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Raspberry Pi als Roboterhirn: Modelle, Motoren, Kamera und ROS 2

von Roboterwelt Redaktion6. Oktober 2026

Schwarzer sechsrädriger Rover aus Lochblech-Aluminium mit grobstolligen Reifen klettert in einem Park über einen Steinhaufen, auf einem Mast sitzt ein LED-Display mit lachendem Gesicht und roter Mütze — **Das Open Source Rover des NASA Jet Propulsion Laboratory ist ein Marsrover zum Selberbauen. Sein Hirn ist ein Raspberry Pi.**© NASA/JPL-Caltech, gemeinfrei, via Wikimedia Commons

Ein Raspberry Pi ist kein Mikrocontroller, sondern ein vollständiger Linux-Rechner. Das macht ihn stark bei Kamera, KI und ROS 2 und schwach beim exakten Timing. Welches Modell passt, wie Motoren richtig angeschlossen werden und worauf es bei der Stromversorgung ankommt.

Inhaltsverzeichnis

Das Open Source Rover des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) ist ein verkleinerter Nachbau der sechsrädrigen Marsrover zum Selberbauen, mit zehn Motoren und Rocker-Bogie-Fahrwerk. Gesteuert wird es von einem Raspberry Pi, laut JPL wegen seiner Vielseitigkeit, Verfügbarkeit und Erweiterbarkeit. Die Software ist in Python geschrieben und läuft unter ROS 2.

Dieser Ratgeber erklärt, wann ein Pi die bessere Wahl ist als ein Mikrocontroller, welche Modelle infrage kommen und was zwischen Platine und Motor gehört. Welche Sprachen dabei zum Einsatz kommen, behandelt unser Beitrag über Programmiersprachen für Roboter.

Mikrocontroller oder Linux-Rechner?

Arduino, ESP32, BBC micro:bit und Raspberry Pi Pico sind Mikrocontroller-Boards ohne Betriebssystem: Ein einzelnes Programm liegt im Flash-Speicher und läuft nach dem Einschalten sofort los. Raspberry Pi beschreibt den Pico genau so, er läuft nicht mit Linux.

Ein Raspberry Pi 5, 4 oder Zero 2 W ist dagegen ein vollständiger Computer mit Linux, Netzwerk und Kameraanschluss. Darauf laufen Bibliotheken für Bildverarbeitung, neuronale Netze und ROS 2. Der Nachteil: Linux ist kein Echtzeitsystem. Der Zubehörhersteller Adafruit erklärt damit, warum der Pi Servos schlecht selbst ansteuert, denn die exakt getakteten Steuerimpulse gelingen nebenher nicht zuverlässig.

Als Faustregel gilt: Ein Mikrocontroller genügt, solange der Roboter Sensoren abfragt und Motoren schaltet. Ein Raspberry Pi lohnt sich, sobald der Roboter sehen, Objekte erkennen, im Netzwerk kommunizieren oder mit ROS 2 arbeiten soll. Oft arbeiten beide zusammen: Der Pi entscheidet, ein Mikrocontroller bewegt die Motoren. Raspberry Pi nutzt das Prinzip selbst, auf dem Build HAT für LEGO-Technic-Motoren sitzt ein RP2040-Mikrocontroller für die hardwarenahe Steuerung.

Wie der reine Mikrocontroller-Weg aussieht, zeigt unsere Analyse des ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0 mit Arduino-Steuerung.

Welche Modelle infrage kommen

Für Roboter sind vier Platinen relevant. Die Angaben stammen von den Produktseiten von Raspberry Pi:

	Raspberry Pi 5	Raspberry Pi 4	Zero 2 W	Pico 2 / Pico 2 W
Typ	Linux-Rechner	Linux-Rechner	Linux-Rechner	Mikrocontroller
Prozessor	4 × Cortex-A76, 2,4 GHz	4 × Cortex-A72, 1,8 GHz	4 × Cortex-A53, 1 GHz	RP2350: 2 × Cortex-M33 oder 2 × Hazard3 (RISC-V), 150 MHz
Arbeitsspeicher	1, 2, 4, 8 oder 16 GB	1, 2, 3, 4 oder 8 GB	512 MB	520 KB
Kamera	2 × MIPI, je 4 Lanes	1 × MIPI CSI, 2 Lanes	1 × CSI-2	keine
Stromversorgung	USB-C, 5 V / 5 A	USB-C, 5 V / 3 A	Micro-USB	1,8 bis 5,5 V
Produktion zugesagt bis	mindestens Januar 2036	mindestens Januar 2034	mindestens Januar 2030	mindestens Januar 2040

Raspberry Pi 5. Laut Hersteller zwei- bis dreimal so schnell wie der Pi 4. Für Roboter zählen zwei Details: zwei Kameraanschlüsse und eine PCIe-Schnittstelle, über die die KI-Beschleuniger von Raspberry Pi angeschlossen werden. Diese passen nur auf den Pi 5.

Raspberry Pi 4. Eine Option für vorhandene Geräte und für Bausätze, die auf ihn ausgelegt sind. Er kommt mit einem 3-Ampere-Netzteil aus.

Raspberry Pi Zero 2 W. 65 × 30 Millimeter, WLAN und Bluetooth eingebaut, passend für kleine Roboter. Die 40-polige Stiftleiste ist ab Werk nicht bestückt.

Raspberry Pi Pico 2. Trotz des Namens ein Mikrocontroller und damit das Gegenstück zum Arduino, mit 26 GPIO-Pins, programmiert in MicroPython oder C/C++. Er steuert einfache Roboter allein oder übernimmt die Motoren unter einem Pi 5.

Weiße Raspberry-Pi-Tastatur mit deutschem Layout, davor eine große grüne Platine der ersten Generation, ein aufrecht stehender Raspberry Pi 5 sowie zwei schmale Platinen: ein Pico und ein Zero 2 — **Vom ersten Raspberry Pi bis zum Pi 5: Vorn rechts liegen der Mikrocontroller Pico und der Zero 2, dahinter der Pi 400 im Tastaturgehäuse.** © SimonWaldherr, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Motoren: nie direkt an die GPIO-Leiste

Die GPIO-Pins des Raspberry Pi arbeiten mit 3,3 Volt. Laut Dokumentation verträgt ein Pin bis zu 16 Milliampere, alle zusammen sicher 50 Milliampere. Ein Motortreiber wie der unten genannte Adafruit-HAT ist für 1,2 Ampere je Kanal ausgelegt. Raspberry Pi warnt ausdrücklich: Motoren gehören an eine H-Brücke oder eine Motortreiberplatine, nicht direkt an die GPIO-Pins. In der Praxis gibt es drei Wege:

Motor-HAT mit H-Brücken. Der DC & Stepper Motor HAT von Adafruit etwa steuert bis zu vier Gleichstrom- oder zwei Schrittmotoren. Er spricht über I²C mit dem Pi und bekommt den Motorstrom über eine eigene Klemme.
Servo-HAT. PWM-Platinen mit dem Baustein PCA9685 steuern bis zu 16 Servos. Die Impulse erzeugt der Baustein, der Pi schickt nur Sollwerte. Die Servos brauchen eine eigene Versorgung mit 5 bis 6 Volt.
Mikrocontroller als Motorsteuerung. Ein Pico, Arduino oder ESP32 übernimmt Motoren und Sensoren und erhält seine Befehle vom Pi. So arbeitet der Build HAT: Er steuert bis zu vier LEGO-Technic-Motoren und -Sensoren aus dem SPIKE-Programm per Python-Bibliothek.

Eine Einschränkung zum Build HAT: Die aktuelle Systemversion Raspberry Pi OS Trixie unterstützt ihn laut Dokumentation noch nicht. Raspberry Pi rät, vorerst bei Bookworm zu bleiben.

Grüne Raspberry-Pi-Platine der ersten Generation in einem schwarzen Gehäuseunterteil, daran über ein breites weißes Flachbandkabel ein kleines Kameramodul, das links aufrecht steht — **Kameramodule werden per Flachbandkabel an den CSI-Anschluss gesteckt, hier an einem Raspberry Pi der ersten Generation.** © ZippeyKeys12, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Kamera und KI-Beschleuniger

Ein Grund, einen Raspberry Pi statt eines Mikrocontrollers einzusetzen, ist die Kamera. Das Camera Module 3 nutzt den Sony-Sensor IMX708 mit 11,9 Megapixeln und motorischem Fokus, das Sichtfeld beträgt horizontal 66 Grad, bei der Wide-Variante 102 Grad. Ausgewertet werden die Bilder auf dem Pi, etwa mit OpenCV. Für neuronale Netze, zum Beispiel zur Objekterkennung, gibt es Zusatzhardware:

AI Camera: Der Sony-Sensor IMX500 führt das neuronale Netz direkt im Kameramodul aus.
AI HAT+: Die Platine wird über PCIe an den Raspberry Pi 5 angeschlossen, mit Hailo-8L (13 TOPS) oder Hailo-8 (26 TOPS), ausgelegt für Objekterkennung, Bildsegmentierung und Posenschätzung. Das ältere AI Kit entspricht funktional der 13-TOPS-Version und wird nicht mehr produziert.
AI HAT+ 2: Seit dem 15. Januar 2026 erhältlich, mit Hailo-10H, 40 TOPS (INT4) und 8 GB eigenem Arbeitsspeicher für Sprach- und Bild-Sprach-Modelle. Bei reiner Bildverarbeitung ist sie laut Hersteller ungefähr so leistungsfähig wie die 26-TOPS-Version.

Für einen Roboter, der Objekte erkennen und ihnen folgen soll, reicht also die AI HAT+. Die Version 2 lohnt sich erst, wenn ein Sprachmodell lokal laufen soll. Mehr dazu sammeln wir in unserer Rubrik Künstliche Intelligenz in der Robotik.

ROS 2 auf dem Raspberry Pi

ROS 2 ist trotz des Namens kein Betriebssystem, sondern eine Sammlung von Bibliotheken und Werkzeugen, über die die Programmteile eines Roboters Nachrichten austauschen. Offiziell unterstützt werden die beiden aktuellen Langzeitversionen auf Ubuntu für 64-Bit-Arm-Prozessoren, also auch auf dem Pi 4 und 5:

ROS 2 Jazzy Jalisco (Mai 2024, unterstützt bis Mai 2029) auf Ubuntu 24.04.
ROS 2 Lyrical Luth (22. Mai 2026, unterstützt bis Mai 2031) auf Ubuntu 26.04.

Ubuntu 26.04 LTS ist laut Canonical für den Pi 5 und 4 zertifiziert und läuft auch auf dem Zero 2 W. Raspberry Pi OS basiert dagegen auf Debian, und dort führt ROS 2 nur die unterste Unterstützungsstufe: keine fertigen Pakete, Übersetzen aus dem Quellcode. Wer ROS 2 nutzen will, spart sich das mit Ubuntu. Auch der Pico lässt sich einbinden: Das Projekt micro-ROS stellt eine Bibliothek für das Pico-SDK bereit, mit der Programme auf dem Mikrocontroller am Nachrichtenaustausch von ROS 2 teilnehmen.

Stromversorgung: Rechner und Motoren trennen

Der Raspberry Pi 5 braucht 5 Volt bei 5 Ampere, Raspberry Pi empfiehlt das eigene 27-Watt-Netzteil. Mit einem schwächeren Netzteil startet er zwar, begrenzt aber den Strom für USB-Geräte von 1,6 Ampere auf 600 Milliampere. Für den Pi 4 nennt der Hersteller 3 Ampere, für den Zero 2 W 2 Ampere.

Fällt die Spannung unter 4,63 Volt, vermerkt der Pi das im Systemprotokoll (außer bei der Zero-Reihe). Schlechte Netzteile können laut Dokumentation den Speicher beschädigen. Motor- und Servo-HATs haben deshalb eine eigene Klemme für den Motorstrom. Fertige Lösungen gibt es auch: Das Netzteil des Build HAT versorgt Platine, Pi und LEGO-Motoren gemeinsam mit 8 Volt, der Freenove-Roboterhund läuft mit zwei 18650-Akkuzellen.

Zwei Fehler sollte man vermeiden. Ein schlecht gebauter USB-Hub, der den Pi rückwärts speist, umgeht laut Raspberry Pi die Schutzschaltung. Und ein plötzlich leerer Akku wirkt wie ein Stromausfall, der die Speicherkarte beschädigen kann. Raspberry Pi hat dazu ein eigenes Whitepaper über robuste Dateisysteme veröffentlicht.

Bausätze mit Raspberry Pi

Die folgenden Bausätze nutzen einen Raspberry Pi als Steuerung, der Pi gehört jeweils nicht zum Lieferumfang. Die Angaben stammen von den Herstellern. Vorstellungen weiterer Modelle sammeln wir in der Rubrik Roboter-Bausätze.

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SunFounder PiDog

Ein vierbeiniger Roboterhund mit zwölf Servos mit Metallgetriebe, Kamera, Ultraschall-, Berührungs- und Schallrichtungssensor sowie einer Lageeinheit (IMU). Die Standardversion arbeitet laut SunFounder mit Raspberry Pi 3B+, 4B und Zero 2 W, die Version V2 auch mit dem Pi 5. Programmiert wird in Python.

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Freenove Robot Dog Kit (FNK0050)

Ein Roboterhund aus Acrylteilen für Raspberry Pi 5, 4B, 3B+, 3B oder 3A+. Kamera mit Gesichtserkennung und Ultraschallsensor gehören dazu. Gesteuert wird per App für Android und iOS oder vom Computer, den Python-Code stellt Freenove bereit. Zwei 18650-Akkus muss man separat kaufen.

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Yahboom DOFBOT

Ein Roboterarm mit sechs Freiheitsgraden und einer 0,3-Megapixel-Kamera für Raspberry Pi 5 oder 4B. Die Software basiert auf ROS 2 Humble, das noch bis Mai 2027 unterstützt wird, programmiert wird in Python, auch im Browser über JupyterLab. Beispiele gibt es für Farb- und Gestenerkennung, Gesichtsverfolgung und das Sortieren von Gegenständen.

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Häufige Fragen

Raspberry Pi oder Arduino: Was eignet sich besser für einen Roboter?

Für Roboter, die Sensoren abfragen und Motoren schalten, genügt ein Mikrocontroller wie Arduino, ESP32 oder Raspberry Pi Pico. Ein Raspberry Pi lohnt sich, wenn der Roboter eine Kamera auswerten, neuronale Netze nutzen oder mit ROS 2 arbeiten soll. Oft werden beide kombiniert.

Welcher Raspberry Pi eignet sich für Roboter?

Für Bildverarbeitung und KI der Raspberry Pi 5, weil nur er die KI-Beschleuniger AI HAT+ und AI HAT+ 2 aufnimmt. Für kleine, leichte Roboter kommt der Zero 2 W infrage.

Kann man Motoren direkt an den Raspberry Pi anschließen?

Nein. Ein GPIO-Pin liefert 3,3 Volt und laut Dokumentation höchstens 16 Milliampere. Raspberry Pi rät, Motoren über eine H-Brücke oder eine Motortreiberplatine anzuschließen.

Läuft ROS 2 auf dem Raspberry Pi?

Ja. ROS 2 Jazzy und ROS 2 Lyrical werden auf Ubuntu für 64-Bit-Arm-Prozessoren offiziell unterstützt, also auf dem Pi 4 und 5 mit Ubuntu 24.04 beziehungsweise 26.04. Unter Raspberry Pi OS muss ROS 2 aus dem Quellcode übersetzt werden.

Welches Netzteil braucht der Raspberry Pi 5?

Ein USB-C-Netzteil mit 5 Volt und 5 Ampere, Raspberry Pi empfiehlt das eigene 27-Watt-Netzteil. Mit 3 Ampere läuft der Pi 5 auch, begrenzt dann aber den Strom für USB-Geräte auf 600 Milliampere.

Quellen

Alle Angaben in diesem Artikel wurden am 6. Oktober 2026 geprüft.

Zusammenfassung

Ein Raspberry Pi ist ein Linux-Rechner und lohnt sich im Roboter vor allem dann, wenn Kamera, KI oder ROS 2 im Spiel sind, während für das reine Schalten von Motoren und Sensoren ein Mikrocontroller wie Arduino, ESP32 oder Pico genügt.
Für Bildverarbeitung ist der Raspberry Pi 5 die Wahl, weil nur er die KI-Beschleuniger AI HAT+ und AI HAT+ 2 aufnimmt; ROS 2 Jazzy und Lyrical laufen offiziell unter Ubuntu auf Pi 4 und Pi 5.
Motoren gehören nie direkt an die GPIO-Pins, sondern an Motortreiber, Servo-Platinen oder einen Mikrocontroller mit eigener Stromversorgung.

Quellen

Autoren

Roboterwelt Redaktion