E-Book, Deutsch, 1045 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
Kofler / Kühnast / Scherbeck Raspberry Pi
8. Auflage 2024
ISBN: 978-3-8362-9668-7
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection
Das umfassende Handbuch
E-Book, Deutsch, 1045 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
ISBN: 978-3-8362-9668-7
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection
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 auf über 1.000 Seiten. Vom Einstieg bis zu spannenden Projekten finden Sie in diesem Handbuch das komplette Wissen, um mit dem Raspberry Pi richtig durchzustarten. Es 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!
Vollständig überarbeitet zum Raspberry Pi 5, dem Raspberry Pi-OS »Bookworm« und den neuen GPIO-Bibliotheken
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
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
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 ... Funktionen ... 602
19.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 612
19.11 ... Systemfunktionen ... 617
19.12 ... Externe Module installieren (pip) ... 620
20. Python-Programmierung ... 623
20.1 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 623
20.2 ... GPIO-Zugriff mit lgpio ... 631
20.3 ... GPIO-Zugriff mit rpi-lgpio ... 632
20.4 ... GPIO-Zugriff mit gpiod ... 634
20.5 ... Reset/Shutdown-Taste ... 634
20.6 ... Kamera ... 637
20.7 ... E-Mails versenden ... 642
20.8 ... Textdateien lesen und schreiben ... 646
20.9 ... Grafikprogrammierung ... 650
20.10 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 657
20.11 ... matplotlib ... 669
21. bash-Programmierung ... 675
21.1 ... Einführung ... 675
21.2 ... Variablen ... 679
21.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 684
21.4 ... GPIO-Steuerung per Kommando ... 695
21.5 ... GPIO-Informationen ermitteln ... 697
21.6 ... Die Kommandos »gpioget« und »gpioset« ... 700
21.7 ... Das Kommando pinctrl ... 705
22. C-Programmierung ... 707
22.1 ... Hello World ... 707
22.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 711
23. PHP-Programmierung ... 715
23.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 716
23.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 718
23.3 ... HTTPS ... 724
23.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 728
23.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 730
23.6 ... »Hello World« in PHP ... 735
23.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 737
23.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 741
24. Mathematica und die Wolfram Language ... 745
24.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 746
24.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 752
24.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 758
TEIL V. Projekte ... 763
25. Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 765
25.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 765
25.2 ... Kamerapraxis ... 768
25.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 771
25.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 774
26. Zeitmessung mit Lichtschranken ... 777
26.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 777
26.2 ... Programmcode ... 780
27. Das autonome Auto ... 783
27.1 ... Der Bau des Autos ... 783
27.2 ... Die Software ... 792
28. RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 795
28.1 ... RFID-Hardware ... 796
28.2 ... Software ... 798
28.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 804
29. Stromzähler auslesen ... 807
29.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 807
29.2 ... Einführung in RRDtool ... 811
29.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 816
30. Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 819
30.1 ... Einführung ... 819
30.2 ... Programmierung ... 821
31. Die Schalthebel der Nacht ... 833
31.1 ... Vorbereitung ... 833
31.2 ... Der Lux-Sensor ... 834
31.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 837
31.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 840
31.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 843
32. Ort und Zeit per GPS empfangen ... 847
32.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 847
32.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 855
33. Klingel-Pi -- der Türglockenverstärker ... 861
33.1 ... Geräuschsensor anschließen ... 861
33.2 ... Software ... 862
34. DLNA-Server ... 865
34.1 ... Inbetriebnahme ohne Tastatur und Monitor ... 866
34.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 869
34.3 ... Read-only-Konfiguration ... 871
35. Pi-hole (Ad-Blocker) ... 873
35.1 ... Installation ... 874
35.2 ... Client-Konfiguration ... 877
35.3 ... Weboberfläche ... 878
36. WLAN-Router ... 881
36.1 ... Basiskonfiguration ... 881
36.2 ... Routerkonfiguration mit »nmcli« ... 882
36.3 ... RaspAP ... 886
37. NAS mit openmediavault ... 891
37.1 ... Voraussetzungen ... 893
37.2 ... Installation ... 895
37.3 ... Konfiguration ... 895
38. Home Assistant ... 903
38.1 ... Installation ... 904
38.2 ... Setup des eigenen Smart Homes ... 905
38.3 ... Terminal, SSH und Backups ... 916
39. Luftraumüberwachung ... 919
39.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 919
39.2 ... Software ... 921
40. Die Servokamera ... 925
40.1 ... Die Hardware ... 926
40.2 ... Die Python-Software ... 926
40.3 ... Die Streaming-Software ... 929
40.4 ... Die Weboberfläche ... 930
41. PomodoPi ... 935
41.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 935
41.2 ... Die Blumenampel ... 943
41.3 ... Die automatische Bewässerung ... 945
41.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 950
42. Wassermelder mit Handyalarm ... 953
42.1 ... Hardware ... 953
42.2 ... Push-Benachrichtigungen mit Pushover ... 955
42.3 ... IFTTT ... 958
43. Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 961
43.1 ... Was ist Feinstaub? ... 961
43.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 962
43.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 966
43.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 970
44. PXE-Boot: Ohne Speicherkarte vom NAS booten ... 973
44.1 ... Das NAS-System vorbereiten ... 973
44.2 ... Den Raspberry Pi und sein Betriebssystem vorbereiten ... 977
TEIL VI. Raspberry Pi Pico ... 985
45. Die Hardware ... 987
45.1 ... Der Microcontroller RP2040 ... 988
45.2 ... Platinenaufbau ... 989
46. MicroPython-Programmierung ... 995
46.1 ... Hello MicroPython! ... 995
46.2 ... Programmiertechniken ... 1002
46.3 ... Pico-Webserver ... 1012
47. CO2-Ampel ... 1019
47.1 ... Hardware ... 1019
47.2 ... Software ... 1022
48. Ultraschall-Entfernungsmessung ... 1025
48.1 ... Ultraschallsensor anschließen und auswerten ... 1025
48.2 ... Ultraschallampel ... 1028
Index ... 1031
Der Raspberry Pi ist ein Minicomputer in der Größe eines Smartphones. (Einige Modelle sind sogar noch kleiner.) Beinahe ebenso klein sind die Preise, die je nach Modell bei rund 50 € beginnen.
Seinen großen Erfolg verdankt der Raspberry Pi einer winzigen Steckerleiste für allgemeine Ein- und Ausgabezwecke. In der Fachsprache heißt sie General Purpose Input/ Output (GPIO). Elektronikbastler können an diese Steckerleiste Messinstrumente und andere Geräte anschließen bzw. darüber steuern.
Dadurch ermöglicht der Raspberry Pi eine riesige Palette von Anwendungen: von der selbst gebauten Feinstaub-Messstation über die Steuerungsanlage für die Solaranlage, von »intelligenten« Spielzeug-Robotern bis hin zur Heimautomation. Der Raspberry Pi ist in Museen präsent, wo er technische Exponate kindertauglich macht, und er wird an Schulen und Universitäten eingesetzt, um Studierende kostengünstig in die Welt des Embedded Computings einzuführen.
Geschichte
Der Raspberry Pi wurde von der britischen Raspberry Pi Foundation aus den Komponenten von Android-Smartphones entwickelt. Die Zielsetzung bestand darin, wieder mehr Jugendliche und Erwachsene für das Programmieren von Computern zu begeistern. Der Raspberry Pi sollte preisgünstig sein, einfach zu programmieren und universell einzusetzen.
Der Erfolg des seit 2012 ausgelieferten Raspberry Pi übertraf alle Erwartungen. Das Gerät wurde der Computer der sogenannten »Maker-Szene«: Eine immer größer werdende Gruppe von Elektronik- und Computer-Fans verwendet den Raspberry Pi in einer neuen Do-it-yourself-Kultur zur Realisierung vielfältigster Steuerungsaufgaben. Bisher verkaufte die Raspberry Pi Foundation deutlich über 60 Millionen ihres Meisterstücks.
Ein entscheidender Faktor für den Erfolg des Raspberry Pi ist die enge Verzahnung des Geräts mit der Open-Source-Welt: Auf dem Raspberry Pi läuft üblicherweise Linux, also das freie Betriebssystem, das auf allen Android-Smartphones sowie auf unzähligen Internetservern zum Einsatz kommt. Die bevorzugte Programmiersprache ist Python – ebenfalls ein Open-Source-Programm, das frei von Lizenzgebühren verwendet werden kann.
So viel Freiheit lädt offensichtlich zum Teilen ein: Es gibt unzählige Websites, auf denen Raspberry-Pi-Fans ihre Ideen präsentieren, Bauanleitungen zusammenstellen oder Zusatzprogramme anbieten. Auch wenn der Raspberry Pi nicht der einzige Minicomputer seiner Art ist – kein anderes Gerät hat eine derart große Community gefunden, zu keinem anderen Gerät finden Sie so unkompliziert Hilfe, und kein anderes Gerät können Sie mit so vielen Komponenten und Boards erweitern.
Der Raspberry Pi 5
Im Zuge der Covid-Pandemie rutschte allerdings auch der Raspberry Pi in die Krise. Fast zwei Jahre lang war das Gerät schwer oder nur zu überhöhten Preisen erhältlich. Das hat sich mit der Auslieferung des neuen Raspberry Pi 5, der im Mittelpunkt dieses Buchs steht, zum Glück wieder geändert. In gewisser Weise ist das neue Modell ein Befreiungsschlag für die britische Raspberry Pi Foundation, die gerade an die Börse strebt.
Der Raspberry Pi 5 zeichnet sich durch massiv verbesserte technische Daten aus. Der Minicomputer läuft fast 2,5-mal schneller als das Vorgängermodell, kann zwei hochauflösende Kameras gleichzeitig betreiben und hat (endlich!) einen PCIe-Anschluss. Außerdem ist das Modell gut lieferbar. Leider gibt es auch Schattenseiten:
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Der Preis ist mit ca. 65 € für das Modell mit 4 GByte RAM deutlich höher als in der Vergangenheit. Gerade für den Basteleinsatz ist das unerfreulich.
-
Das Gerät verbraucht spürbar mehr Strom und benötigt ein neues, stärkeres Netzteil. Je nach Anwendung ist ein Kühlkörper und/oder ein Lüfter notwendig.
-
Die Kompatibilität mit den Vorgängermodellen ist nicht so groß, wie dies oft dargestellt wird. Viele in den vergangenen Jahren beliebte Bibliotheken funktionieren nicht mehr. Sie wurden durch neue Bibliotheken ersetzt, die aber – zum Zeitpunkt unserer Tests – nicht alle ganz ausgereift waren. Auch wenn es optisch nicht auffällt, hat sich in der neuen Version des Betriebssystems (Raspberry Pi OS Bookworm) eine Menge geändert. Kurz und gut: Wenn Sie vorhandene Projekte auf den Raspberry Pi portieren wollen, müssen Sie mit Schwierigkeiten rechnen. Die hatten wir auch während der Arbeit an dieser Neuauflage. In dieser Zeit erhielten wir auch einige frustrierte Leserzuschriften, die sich über Inkompatibilitäten beim neuen Modell beklagten.
Über unser Buch
Unsere Zielsetzung beim Verfassen dieses Buchs war es, Ihnen den Raspberry Pi in seiner ganzen Breite zu präsentieren – von den Linux-Grundlagen über die Programmierung bis zu vielfältigen Versuchsaufbauten mit elektronischen Bauteilen. Dabei war es uns wichtig, Ihnen ein solides Fundament für eigene Experimente zu bieten.
Selbst in einem 1.000-Seiten-Buch ist es jedoch unmöglich, jedes denkbare elektronische Bauteil, alle Funktionen unterschiedlicher Programmiersprachen bzw. jede der vielen Linux-Anwendungsmöglichkeiten zu präsentieren. Wir haben versucht, das Wesentliche vom Unwesentlichen zu trennen und Ihnen unser Know-how so zu vermitteln, dass Sie den Raspberry Pi wirklich verstehen lernen. Nach der Lektüre dieses Buchs können Sie mehr, als im Blindflug eine Anleitung nachzubauen: Sie können dann eigene Projekte realisieren und Ihr Wissen auf neue Bauteile, Programmier- und Administrationstechniken anwenden.
Das Einzige, was wir von Ihnen als Leser oder Leserin erwarten, ist der Wille, sich auf neue Ideen einzulassen. Davon abgesehen, benötigen Sie kein Grundwissen: Weder müssen Sie ein Linux-Guru sein, um dieses Buch zu verstehen, noch müssen Sie programmieren können oder Elektronikbastler sein. Dieses Buch enthält neben vielen Raspberry-Pi-spezifischen Kapiteln auch einen Crashkurs in Sachen Elektronik.
Installation und Linux-Grundlagen
Inhaltlich beginnen wir wenig überraschend mit dem Kauf und der Inbetriebnahme des Raspberry Pi. In den folgenden Kapiteln lernen Sie Schritt für Schritt, wie Sie die Kontrolle über das Linux-System auf dem Raspberry Pi übernehmen. Besonderen Wert legen wir darauf, Ihnen effiziente Arbeitstechniken beizubringen. So erklären wir zum Beispiel, wie Sie Ihren Raspberry Pi via SSH, VNC oder RDP fernsteuern und wie Sie Ihren Raspberry Pi mit anderen Geräten im lokalen Netzwerk verbinden und aus dem Internet heraus erreichbar machen.
Elektronische Komponenten
So richtig Spaß macht das Arbeiten mit dem Raspberry Pi erst, wenn Sie das Gerät durch diverse Komponenten erweitern. Wir beginnen mit ganz simplen Projekten, z. B. mit dem Ein- und Ausschalten einer Leuchtdiode. Die folgenden Elektronikkapitel zeigen Ihnen dann, wie Sie eine Fülle von Komponenten, Sensoren und Erweiterungsboards mit Ihrem Raspberry Pi einsetzen. Die folgende, unvollständige Liste soll als Appetitanreger dienen:
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LEDs, Transistoren, Optokoppler, Relais, Schritt- und Servomotoren
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Temperatur-, Bewegungs-, Schall-, Ultraschall-, Feuchtigkeits-, Fingerabdruck- und Feinstaubsensoren
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diverse Camera Boards und PiNoIR
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HATs, Bussysteme sowie SPI-, I²C-, UART-, I²S- und 1-Wire-Komponenten
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16×2-Zeilen-Displays, Touchscreens sowie TFT-, OLED- und E-Paper-Displays
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StromPi, Pimoroni Zero LiPo, PWM/Servo-HAT, HiFiBerry, Sense HAT, PCIe HAT
Programmierung
Es reicht nicht aus, elektronische Erweiterungen an den Raspberry Pi anschließen zu können – Sie müssen auch Code verfassen, um die Komponenten zu steuern. In der Raspberry-Pi-Welt kommt dazu fast immer Python zum Einsatz. Dieses Buch enthält deswegen einen über drei Kapitel reichenden Python-Programmierkurs, der auch Einsteigern Freude am Programmieren vermittelt.
Python ist zwar populär, aber natürlich nicht die einzige Programmiersprache für den Raspberry Pi. In mehreren Kapiteln zeigen wir Ihnen, wie Sie den Raspberry Pi durch bash-Scripts, C-Programme bzw. mit PHP-Seiten steuern. Und für alle, die einen Blick in eine vollkommen neue Programmiersprache werfen möchten, haben wir ein Kapitel über Mathematica und die Wolfram Language beigefügt.
Raspberry Pi Pico
2020 stellte die Raspberry Pi Foundation Ihren kleinsten und günstigsten Spross vor: Der Raspberry Pi Pico ist ein Microcontroller-Board, das weniger als 5 € kostet! Wie die »gewöhnlichen« Raspberry Pis ermöglicht das Gerät Bastelprojekte – aber ohne den Overhead einer ganzen Linux-Distribution. Die Programmierung erfolgt mit MicroPython.
Konkrete Anwendungen und Projekte
Bereits die Grundlagenkapitel zeigen unzählige Anwendungsmöglichkeiten des Raspberry Pi. Daneben stellen wir Ihnen kapitelweise eine Menge konkreter Projekte vor. Zu den Highlights zählen:
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Zeit- und Geschwindigkeitsmessung, z. B. für den Physikunterricht
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Multimedia-Anwendung (LibreELEC, Volumio, DLNA)
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ein selbststeuerndes Spielzeugauto
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Raum und Zeit erfassen mit einem GPS-Modul
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Smart Home mit Netzwerksteckdosen, Smartlight-Systemen und Home Assistant
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der Raspberry Pi im...
