Raspberry Pi

Der Raspberry Pi ist eine wahre Erfolgsgeschichte. Seit 2011 begeistert der kleine Mini-Computer Maker, Kreative und IT-Fachleute. Was Sie mit dem Pi anstellen können, zeigen Ihnen Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck. Das Handbuch ist randvoll mit Grundlagen und Kniffen zu Linux, Hardware, Elektronik und Programmierung. Genau richtig für alle, die Serverdienste hosten möchten, Bastelideen haben und direkt loslegen wollen. Vorwissen? Nicht nötig, Ihr Erfindergeist reicht völlig aus. Legen Sie gleich los und lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf! Aus dem Inhalt: Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault) Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m. Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m. Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder Smart-Home mit Home Assistant

Autorentext
Christoph Scherbeck, Jahrgang 1985, ist begeisterter Raspberry-Pi-Bastler. Er ist gelernter Mechatroniker und Maschinenbautechniker. Privat betreibt er die Website elektronx.de, auf der er seine Bastelprojekte mit dem Raspberry Pi beschreibt.

Inhalt

Vorwort ... 15
Geleitwort von Eben Upton ... 20
TEIL I. Den Raspberry Pi kennenlernen ... 21
1. Kauf und Inbetriebnahme ... 23

1.1 ... Kauf ... 23
1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 37
1.3 ... Installation ... 39

2. Erste Schritte mit Raspberry Pi OS ... 43

2.1 ... Basiskonfiguration ... 44
2.2 ... Der PIXEL Desktop ... 51
2.3 ... Wichtige Programme ... 53
2.4 ... WLAN-Konfiguration ... 63
2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 64
2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 65
2.7 ... Drucker ... 66

3. Arbeiten im Terminal ... 69

3.1 ... Erste Experimente ... 69
3.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 75
3.3 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 78
3.4 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 84
3.5 ... Textdateien lesen und ändern ... 87
3.6 ... Verzeichnisse und Dateien ... 92
3.7 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 99
3.8 ... Prozessverwaltung ... 103
3.9 ... Netzwerkkommandos ... 108

4. Tipps & Tricks ... 113

4.1 ... Raspberry Pi OS Lite ... 113
4.2 ... WLAN und SSH-Server vorkonfigurieren ... 116
4.3 ... PIXEL Desktop konfigurieren ... 117
4.4 ... Screenshots erstellen ... 120
4.5 ... Mehr Farbe im Terminal ... 121
4.6 ... Overclocking ... 123
4.7 ... USB-Booting ... 127
4.8 ... SSDs mit PCIe verwenden ... 131
4.9 ... Notfall-Tipps ... 135

5. Arbeitstechniken ... 143

5.1 ... Programme installieren und verwalten ... 143
5.2 ... Updates ... 147
5.3 ... SSH ... 152
5.4 ... Remote-Desktop-Nutzung (VNC) ... 160
5.5 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 166
5.6 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 171
5.7 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 178
5.8 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 187
5.9 ... Programme regelmäßig ausführen (Cron) ... 188
5.10 ... Monitor ein- und ausschalten ... 191
5.11 ... Backups erstellen ... 193

6. Linux-Grundlagen ... 199

6.1 ... Benutzer und Gruppen ... 200
6.2 ... Zugriffsrechte ... 207
6.3 ... Paketverwaltung ... 214
6.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 216
6.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 224
6.6 ... Bluetooth ... 229
6.7 ... Systemstart ... 231
6.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 239
6.9 ... Grafiksystem ... 243
6.10 ... Kernel und Module ... 246
6.11 ... Device Trees ... 249

7. Ubuntu ... 253

7.1 ... Installation ... 253
7.2 ... Desktop-Nutzung ... 255
7.3 ... Servereinsatz ... 258

TEIL II. Der Raspberry Pi als Media-Center und Spielekonsole ... 259
8. Audioplayer mit Smartphone-Fernbedienung ... 261

8.1 ... Musik hören mit dem Raspberry Pi ... 262
8.2 ... HiFiBerry ... 263
8.3 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 266
8.4 ... Volumio ... 274

9. Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 279

9.1 ... Installation und Konfiguration ... 280
9.2 ... Anwendung ... 288

10. RetroPie ... 295

10.1 ... Gehäuse und Controller ... 296
10.2 ... Installation ... 300
10.3 ... Spiele starten, speichern und laden ... 306

TEIL III. Hardware-Grundlagen ... 309
11. Hardware-Einstieg ... 311

11.1 ... Platinenaufbau ... 311
11.2 ... Der BCM2712 ... 312
11.3 ... GPIO-Kontakte ... 316
11.4 ... Stromversorgung ... 324
11.5 ... Gehäuse ... 331

12. Elektrotechnik-Crashkurs ... 335

12.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 335
12.2 ... Grundschaltungen ... 337
12.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 342
12.4 ... Das Multimeter ... 347
12.5 ... Breadboard oder Platine? ... 350
12.6 ... Löten ... 352
12.7 ... Breadboardadapter ... 354

13. LEDs, Motoren und Relais ... 359

13.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 359
13.2 ... Optokoppler ... 377
13.3 ... Elektromotoren ... 378
13.4 ... Schrittmotoren ... 389
13.5 ... Servomotoren ... 399
13.6 ... Relais ... 406
13.7 ... Remote GPIO ... 409

14. Bussysteme ... 413

14.1 ... SPI ... 413
14.2 ... Der Analog-digital-Wandler MCP3008 ... 422
14.3 ... Der Digital-analog-Wandler MCP4811 ... 428
14.4 ... I2C ... 433
14.5 ... UART ... 441
14.6 ... Der Audio-Bus I2S ... 445
14.7 ... 1-Wire ... 446

15. Sensoren ... 449

15.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 449
15.2 ... Ultraschallsensor ... 453
15.3 ... Wasserstandssensor ... 455
15.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 457
15.5 ... Temperatursensoren ... 462
15.6 ... Fotowiderstand ... 466
15.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 468
15.8 ... Raspberry Pi Camera Boards ... 471
15.9 ... Reed-Kontakt ... 483
15.10 ... Hardware Real-Time Clock ... 485
15.11 ... IR-Empfänger ... 488
15.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 490
15.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 498

16. Erweiterungsboards ... 501

16.1 ... StromPi -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 501
16.2 ... Pimoroni Zero LiPo ... 505
16.3 ... Raspberry-Pi-HATs ... 506
16.4 ... Sense HAT -- das Multitalent ... 511
16.5 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 516

17. Displays ... 521

17.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 521
17.2 ... 16x2-LC-Display ... 524
17.3 ... PiTFT -- der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 526
17.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 530
17.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 534
17.6 ... PaPiRus -- das E-Paper-Display ... 539

TEIL IV. Programmierung ... 547
18. Python kennenlernen ... 549

18.1 ... Python ausprobieren ... 550
18.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 552
18.3 ... Eigene Scripts programmieren ... 562

19. Python-Grundlagen ... 567

19.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 567
19.2 ... Variablen und Objekte ... 572
19.3 ... Operatoren ... 578
19.4 ... Verzweigungen (if) ... 580
19.5 ... Schleifen (for und while) ... 582
19.6 ... Zeichenketten ... 588
19.7 ... Listen ... 593
19.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 597
19.9…