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Raspberry Pi

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Beschreibung

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!

Aus dem Inhalt:

  • Inbetriebnahme, Desktop und Terminal, Mediacenter
  • Raspbian, Ubuntu, Windows 10
  • Raspberry-Pi-Hardware
  • Elektrotechnik-Crashkurs
  • Zusatzboards: Kamera, ATmega, Gertboard, PiFace 2, Raspberry-Pi-HATs und Co.
  • Bussysteme: I²C, UART, SPI
  • Verschiedene Sensoren, Bewegungsmelder, Displays, Stromversorgung
  • Servo- und Schrittmotoren
  • Programmieren lernen: Python, C, PHP, Mathematica und Shell-Scripts; GPIO-Zugriff, WiringPi, Twitter-API
  • GPS- und RFID-Daten auswerten
  • Projekte: Bewässerungssystem, Servocam, Fitness-Armband, Luftraumüberwachung, Feinstaubmessung, Heimautomation etc.

Die Fachpresse zur Vorauflage: intux.de: »Dieses Nachschlagewerk deckt so ziemlich alles ab, was man wissen muss, um erfolgreich kleine Projekte mit dem Einplatinencomputer Raspberry Pi zu verwirklichen.«



Autorentext

Michael Kofler hat Telematik an der TU Graz studiert und ist einer der erfolgreichsten deutschsprachigen IT-Fachbuchautoren. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch IT-Sicherheit, Python, Swift, Java und der Raspberry Pi. Er ist Entwickler, berät Firmen und arbeitet als Lehrbeauftragter.



Inhalt

Vorwort ... 17 Geleitwort von Eben Upton ... 21 TEIL I Den Raspberry Pi kennenlernen ... 23 1. Kauf und Inbetriebnahme ... 25 1.1 ... Kauf ... 26 1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 38 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 ... 64 2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 65 2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 66 2.7 ... Drucker ... 67 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 ... 111 4.1 ... Raspberry Pi OS Lite ... 111 4.2 ... WLAN und SSH-Server vorkonfigurieren ... 113 4.3 ... PIXEL Desktop konfigurieren ... 115 4.4 ... Screenshots erstellen ... 116 4.5 ... Mehr Farbe im Terminal ... 117 4.6 ... Visual Studio Code Remote ... 119 4.7 ... Overclocking ... 121 4.8 ... SSD statt SD (USB-Booting) ... 124 4.9 ... Notfall-Tipps ... 127 5. Arbeitstechniken ... 133 5.1 ... Programme installieren und verwalten ... 134 5.2 ... Updates ... 137 5.3 ... SSH ... 142 5.4 ... Fernwartung über das Remote Desktop Protocol ... 152 5.5 ... Fernwartung über VNC ... 155 5.6 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 156 5.7 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 162 5.8 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 168 5.9 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 177 5.10 ... Programme regelmäT1ss ig ausführen (Cron) ... 178 5.11 ... Monitor ein- und ausschalten ... 182 5.12 ... Backups erstellen ... 183 6. Linux-Grundlagen ... 189 6.1 ... Benutzer und Gruppen ... 190 6.2 ... Zugriffsrechte ... 198 6.3 ... Paketverwaltung ... 204 6.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 207 6.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 214 6.6 ... Bluetooth ... 221 6.7 ... Systemstart ... 224 6.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 231 6.9 ... Grafiksystem ... 237 6.10 ... Kernel und Module ... 239 6.11 ... Device Trees ... 241 7. Ubuntu ... 245 7.1 ... Installation ... 246 7.2 ... Desktop-Nutzung ... 247 7.3 ... Servereinsatz ... 251 TEIL II Der Raspberry Pi als Media-Center und Spielekonsole ... 253 8. Audioplayer mit Smartphone-Fernbedienung ... 255 8.1 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 255 8.2 ... MPD-Konfigurationsvarianten ... 261 8.3 ... HiFiBerry ... 266 8.4 ... Volumio ... 269 9. Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 273 9.1 ... Installation und Konfiguration ... 274 9.2 ... Kodi-Betrieb ... 282 10. RetroPie ... 291 10.1 ... Gehäuse und Controller ... 292 10.2 ... Installation und der erste Start ... 296 10.3 ... Spiele starten, speichern und laden ... 302 TEIL III Hardware-Grundlagen ... 305 11. Hardware-Einstieg ... 307 11.1 ... Platinenaufbau ... 307 11.2 ... Der BCM2711 ... 309 11.3 ... GPIO-Kontakte ... 313 11.4 ... Stromversorgung ... 320 11.5 ... Gehäuse ... 329 12. Elektrotechnik-Crashkurs ... 333 12.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 333 12.2 ... Grundschaltungen ... 335 12.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 340 12.4 ... Das Multimeter ... 345 12.5 ... Breadboard oder Platine? ... 348 12.6 ... Löten ... 350 12.7 ... Breadboardadapter ... 352 13. LEDs, Motoren und Relais ... 357 13.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 357 13.2 ... Optokoppler ... 375 13.3 ... Elektromotoren ... 377 13.4 ... Schrittmotoren ... 390 13.5 ... Servomotoren ... 400 13.6 ... Relais ... 405 14. Bussysteme ... 411 14.1 ... SPI ... 411 14.2 ... Der Analog-digital-Wandler MCP3008 ... 420 14.3 ... Der Digital-analog-Wandler MCP4811 ... 426 14.4 ... I$^2$C ... 431 14.5 ... UART ... 440 14.6 ... Der Audio-Bus I$^2$S ... 446 14.7 ... 1-Wire ... 447 15. Sensoren ... 449 15.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 449 15.2 ... Ultraschallsensor ... 453 15.3 ... Wasserstandssensor ... 456 15.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 457 15.5 ... Temperatursensoren ... 462 15.6 ... Fotowiderstand ... 469 15.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 471 15.8 ... Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR ... 474 15.9 ... Reed-Kontakt ... 490 15.10 ... Hardware Real-Time Clock ... 491 15.11 ... IR-Empfänger ... 495 15.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 497 15.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 505 16. Erweiterungsboards ... 507 16.1 ... Das Gertboard ... 508 16.2 ... Der ATmega auf dem Gertboard ... 523 16.3 ... Logic-Level-Converter ... 528 16.4 ... PiFace Digital 2 ... 529 16.5 ... StromPi 2 -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 534 16.6 ... Pimoroni Zero LiPo ... 537 16.7 ... GertDuino ... 538 16.8 ... Raspberry-Pi-HATs ... 543 16.9 ... Sense HAT -- das Multitalent ... 549 16.10 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 554 16.11 ... BrickPi ... 557 16.12 ... GrovePi ... 558 17. Displays ... 561 17.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 561 17.2 ... 16x2-LC-Display ... 564 17.3 ... PiTFT -- der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 569 17.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 573 17.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 577 17.6 ... PaPiRus -- das E-Paper-Display ... 583 17.7 ... Weitere Displayboards ... 589 TEIL IV Programmierung ... 591 18. Python kennenlernen ... 593 18.1 ... Python ausprobieren ... 594 18.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 596 18.3 ... Eigene Scripts programmieren ... 606 19. Python-Grundlagen ... 611 19.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 611 19.2 ... Variablen und Objekte ... 617 19.3 ... Operatoren ... 627 19.4 ... Verzweigungen (if) ... 630 19.5 ... Schleifen (for und while) ... 632 19.6 ... Zeichenketten ... 638 19.7 ... Listen ... 644 19.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 647 19.9 ... Funktionen ... 653 19.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 663 19.11 ... Systemfunktionen ... 672 20. Python-Programmierung ... 675 20.1 ... GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO ... 675 20.2 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 682 20.3 ... GPIO-Zugriff mit lgpio ... 685 20.4 ... Reset/Shutdown-Taste ... 686 20.5 ... Kamera ... 689 20.6 ... Dateien bei Dropbox hochladen ... 693 20.7 ... E-Mails versenden ... 695 20.8 ... Textdateien lesen und schreiben ... 698 20.9 ... Grafikprogrammierung ... 703 20.10 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 709 20.11 ... matplotlib ... 722 21. bash-Programmierung ... 727 21.1 ... Einführung ... 727 21.2 ... Variablen ... 731 21.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 737 21.4 ... Das Kommando raspi-gpio ... 747 21.5 ... Die Kommandos »gpioget« und »gpioset« ... 752 21.6 ... Das pinout-Kommando ... 756 22. C-Programmierung ... 757 22.1 ... Hello World ... 757 22.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 761 23. Java-Programmierung ... 765 23.1 ... Erste Schritte ... 765 23.2 ... GPIO-Steuerung mit Java ... 767 24. PHP-Programmierung ... 773 24.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 774 24.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 776 24.3 ... HTTPS ... 782 24.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 786 24.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 787 24.6 ... »Hello World« in PHP ... 792 24.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 794 24.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 799 25. Mathematica und die Wolfram Language ... 805 25.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 806 25.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 812 25.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 819 TEIL V Projekte ... 823 26. Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 825 26.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 825 26.2 ... Kamerapraxis ... 828 26.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 831 26.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 835 27. Zeitmessung mit Lichtschranken ... 839 27.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 839 27.2 ... Software ... 842 28. Das autonome Auto ... 845 28.1 ... Hardware ... 845 28.2 ... Die Software ... 854 29. RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 857 29.1 ... RFID-Hardware ... 858 29.2 ... Software ... 861 29.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 867 30. Stromzähler auslesen ... 869 30.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 869 30.2 ... Einführung in RRDtool ... 873 30.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 878 31. Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 881 31.1 ... Einführung ... 881 31.2 ... Programmierung ... 883 32. Die Schalthebel der Nacht ... 895 32.1 ... Vorbereitung ... 895 32.2 ... Der Lux-Sensor ... 896 32.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 898 32.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 902 32.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 905 33. Ort und Zeit per GPS empfangen ... 907 33.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 907 33.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 915 34. Der Raspberry Pi lernt twittern ... 921 34.1 ... Voraussetzungen ... 921 34.2 ... Programmierung ... 923 35. Klingel-Pi -- der Türglockenverstärker ... 929 35.1 ... Geräuschsensor anschlieT1ss en und auswerten ... 929 36. WLAN- und Tor-Router ... 933 36.1 ... Einführung ... 933 36.2 ... WLAN-Access-Point ... 936 36.3 ... WLAN-Router ... 942 36.4 ... Tor-Router ... 950 37. DLNA-Server ... 957 37.1 ... Inbetriebnahme ohne Tastatur und Monitor ... 958 37.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 960 37.3 ... Read-only-Konfiguration ... 961 38. Pi-hole (Ad-Blocker) ... 963 38.1 ... Installation ... 964 38.2 ... Client-Konfiguration ... 966 38.3 ... Weboberfläche ... 967 39. USB-Stick-Checker (CIRCLean) ... 969 39.1 ... CIRCLean installieren und anwenden ... 970 39.2 ... Einschränkungen ... 972 40. NAS mit openmediavault ... 973 40.1 ... Voraussetzungen ... 974 40.2 ... Installation ... 976 40.3 ... Konfiguration ... 977 41. Luftraumüberwachung ... 983 41.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 983 41.2 ... Software ... 985 42. Die Servokamera ... 989 42.1 ... Die Hardware ... 990 42.2 ... Die Python-Software ... 990 42.3 ... Die Streaming-Software ... 992 42.4 ... Die Weboberfläche ... 994 42.5 ... Inbetriebnahme ... 995 43. PomodoPi ... 997 43.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 997 43.2 ... Die Blumenampel ... 1005 43.3 ... Die automatische Bewässerung ... 1007 43.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 1011 44. Wassermelder mit Handyalarm ... 1015 44.1 ... Hardware ... 1015 44.2 ... Pushbullet ... 1017 44.3 ... IFTTT ... 1021 45. Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 1023 45.1 ... Was ist Feinstaub? ... 1023 45.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 1024 45.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 1028 45.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 1032 TEIL VI Raspberry Pi Pico ... 1035 46. Raspberry Pi Pico ... 1037 46.1 ... Der Microcontroller RP2040 ... 1038 46.2 ... Der Raspberry Pi Pico ... 1039 47. MicroPython-Programmierung ... 1045 47.1 ... Hello MicroPython! ... 1045 47.2 ... Programmiertechniken ... 1051 48. CO2-Ampel ... 1063 48.1 ... Hardware ... 1063 48.2 ... Software ... 1066 49. Ultraschall-Entfernungsmessung ... 1069 49.1 ... Ultraschallsensor anschlieT1ss en und auswerten ... 1069 49.2 ... Ultraschallampel ... 1072 Index ... 1075

Produktinformationen

Titel: Raspberry Pi
Untertitel: Das umfassende Handbuch
Autor:
EAN: 9783836283533
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Format: E-Book (epub)
Hersteller: Rheinwerk Verlag GmbH
Genre: Datenkommunikation, Netzwerke
Anzahl Seiten: 1088
Veröffentlichung: 30.06.2021
Dateigrösse: 85.1 MB