Kofler, M: Raspberry Pi

Aktuell zum Raspberry Pi Pico sowie allen Vorgängerversionen erwartet Sie hier umfassendes Bastel-Wissen. Möchten Sie Linux mit dem RasPi lernen, suchen Sie Grundlagen und fortgeschrittene Techniken der Elektronik oder wollen Sie in die Programmierung mit Python einsteigen? Mit Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck steht Ihnen ein Autorenteam zur Seite, das das erforderliche Wissen leicht nachvollziehbar vermittelt und Sie mit zahlreichen Praxistipps und spannenden Beispielprojekten begeistern wird!

Erweiterungen für den Pi: Gertboard, PiFace, Quick2Wire

Vorwort ... 17Geleitwort von Eben Upton ... 21TEIL I Den Raspberry Pi kennenlernen ... 231. Kauf und Inbetriebnahme ... 251.1 ... Kauf ... 261.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 381.3 ... Installation ... 392. Erste Schritte mit Raspberry Pi OS ... 432.1 ... Basiskonfiguration ... 442.2 ... Der PIXEL Desktop ... 512.3 ... Wichtige Programme ... 532.4 ... WLAN-Konfiguration ... 642.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 652.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 662.7 ... Drucker ... 673. Arbeiten im Terminal ... 693.1 ... Erste Experimente ... 693.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 753.3 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 783.4 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 843.5 ... Textdateien lesen und ändern ... 873.6 ... Verzeichnisse und Dateien ... 923.7 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 993.8 ... Prozessverwaltung ... 1033.9 ... Netzwerkkommandos ... 1084. Tipps & Tricks ... 1114.1 ... Raspberry Pi OS Lite ... 1114.2 ... WLAN und SSH-Server vorkonfigurieren ... 1134.3 ... PIXEL Desktop konfigurieren ... 1154.4 ... Screenshots erstellen ... 1164.5 ... Mehr Farbe im Terminal ... 1174.6 ... Visual Studio Code Remote ... 1194.7 ... Overclocking ... 1214.8 ... SSD statt SD (USB-Booting) ... 1244.9 ... Notfall-Tipps ... 1275. Arbeitstechniken ... 1335.1 ... Programme installieren und verwalten ... 1345.2 ... Updates ... 1375.3 ... SSH ... 1425.4 ... Fernwartung über das Remote Desktop Protocol ... 1525.5 ... Fernwartung über VNC ... 1555.6 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 1565.7 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 1625.8 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 1685.9 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 1775.10 ... Programme regelmäT1ss ig ausführen (Cron) ... 1785.11 ... Monitor ein- und ausschalten ... 1825.12 ... Backups erstellen ... 1836. Linux-Grundlagen ... 1896.1 ... Benutzer und Gruppen ... 1906.2 ... Zugriffsrechte ... 1986.3 ... Paketverwaltung ... 2046.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 2076.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 2146.6 ... Bluetooth ... 2216.7 ... Systemstart ... 2246.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 2316.9 ... Grafiksystem ... 2376.10 ... Kernel und Module ... 2396.11 ... Device Trees ... 2417. Ubuntu ... 2457.1 ... Installation ... 2467.2 ... Desktop-Nutzung ... 2477.3 ... Servereinsatz ... 251TEIL II Der Raspberry Pi als Media-Center und Spielekonsole ... 2538. Audioplayer mit Smartphone-Fernbedienung ... 2558.1 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 2558.2 ... MPD-Konfigurationsvarianten ... 2618.3 ... HiFiBerry ... 2668.4 ... Volumio ... 2699. Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 2739.1 ... Installation und Konfiguration ... 2749.2 ... Kodi-Betrieb ... 28210. RetroPie ... 29110.1 ... Gehäuse und Controller ... 29210.2 ... Installation und der erste Start ... 29610.3 ... Spiele starten, speichern und laden ... 302TEIL III Hardware-Grundlagen ... 30511. Hardware-Einstieg ... 30711.1 ... Platinenaufbau ... 30711.2 ... Der BCM2711 ... 30911.3 ... GPIO-Kontakte ... 31311.4 ... Stromversorgung ... 32011.5 ... Gehäuse ... 32912. Elektrotechnik-Crashkurs ... 33312.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 33312.2 ... Grundschaltungen ... 33512.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 34012.4 ... Das Multimeter ... 34512.5 ... Breadboard oder Platine? ... 34812.6 ... Löten ... 35012.7 ... Breadboardadapter ... 35213. LEDs, Motoren und Relais ... 35713.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 35713.2 ... Optokoppler ... 37513.3 ... Elektromotoren ... 37713.4 ... Schrittmotoren ... 39013.5 ... Servomotoren ... 40013.6 ... Relais ... 40514. Bussysteme ... 41114.1 ... SPI ... 41114.2 ... Der Analog-digital-Wandler MCP3008 ... 42014.3 ... Der Digital-analog-Wandler MCP4811 ... 42614.4 ... I$^2$C ... 43114.5 ... UART ... 44014.6 ... Der Audio-Bus I$^2$S ... 44614.7 ... 1-Wire ... 44715. Sensoren ... 44915.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 44915.2 ... Ultraschallsensor ... 45315.3 ... Wasserstandssensor ... 45615.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 45715.5 ... Temperatursensoren ... 46215.6 ... Fotowiderstand ... 46915.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 47115.8 ... Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR ... 47415.9 ... Reed-Kontakt ... 49015.10 ... Hardware Real-Time Clock ... 49115.11 ... IR-Empfänger ... 49515.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 49715.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 50516. Erweiterungsboards ... 50716.1 ... Das Gertboard ... 50816.2 ... Der ATmega auf dem Gertboard ... 52316.3 ... Logic-Level-Converter ... 52816.4 ... PiFace Digital 2 ... 52916.5 ... StromPi 2 -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 53416.6 ... Pimoroni Zero LiPo ... 53716.7 ... GertDuino ... 53816.8 ... Raspberry-Pi-HATs ... 54316.9 ... Sense HAT -- das Multitalent ... 54916.10 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 55416.11 ... BrickPi ... 55716.12 ... GrovePi ... 55817. Displays ... 56117.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 56117.2 ... 16x2-LC-Display ... 56417.3 ... PiTFT -- der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 56917.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 57317.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 57717.6 ... PaPiRus -- das E-Paper-Display ... 58317.7 ... Weitere Displayboards ... 589TEIL IV Programmierung ... 59118. Python kennenlernen ... 59318.1 ... Python ausprobieren ... 59418.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 59618.3 ... Eigene Scripts programmieren ... 60619. Python-Grundlagen ... 61119.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 61119.2 ... Variablen und Objekte ... 61719.3 ... Operatoren ... 62719.4 ... Verzweigungen (if) ... 63019.5 ... Schleifen (for und while) ... 63219.6 ... Zeichenketten ... 63819.7 ... Listen ... 64419.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 64719.9 ... Funktionen ... 65319.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 66319.11 ... Systemfunktionen ... 67220. Python-Programmierung ... 67520.1 ... GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO ... 67520.2 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 68220.3 ... GPIO-Zugriff mit lgpio ... 68520.4 ... Reset/Shutdown-Taste ... 68620.5 ... Kamera ... 68920.6 ... Dateien bei Dropbox hochladen ... 69320.7 ... E-Mails versenden ... 69520.8 ... Textdateien lesen und schreiben ... 69820.9 ... Grafikprogrammierung ... 70320.10 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 70920.11 ... matplotlib ... 72221. bash-Programmierung ... 72721.1 ... Einführung ... 72721.2 ... Variablen ... 73121.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 73721.4 ... Das Kommando raspi-gpio ... 74721.5 ... Die Kommandos »gpioget« und »gpioset« ... 75221.6 ... Das pinout-Kommando ... 75622. C-Programmierung ... 75722.1 ... Hello World ... 75722.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 76123. Java-Programmierung ... 76523.1 ... Erste Schritte ... 76523.2 ... GPIO-Steuerung mit Java ... 76724. PHP-Programmierung ... 77324.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 77424.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 77624.3 ... HTTPS ... 78224.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 78624.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 78724.6 ... »Hello World« in PHP ... 79224.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 79424.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 79925. Mathematica und die Wolfram Language ... 80525.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 80625.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 81225.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 819TEIL V Projekte ... 82326. Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 82526.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 82526.2 ... Kamerapraxis ... 82826.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 83126.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 83527. Zeitmessung mit Lichtschranken ... 83927.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 83927.2 ... Software ... 84228. Das autonome Auto ... 84528.1 ... Hardware ... 84528.2 ... Die Software ... 85429. RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 85729.1 ... RFID-Hardware ... 85829.2 ... Software ... 86129.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 86730. Stromzähler auslesen ... 86930.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 86930.2 ... Einführung in RRDtool ... 87330.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 87831. Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 88131.1 ... Einführung ... 88131.2 ... Programmierung ... 88332. Die Schalthebel der Nacht ... 89532.1 ... Vorbereitung ... 89532.2 ... Der Lux-Sensor ... 89632.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 89832.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 90232.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 90533. Ort und Zeit per GPS empfangen ... 90733.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 90733.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 91534. Der Raspberry Pi lernt twittern ... 92134.1 ... Voraussetzungen ... 92134.2 ... Programmierung ... 92335. Klingel-Pi -- der Türglockenverstärker ... 92935.1 ... Geräuschsensor anschlieT1ss en und auswerten ... 92936. WLAN- und Tor-Router ... 93336.1 ... Einführung ... 93336.2 ... WLAN-Access-Point ... 93636.3 ... WLAN-Router ... 94236.4 ... Tor-Router ... 95037. DLNA-Server ... 95737.1 ... Inbetriebnahme ohne Tastatur und Monitor ... 95837.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 96037.3 ... Read-only-Konfiguration ... 96138. Pi-hole (Ad-Blocker) ... 96338.1 ... Installation ... 96438.2 ... Client-Konfiguration ... 96638.3 ... Weboberfläche ... 96739. USB-Stick-Checker (CIRCLean) ... 96939.1 ... CIRCLean installieren und anwenden ... 97039.2 ... Einschränkungen ... 97240. NAS mit openmediavault ... 97340.1 ... Voraussetzungen ... 97440.2 ... Installation ... 97640.3 ... Konfiguration ... 97741. Luftraumüberwachung ... 98341.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 98341.2 ... Software ... 98542. Die Servokamera ... 98942.1 ... Die Hardware ... 99042.2 ... Die Python-Software ... 99042.3 ... Die Streaming-Software ... 99242.4 ... Die Weboberfläche ... 99442.5 ... Inbetriebnahme ... 99543. PomodoPi ... 99743.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 99743.2 ... Die Blumenampel ... 100543.3 ... Die automatische Bewässerung ... 100743.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 101144. Wassermelder mit Handyalarm ... 101544.1 ... Hardware ... 101544.2 ... Pushbullet ... 101744.3 ... IFTTT ... 102145. Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 102345.1 ... Was ist Feinstaub? ... 102345.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 102445.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 102845.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 1032TEIL VI Raspberry Pi Pico ... 103546. Raspberry Pi Pico ... 103746.1 ... Der Microcontroller RP2040 ... 103846.2 ... Der Raspberry Pi Pico ... 103947. MicroPython-Programmierung ... 104547.1 ... Hello MicroPython! ... 104547.2 ... Programmiertechniken ... 105148. CO2-Ampel ... 106348.1 ... Hardware ... 106348.2 ... Software ... 106649. Ultraschall-Entfernungsmessung ... 106949.1 ... Ultraschallsensor anschlieT1ss en und auswerten ... 106949.2 ... Ultraschallampel ... 1072Index ... 1075