Raspberry Pi GPIO-Pinout: Funktionen, Belegung & Praxis-Guide

Die GPIO-Pins verstehen

Der 40-polige GPIO-Header (ab Pi 1 Model B Rev. 2, Pi 2, 3, 4, Zero) ist das Herzstück für Hardware-Projekte. Jeder Pin kann als digitaler Ein- oder Ausgang (High/Low) konfiguriert werden; viele Pins unterstützen alternative Funktionen (I²C, SPI, UART, PWM, GPCLK).

Stromversorgungs-Pins

• 5 V (Pins 2, 4): Direkt vom Netzteil-Eingang (nach Polyfuse). Max. Strom hängt vom Netzteil ab (gesamt ca. 1–2 A minus Board-Verbrauch).
• 3,3 V (Pins 1, 17): Vom onboard 3,3-V-Regler. Max. ~50 mA (Pi 3/4), ~50 mA (Pi 1/Zero). Für externe Sensoren/Module mit 3,3-V-Logik.
• GND (Pins 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39): Masseanschlüsse – unverzichtbar für gemeinsame Referenz.

Reservierte / Spezial-Pins

• ID_SD (Pin 27) & ID_SC (Pin 28): I²C-Schnittstelle für HAT-EEPROM-Identifikation. Nicht für eigene Zwecke verwenden, außer Sie wissen genau, was Sie tun.

Alternative Funktionen der GPIO-Pins

PWM (Pulsweitenmodulation)

Software-PWM: Auf allen GPIOs möglich (CPU-lastig).
Hardware-PWM: Nur auf GPIO 12, 13, 18, 19 (Kanäle PWM0/1). Präzise, CPU-frei.

SPI (Serial Peripheral Interface)

Master-Mode für schnelle synchrone Kommunikation (Sensoren, Displays, ADCs).
Haupt-SPI (SPI0): MOSI (GPIO 10), MISO (GPIO 9), SCLK (GPIO 11), CE0 (GPIO 8), CE1 (GPIO 7).
Zusatz-SPI (SPI1): MOSI (GPIO 20), MISO (GPIO 19), SCLK (GPIO 21), CE0 (GPIO 18), CE1 (GPIO 17), CE2 (GPIO 16).

I²C (Inter-Integrated Circuit)

Zweidraht-Bus für Sensoren, RTCs, IO-Expander.
I²C1 (Hauptbus): SDA (GPIO 2), SCL (GPIO 3) – mit onboard 1,8-kΩ-Pull-ups.
I²C0 (für HAT-EEPROM): SDA (GPIO 0), SCL (GPIO 1) – nicht für eigene Geräte nutzen.

UART (Serial)

PL011 (Primär): TXD (GPIO 14), RXD (GPIO 15) – Standard für Linux-Konsole / Bluetooth (Pi 3/4/Zero W).
Mini-UART (Sekundär): Auf denselben Pins, aber mit Einschränkungen (Baudrate, Parität).

GPIO-Versionen & Revisionen

Raspberry Pi 1 (Model A/B, Rev. 1 vs. 2)

Rev. 1: 26-poliger Header, I²C an GPIO 0/1.
Rev. 2: 26-polig, I²C auf GPIO 2/3 verschoben, P5-Zusatzheader (8 Pins) für weitere I²C/GPIO.

Raspberry Pi 2, 3, 4, Zero (40-polig)

Einheitliches 40-Pin-Layout. Erste 26 Pins identisch zu Pi 1 Rev. 2. Zusätzliche 14 Pins (27–40) für mehr GPIOs, SPI1, I²C1, Ground, 3,3 V. Farbcodierung (z. B. BCM-Nummerierung) und Pin-Bezeichnungen (z. B. „GPIO 17“, „Pin 11“) helfen bei der Orientierung.

Tipps für die Praxis

• Immer 3,3-V-Logik beachten – keine 5 V direkt an GPIO (Beschädigungsgefahr).
• Pull-up/-down-Widerstände per Software aktivierbar (ca. 50 kΩ).
• Strombegrenzung: max. 16 mA pro Pin, gesamt < 50 mA (3,3-V-Rail).
• Für Experimente Breadboard + T-Cobbler oder HATs nutzen.
• Bibliotheken: RPi.GPIO (Python), gpiozero, pigpio, libgpiod (modern, geräteunabhängig).

Fazit

Der GPIO-Header macht den Raspberry Pi zur vielseitigen Hardware-Plattform. Kenntnis der Pin-Funktionen, Spannungspegel und alternativen Belegungen ist essenziell für zuverlässige Projekte. Weitere Fragen? Wir helfen gerne.