masse), um Störungen zu minimieren.