Raspberry Pi

»Umfassendes Nachschlagewerk für alle Themen rund um den Pi.« - MagPi zur VorauflageAktuell zu Raspberry Pi 3B+ und Zero W sowie den Vorgängerversionen erwartet Sie hier Bastel-Wissen in seiner umfassendsten Form: Ob Linux mit dem RasPi, Grundlagen und fortgeschrittene Techniken der Programmierung (Python, bash, C) und der Elektronik oder zahlreiche spannende, durchaus ambitionierte Bastelprojekte - mit diesem Buch ist einfach mehr für Sie drin! Lassen Sie sich mit Witz, zahlreichen Praxistipps und spannenden Versuchsaufbauten begeistern! Der Bestseller in fünfter Auflage!

Erweiterungen für den Pi: Gertboard, PiFace 2, HATs, Displays, Stromversorgung

Vorwort ... 15Teil I Den Raspberry Pi kennenlernen ... 19 1. Kauf und Inbetriebnahme ... 21 1.1 ... Kauf ... 21 1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 34 1.3 ... NOOBS-Installation ... 35 1.4 ... Image-Datei auf eine SD-Karte schreiben ... 42 1.5 ... Installationsvarianten für Fortgeschrittene ... 47 2. Erste Schritte in Raspbian ... 53 2.1 ... Basiskonfiguration ... 54 2.2 ... Der PIXEL-Desktop ... 58 2.3 ... Wichtige Programme ... 64 2.4 ... WLAN-Konfiguration ... 76 2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 78 2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 79 2.7 ... Drucker ... 80 2.8 ... Raspbian Lite ... 81 3. Arbeiten im Terminal ... 83 3.1 ... Erste Experimente ... 83 3.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 89 3.3 ... Farbspiele ... 92 3.4 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 95 3.5 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 101 3.6 ... Textdateien lesen und ändern ... 103 3.7 ... Verzeichnisse und Dateien ... 109 3.8 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 116 3.9 ... Prozessverwaltung ... 120 3.10 ... Netzwerkkommandos ... 125 4. Arbeitstechniken ... 129 4.1 ... Programme installieren und verwalten ... 130 4.2 ... Updates ... 133 4.3 ... SSH ... 138 4.4 ... Fernwartung über das Remote Desktop Protocol ... 150 4.5 ... Fernwartung über VNC ... 153 4.6 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 154 4.7 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 160 4.8 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 168 4.9 ... FTP-Server einrichten ... 177 4.10 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 180 4.11 ... Programme regelmäT1ss ig ausführen (Cron) ... 182 4.12 ... Monitor ein- und ausschalten ... 185 4.13 ... Backups erstellen ... 186 4.14 ... Overclocking ... 190 4.15 ... Notfall-Tipps ... 192 5. Linux-Grundlagen ... 199 5.1 ... Benutzer und Gruppen ... 200 5.2 ... Zugriffsrechte ... 208 5.3 ... Paketverwaltung ... 214 5.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 216 5.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 224 5.6 ... Bluetooth ... 231 5.7 ... Systemstart ... 234 5.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 241 5.9 ... Grafiksystem ... 245 5.10 ... Kernel und Module ... 248 5.11 ... Device Trees ... 250 6. Ubuntu ... 255 6.1 ... Installation ... 256 6.2 ... Konfiguration und technische Details ... 258Teil II Der Raspberry Pi als Media-Center ... 261 7. Audio-Player mit Smartphone-Fernbedienung ... 263 7.1 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 263 7.2 ... MPD-Konfigurationsvarianten ... 269 7.3 ... HiFiBerry ... 278 7.4 ... Volumio ... 281 8. Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 285 8.1 ... Installation und Konfiguration ... 286 8.2 ... Fernbedienung ... 295 8.3 ... Kodi-Betrieb ... 299 9. Multimedia-System mit RasPlex ... 307 9.1 ... Kodi oder Plex? ... 307 9.2 ... Plex-Server-Konfiguration ... 310 9.3 ... RasPlex-Installation und -Konfiguration ... 313 9.4 ... Plex-Anwendung ... 319Teil III Hardware-Grundlagen ... 32110. Hardware-Einstieg ... 323 10.1 ... Platinenaufbau ... 323 10.2 ... Der BCM2837 ... 325 10.3 ... GPIO-Kontakte ... 328 10.4 ... Stromversorgung ... 336 10.5 ... Gehäuse ... 34411. Elektrotechnik-Crashkurs ... 347 11.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 347 11.2 ... Grundschaltungen ... 349 11.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 354 11.4 ... Das Multimeter ... 359 11.5 ... Breadboard oder Platine? ... 362 11.6 ... Löten ... 364 11.7 ... Breadboardadapter ... 36612. LEDs, Motoren und Relais ... 371 12.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 371 12.2 ... Optokoppler ... 389 12.3 ... Elektromotoren ... 390 12.4 ... Schrittmotoren ... 403 12.5 ... Servomotoren ... 413 12.6 ... Relais ... 41913. Bussysteme ... 423 13.1 ... SPI ... 423 13.2 ... Der Analog-Digital-Wandler MCP3008 ... 433 13.3 ... Der Digital-Analog-Wandler MCP4811 ... 439 13.4 ... I$^2$C ... 444 13.5 ... UART ... 453 13.6 ... Der Audio-Bus I$^2$S ... 459 13.7 ... 1-Wire ... 46014. Sensoren ... 463 14.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 463 14.2 ... Ultraschallsensor ... 467 14.3 ... Wasserstandssensor ... 470 14.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 471 14.5 ... Temperatursensoren ... 476 14.6 ... Fotowiderstand ... 483 14.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 485 14.8 ... Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR ... 488 14.9 ... Reed-Kontakt ... 501 14.10 ... Hardware Real Time Clock ... 503 14.11 ... IR-Empfänger ... 507 14.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 509 14.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 51715. Erweiterungsboards ... 519 15.1 ... Das Gertboard ... 520 15.2 ... Der ATmega auf dem Gertboard ... 535 15.3 ... Logic-Level-Converter ... 540 15.4 ... PiFace Digital 2 ... 541 15.5 ... StromPi 2 -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 547 15.6 ... Pimoroni Zero LiPo ... 550 15.7 ... GertDuino ... 552 15.8 ... Raspberry-Pi-HATs ... 556 15.9 ... Sense HAT -- Das Mulitalent ... 562 15.10 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 567 15.11 ... BrickPi ... 570 15.12 ... GrovePi ... 57116. Displays ... 573 16.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 573 16.2 ... 16x2-LC-Display ... 576 16.3 ... PiTFT -- Der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 581 16.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 586 16.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 590 16.6 ... OLED-Display SSD1306 ... 596 16.7 ... PaPiRus -- Das E-Paper-Display ... 600 16.8 ... Weitere Display-Boards ... 606Teil IV Programmierung ... 60917. Python kennenlernen ... 611 17.1 ... Python ausprobieren ... 612 17.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 614 17.3 ... Hello World! ... 62418. Python-Grundlagen ... 631 18.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 631 18.2 ... Variablen und Objekte ... 637 18.3 ... Operatoren ... 647 18.4 ... Verzweigungen (if) ... 650 18.5 ... Schleifen (for und while) ... 652 18.6 ... Zeichenketten ... 658 18.7 ... Listen ... 664 18.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 667 18.9 ... Funktionen ... 673 18.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 683 18.11 ... Systemfunktionen ... 69519. Python-Programmierung ... 699 19.1 ... GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO ... 699 19.2 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 706 19.3 ... Reset/Shutdown-Taste ... 710 19.4 ... Kamera ... 712 19.5 ... Dateien bei Dropbox hochladen ... 716 19.6 ... E-Mails versenden ... 720 19.7 ... Textdateien lesen und schreiben ... 722 19.8 ... Grafikprogrammierung ... 727 19.9 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 73420. bash-Programmierung ... 747 20.1 ... Einführung ... 747 20.2 ... Variablen ... 751 20.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 757 20.4 ... WiringPi ... 767 20.5 ... Das raspi-gpio-Kommando ... 77321. C-Programmierung ... 775 21.1 ... Hello World! ... 775 21.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 77922. Java-Programmierung ... 783 22.1 ... Erste Schritte ... 783 22.2 ... GPIO-Steuerung mit Java ... 78523. PHP-Programmierung ... 791 23.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 792 23.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 794 23.3 ... HTTPS ... 801 23.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 802 23.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 804 23.6 ... Hello World! in PHP ... 810 23.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 812 23.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 81624. Mathematica und die Wolfram Language ... 821 24.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 821 24.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 828 24.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 83525. C# (Windows IoT) ... 839 25.1 ... Installation ... 839 25.2 ... Anwendung ... 842 25.3 ... Programmentwicklung mit Visual Studio ... 844Teil V Projekte ... 85126. Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 853 26.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 853 26.2 ... Kamerapraxis ... 856 26.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 859 26.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 86327. Zeitmessung mit Lichtschranken ... 867 27.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 867 27.2 ... Software ... 87028. Das autonome Auto ... 873 28.1 ... Hardware ... 873 28.2 ... Die Software ... 88229. RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 885 29.1 ... RFID-Hardware ... 886 29.2 ... Software ... 889 29.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 89530. SnackPi -- Abnehmen für Nerds ... 897 30.1 ... Übersicht ... 897 30.2 ... Hardware ... 902 30.3 ... Software ... 904 30.4 ... Anmerkungen und Hinweise ... 91531. Stromzähler auslesen ... 917 31.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 917 31.2 ... Einführung in RRDtool ... 921 31.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 92632. Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 929 32.1 ... Einführung ... 929 32.2 ... Programmierung ... 93133. Hausautomation mit 433-MHz-Funktechnologie ... 943 33.1 ... Hardware-Grundlagen ... 943 33.2 ... Software und Steuerungsbeispiele ... 94634. Ort und Zeit per GPS empfangen ... 955 34.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 955 34.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 96335. Der Raspberry Pi lernt twittern ... 969 35.1 ... Voraussetzungen ... 969 35.2 ... Programmierung ... 97136. Gewitter erkennen mit dem Blitzsensor ... 977 36.1 ... Blitzsensor AS3935 ... 977 36.2 ... Software ... 98037. Klingel-Pi -- Der Türglockenverstärker ... 985 37.1 ... Geräuschsensor anschlieT1ss en und auswerten ... 98538. WLAN- und Tor-Router ... 989 38.1 ... Einführung ... 989 38.2 ... WLAN-Access-Point ... 992 38.3 ... WLAN-Router ... 999 38.4 ... Tor-Router ... 100739. DLNA-Server ... 1013 39.1 ... Raspbian-Installation auf groT1ss e SD-Karten ... 1014 39.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 1016 39.3 ... Read-only-Konfiguration ... 101740. Pi-hole (Ad-Blocker) ... 1021 40.1 ... Installation ... 1022 40.2 ... Client-Konfiguration ... 1024 40.3 ... Weboberfläche ... 102541. Luftraumüberwachung ... 1027 41.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 1027 41.2 ... Software ... 102842. Die Servokamera ... 1033 42.1 ... Die Hardware ... 1034 42.2 ... Die Python-Software ... 1034 42.3 ... Die Streaming-Software ... 1036 42.4 ... Die Weboberfläche ... 1038 42.5 ... Inbetriebnahme ... 103943. PomodoPi ... 1041 43.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 1041 43.2 ... Die Blumenampel ... 1048 43.3 ... Die automatische Bewässerung ... 1049 43.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 105444. Wassermelder mit Handyalarm ... 1057 44.1 ... Hardware ... 1057 44.2 ... Pushbullet ... 105945. Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 1063 45.1 ... Was ist Feinstaub? ... 1063 45.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 1064 45.3 ... Anschauliche Grafiken im Web mit SparkFun ... 1068 45.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 1072 Index ... 1075