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Raspberry Pi Zusatzplatinen – Hardware Attached on Top

Raspberry Pi HAT Layout

Ein Erweiterungsboard zum Aufstecken für den GPIO-Anschluss des Mini-Computers heißt ab sofort HAT. Dank eines integrierten EEPROM-Chips lädt der Raspberry Pi die benötigten Treiber automatisch.

Raspberry Pi HAT
Raspberry Pi HAT Entwurf – Bild Raspberry Pi Foundation
Die Raspberry Pi Foundation hat einen Standard für Erweiterungsboards / Aufsteckplatinen für das neue Modell Raspberry Pi B+ herausgegeben. In der Arduino-Welt werden diese Art von Erweiterungen „Shield“ und beim BeagleBoards „Cape“ genannt, beim Raspberry Pi heißen diese jetzt „Hardware Attached on Top“. Ein HAT hat einen EEPROM-Chip und wird so vom Raspberry Pi erkannt, due auf dem EEPROM gespeicherten Informationen sollen es ermöglichen automatisch Treiber für das HAT beim Systemstart zu laden. Die Spezifikation für RAspberry Pi HATs können auf GitHub eingesehen werden, diese definiert eine 65 mm × 56 mm große Platine mit abgerundeten Ecken und vier Löchern zur mechanischen Befestigung des HAT am Raspberry Pi. Eine Buchsenleiste stellt die Verbindung mit dem 40-poligen GPIO-Header des Raspberry Pi B+ her. Die bisherigen Modelle A und B des Raspberry Pi sind mit den HATs nicht kompatibel.

Raspberry Pi HAT Layout
Raspberry Pi HAT Layout

Eine pfiffige Idee ist das über I2C ansprechbare EEPROM auf den HATs, darin finden sich Informationen zum Hersteller, die Zuordnung der GPIO-Pins sowie eine Beschreibung der Hardware in Form eines „device trees“. Der Raspberry Pi kann damit beim Starten die notwendigen Treiber für den HAT automatisch laden. Das soll eine manuelle Konfiguration der aufgebrachten Geräte  ersparen. Wie bei bereits vorhandenen Platinen üblich bleibt es den Entwicklern überlassen die GPIO-Steckerleiste für die Verwendung nach oben weiterzureichen. Für die notwendigen GPIO Steckverbinder hat die Raspberry Pi Foundation einen Rabatt für die bei einem britischen Zulieferer ausgehandelt. Der Begriff HAT darf nur für für konforme Platinen verwendet werden.

HAT+ Standard für den Raspberry Pi 5

Mit dem Raspberry Pi 5 hat die Raspberry Pi Foundation einen neuen HAT+ Standard eingeführt, der den ursprünglichen HAT-Standard erweitert. HAT+ ist rückwärtskompatibel – ältere HATs passen mechanisch, nutzen aber nicht alle neuen Möglichkeiten.

Unterschiede: HAT vs. HAT+

Merkmal HAT (original) HAT+ (Pi 5)
Kompatible Modelle Pi B+ bis Pi 4 Pi 5 (und neuer)
EEPROM Optional Pflicht
Automatische Treiber Optional Vollständig definiert
PCIe-Support Nein Ja (M.2 HAT+ für NVMe)
Power Delivery 5V über GPIO Bis 5A über dediziertes Steckersystem
Platinengröße 65 × 56 mm 65 × 56 mm (gleich)

Beliebte HAT-Kategorien im Überblick

Speicher-HATs (NVMe / SSD)

Der wichtigste neue HAT+ für den Pi 5: Das offizielle Raspberry Pi M.2 HAT+ ermöglicht den Anschluss einer NVMe-SSD über die PCIe-Schnittstelle des Pi 5. Damit wird der Pi 5 deutlich schneller als mit SD-Karte oder USB-SSD.

  • Raspberry Pi M.2 HAT+ – offiziell, unterstützt M.2 M-Key (2230, 2242)
  • Pimoroni NVMe Base – beliebte Alternative, auch für 2280-SSDs
  • Geekworm X1001 – günstige Option mit M-Key Slot

KI-HATs

Der Raspberry Pi AI HAT+ bringt den Hailo-8L KI-Prozessor (13 TOPS) direkt auf den Pi 5. Damit lassen sich Objekterkennung, Sprachverarbeitung und andere ML-Inferenz-Aufgaben in Echtzeit ausführen – ohne Cloud.

Display-HATs

  • Raspberry Pi Touch Display 2 – 7" kapazitiv, DSI-Anschluss, 800×480 px
  • Waveshare Display HATs – verschiedene Größen (3,5" bis 7"), SPI oder HDMI
  • Pimoroni HyperPixel – hochauflösend, 4" rund oder rechteckig

Sensor- und Automatisierungs-HATs

  • Sense HAT – offiziell, Temperatursensor, Gyroskop, LED-Matrix
  • Automation HAT (Pimoroni) – Relais, ADC, digitale Ein-/Ausgänge
  • CAN-Bus HAT – für Industrie- und Fahrzeugkommunikation

Energiemanagement-HATs

  • Witty Pi 4 – Echtzeituhr + Strom-Timer, ideal für Batteriebetrieb
  • PiJuice HAT – USV für den Pi, hält bei Stromausfall weiter
  • UPS HAT (verschiedene Hersteller) – LiPo-Akku-Management

HAT-Kompatibilität überprüfen

Nicht jeder HAT funktioniert mit jedem Raspberry Pi. Die wichtigsten Punkte:

  • 40-Pin GPIO: Alle HATs benötigen den 40-Pin Header (Pi B+ bis Pi 5)
  • HAT+ nur auf Pi 5: Neue HAT+ nutzen PCIe und erweitertes Power-Management, das nur der Pi 5 bietet
  • Stacking: Manche HATs haben Stacking-Header und können mit anderen HATs kombiniert werden – dabei auf Pinbelegung achten
  • Strombedarf: Leistungshungrige HATs (AI HAT+, SSD) benötigen beim Pi 5 das offizielle 27W-Netzteil
💡 Tipp: Die vollständige HAT+ Spezifikation ist auf GitHub (raspberrypi/hats) einzusehen. Dort findet sich auch die mechanische Zeichnung und das EEPROM-Format für eigene HAT-Entwicklungen.

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