Raspberry Pi
Das umfassende Handbuch. Komplett in Farbe - inkl. Schnittstellen, Schaltungsaufbau, Steuerung mit Python u.v.m.
2nd Edition
Published on 31. August 2015
Book
Mixed media product
1087 pages
978-3-8362-3795-6 (ISBN)
Description
Aktuell zum Raspberry Pi 2 und seinen 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 zweiter Auflage - mit noch mehr Bastelprojekten!.
Aus dem Inhalt:
Inbetriebnahme, Desktop- und Mediacenter-Betrieb, Arbeiten im Terminal
Linux verstehen, Raspberry-Pi-Distributionen kennen
Externe Hardware (WLan etc.) einrichten
Problembehebung, Backup, Disaster Recovery
Die Raspberry-Pi-Hardware (CPU/GPU, GPIO u. v. m.)
Crashkurs Elektronik (u. a. LEDs, Motoren, Relais)
Erweiterungsboards (Kamera, AlaMode, Gertboard, PiFace und Co.)
Sensoren (wie z. B. Ultraschallsensor, Wasserstandssensor, Bewegungsmelder)
Anzeigeelemente (verschiedene "Monitor"-Boards für den Raspberry Pi)
Servo- und Schrittmotoren
Programmieren lernen mit Python, C und PHP; inkl. Automation mit Shell-Scripts
Inkl. Kapitel zu Mathematica und Wolfram-Language
Beispielprojekte, u. a. automatisches Bewässerungssystem, autonomes Auto, automatisiertes Vogelhaus, Wetter-/Umweltstation, WLAN-Access-Point mit TOR-Proxy, Stromzähler auslesen, FM-Transmitter, RFID-Reader, IPv6-Router, Heim-Automation
Galileo Press heißt jetzt Rheinwerk Verlag.
Aus dem Inhalt:
Inbetriebnahme, Desktop- und Mediacenter-Betrieb, Arbeiten im Terminal
Linux verstehen, Raspberry-Pi-Distributionen kennen
Externe Hardware (WLan etc.) einrichten
Problembehebung, Backup, Disaster Recovery
Die Raspberry-Pi-Hardware (CPU/GPU, GPIO u. v. m.)
Crashkurs Elektronik (u. a. LEDs, Motoren, Relais)
Erweiterungsboards (Kamera, AlaMode, Gertboard, PiFace und Co.)
Sensoren (wie z. B. Ultraschallsensor, Wasserstandssensor, Bewegungsmelder)
Anzeigeelemente (verschiedene "Monitor"-Boards für den Raspberry Pi)
Servo- und Schrittmotoren
Programmieren lernen mit Python, C und PHP; inkl. Automation mit Shell-Scripts
Inkl. Kapitel zu Mathematica und Wolfram-Language
Beispielprojekte, u. a. automatisches Bewässerungssystem, autonomes Auto, automatisiertes Vogelhaus, Wetter-/Umweltstation, WLAN-Access-Point mit TOR-Proxy, Stromzähler auslesen, FM-Transmitter, RFID-Reader, IPv6-Router, Heim-Automation
Galileo Press heißt jetzt Rheinwerk Verlag.
Reviews / Votes
»Wenn ein Buch den begehrten Titel eines Standardwerks zum Raspberry Pi verdient hat, dann das umfassende Handbuch des Autorentrios Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck. Es lässt keinen Aspekt des Umgangs mit dem Mini-PC und seinen Varianten aus und ist das ideale Nachschlagewerk.«More details
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Author
Dr. Michael Kofler studierte Telematik an der TU Graz. Er zählt zu den erfolgreichsten und vielseitigsten Computerbuchautoren im deutschen Sprachraum. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch OS X, MySQL, KVM, Visual Basic und Excel-VBA. Viele seiner Bücher wurden übersetzt.
Michael Kofler arbeitet auch als Software-Entwickler, Berater sowie als Lehrbeauftragter an zwei Fachhochschulen.
Charly Kühnast, Jahrgang 1973, veröffentlicht bereits seit dem vierzehnten Lebensjahr Fachartikel, Kolumnen und Glossen zu IT-Themen. Anfang der 90er lernte er auf einer Veranstaltung des Chaos Computer Club, dem er seit vielen Jahren angehört, das Betriebssystem Linux kennen. Seit dem Abschluss des Studiums arbeitet er beim Kommunalen Rechenzentrum Niederrhein in Kamp-Lintfort. Dort ist er für die Verfügbarkeit und Sicherheit der Internet-Infrastruktur verantwortlich. Daneben gibt er sein Wissen als Lehrbeauftragter an verschiedenen Hochschulen weiter. Er wohnt mit seiner Familie in der Nähe von Kevelaer am Niederrhein.
Christoph Scherbeck, Jahrgang 1985, ist begeisterter Raspberry-Pi-Bastler. Er ist gelernter Mechatroniker und Maschinenbautechniker. Privat betreibt er die Website http://www.elektronx.de, auf der er seine Bastelprojekte mit dem Raspberry Pi beschreibt.
Content
Vorwort ... 15
TEIL I Den Raspberry Pi kennenlernen ... 19
1. Kauf und Inbetriebnahme ... 21
1.1 ... Kauf ... 21
1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 32
1.3 ... NOOBS-Installation ... 33
1.4 ... Image-Datei auf eine SD-Karte schreiben ... 40
1.5 ... Installation auf einen USB-Stick ... 45
2. Erste Schritte in Raspbian ... 51
2.1 ... Das Konfigurationsprogramm raspi-config ... 52
2.2 ... Ein- und Ausschalten ... 57
2.3 ... Die Benutzeroberfläche LXDE ... 58
2.4 ... Wichtige Programme ... 64
2.5 ... WLAN-Konfiguration ... 76
2.6 ... Bluetooth-Konfiguration ... 78
2.7 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 79
2.8 ... Drucker ... 80
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) ... 94
3.5 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 100
3.6 ... Textdateien lesen und ändern ... 103
3.7 ... Verzeichnisse und Dateien ... 109
3.8 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 116
3.9 ... Prozessverwaltung ... 119
3.10 ... Netzwerkkommandos ... 125
4. Arbeitstechniken ... 129
4.1 ... Programme installieren und verwalten ... 130
4.2 ... Updates ... 133
4.3 ... SSH ... 137
4.4 ... VNC ... 145
4.5 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 153
4.6 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 159
4.7 ... Internetzugriff auf den Raspberryunhbox voidb@x penalty @M Pi ... 166
4.8 ... Dynamisches DNS ... 170
4.9 ... IPv6 ... 176
4.10 ... FTP-Server einrichten ... 179
4.11 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 182
4.12 ... Programme regelmäT1ss ig ausführen (Cron) ... 184
4.13 ... Monitor zeitgesteuert ein- und ausschalten ... 187
4.14 ... Backups erstellen ... 188
4.15 ... Overclocking ... 192
4.16 ... Notfall-Tipps ... 195
5. Linux-Grundlagen ... 199
5.1 ... Benutzer und Gruppen ... 200
5.2 ... Zugriffsrechte ... 208
5.3 ... Paketverwaltung ... 214
5.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 217
5.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 225
5.6 ... Bluetooth ... 234
5.7 ... Systemstart ... 236
5.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 246
5.9 ... Grafiksystem ... 251
5.10 ... Kernel und Module ... 254
5.11 ... Device Trees ... 257
6. Ubuntu ... 261
6.1 ... Installation ... 262
6.2 ... Konfiguration und technische Details ... 264
7. Windows 10 ... 269
7.1 ... Installation ... 269
7.2 ... Anwendung ... 272
7.3 ... Programmentwicklung mit Visual Studio ... 274
TEIL II Der Raspberry Pi als Media-Center ... 281
8. Audio-Player mit Smartphone-Fernbedienung ... 283
8.1 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 283
8.2 ... MPD-Konfigurationsvarianten ... 289
8.3 ... HiFiBerry ... 299
8.4 ... Volumio ... 302
8.5 ... Pi MusicBox ... 306
9. Multimedia-Center mit Kodi und OpenELEC ... 309
9.1 ... OpenELEC-Installation und -Konfiguration ... 310
9.2 ... Fernbedienung ... 321
9.3 ... Kodi-Betrieb ... 326
10. Multimedia-System mit Plex ... 335
10.1 ... Kodi oder Plex? ... 335
10.2 ... Plex-Server-Konfiguration ... 338
10.3 ... RasPlex-Installation und -Konfiguration ... 341
10.4 ... Plex-Anwendung ... 348
TEIL III Hardware-Grundlagen ... 351
11. Hardware-Einstieg ... 353
11.1 ... Platinenaufbau ... 353
11.2 ... Der BCM2836 ... 354
11.3 ... GPIO-Kontakte ... 356
11.4 ... Stromversorgung ... 363
11.5 ... Gehäuse ... 371
12. Elektrotechnik-Crashkurs ... 375
12.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 375
12.2 ... Grundschaltungen ... 377
12.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 382
12.4 ... Das Multimeter ... 387
12.5 ... Breadboard oder Platine? ... 390
12.6 ... Löten ... 392
12.7 ... Breadboardadapter ... 394
13. LEDs, Motoren und Relais ... 399
13.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 399
13.2 ... Optokoppler ... 417
13.3 ... Elektromotoren ... 418
13.4 ... Schrittmotoren ... 431
13.5 ... Servomotoren ... 441
13.6 ... Relais ... 447
14. Bussysteme ... 451
14.1 ... SPI ... 451
14.2 ... Der Analog-/Digitalwandler MCP3008 ... 460
14.3 ... Der Digital-/Analogwandler MCP4811 ... 465
14.4 ... I²C ... 471
14.5 ... UART ... 480
14.6 ... Der Audiobus I²S ... 486
14.7 ... 1-Wire ... 487
15. Sensoren ... 489
15.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 489
15.2 ... Ultraschallsensor ... 493
15.3 ... Wasserstandssensor ... 496
15.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 497
15.5 ... Temperatursensoren ... 502
15.6 ... Fotowiderstand ... 509
15.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 511
15.8 ... Raspberryunhbox voidb@x penalty @M Pi Camera Board und PiNoIR ... 514
15.9 ... Reed-Kontakt ... 527
15.10 ... Hardware Real Time Clock ... 528
15.11 ... IR-Empfänger ... 533
15.12 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 534
16. Erweiterungsboards ... 537
16.1 ... Das Gertboard ... 538
16.2 ... Der ATmega auf dem Gertboard ... 553
16.3 ... Logic-Level-Converter ... 558
16.4 ... RasPiComm ... 559
16.5 ... PiFace Digital 2 ... 562
16.6 ... Quick2Wire Interface Board ... 568
16.7 ... Unterbrechungsfreie Stromversorgung mit PiUSV ... 572
16.8 ... GertDuino ... 575
16.9 ... Raspberrry-Pi-HATs ... 580
16.10 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 585
16.11 ... BrickPi ... 589
16.12 ... GrovePi ... 591
17. Displays ... 593
17.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 593
17.2 ... 16x2-LC-Display ... 597
17.3 ... RaspiLCD ... 602
17.4 ... PiTFT -- Der Touchscreen für den Raspberryunhbox voidb@x penalty @M Pi ... 609
17.5 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 614
17.6 ... LS-7T -- Der Plug&Play-Touchscreen ... 618
17.7 ... Weitere Display-Boards ... 622
TEIL IV Programmierung ... 625
18. Python kennenlernen ... 627
18.1 ... Python ausprobieren ... 628
18.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 630
18.3 ... Hello World! ... 640
19. Python-Grundlagen ... 647
19.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 647
19.2 ... Variablen und Objekte ... 653
19.3 ... Operatoren ... 663
19.4 ... Verzweigungen (if) ... 666
19.5 ... Schleifen (for und while) ... 668
19.6 ... Zeichenketten ... 674
19.7 ... Listen ... 680
19.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 683
19.9 ... Funktionen ... 689
19.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 699
19.11 ... Systemfunktionen ... 711
20. Programmieren mit Python ... 715
20.1 ... Programmieren lernen ... 715
20.2 ... GPIO-Zugriff ... 720
20.3 ... Reset/Shutdown-Taste ... 726
20.4 ... Kamera ... 728
20.5 ... Dateien bei Dropbox hochladen ... 732
20.6 ... E-Mails versenden ... 735
20.7 ... Textdateien lesen und schreiben ... 737
20.8 ... Grafikprogrammierung ... 742
20.9 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 754
21. bash-Programmierung ... 769
21.1 ... Einführung ... 769
21.2 ... Variablen ... 773
21.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 778
21.4 ... WiringPi ... 789
22. C-Programmierung ... 795
22.1 ... Hello World! ... 795
22.2 ... GPIOs steuern ... 799
23. Java-Programmierung ... 803
23.1 ... Erste Schritte ... 803
23.2 ... GPIO-Steuerung mit Java ... 806
24. PHP-Programmierung ... 811
24.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 812
24.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 814
24.3 ... HTTPS ... 820
24.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 822
24.5 ... MySQL installieren und administrieren ... 823
24.6 ... Hello World! in PHP ... 828
24.7 ... GPIO-Programmierung mit PHP ... 830
24.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 833
25. Mathematica und die Wolfram Language ... 837
25.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 837
25.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 844
25.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 851
TEIL V Projekte ... 855
26. Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 857
26.1 ... Einbau des Raspberryunhbox voidb@x penalty @M Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 857
26.2 ... Kamerapraxis ... 860
26.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 864
26.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 867
27. Zeitmessung mit Lichtschranken ... 871
27.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 871
27.2 ... Software ... 874
28. Das autonome Auto ... 877
28.1 ... Hardware ... 877
28.2 ... Die Software ... 886
29. RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 891
29.1 ... RFID-Hardware ... 892
29.2 ... Software ... 895
29.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 901
30. Stromzähler auslesen ... 903
30.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 903
30.2 ... Einführung in RRDtool ... 907
30.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 912
31. Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 915
31.1 ... Einführung ... 915
31.2 ... Programmierung ... 917
32. Hausautomation mit 433-MHz-Funktechnologie ... 929
32.1 ... Hardware-Grundlagen ... 929
32.2 ... Software und Steuerungsbeispiele ... 932
33. Ort und Zeit per GPS empfangen ... 941
33.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 941
33.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 950
34. Der Raspberry Pi lernt twittern ... 955
34.1 ... Voraussetzungen ... 955
34.2 ... Programmierung ... 957
35. Monitoring ... 963
35.1 ... Munin ... 963
35.2 ... SmokePing ... 969
36. Raspberry Pi-ratensender ... 975
36.1 ... FM-Transmitter einrichten ... 975
37. WLAN-, IPv6- und Tor-Router ... 977
37.1 ... Einführung ... 977
37.2 ... WLAN-Access-Point ... 980
37.3 ... WLAN-Router ... 986
37.4 ... WLAN-Repeater ... 994
37.5 ... IPv6-Router ... 998
37.6 ... Tor-Router ... 1005
38. AirPrint-Drucker selbst gemacht ... 1011
38.1 ... Voraussetzungen ... 1011
38.2 ... AirPrint-Konfiguration ... 1015
39. Automatische Präsentationssysteme ... 1019
39.1 ... Einführung ... 1019
39.2 ... Werkzeugkasten ... 1022
39.3 ... Autonome Bilder-Projektion ... 1026
39.4 ... Video-Player mit Menü ... 1030
40. Luftraumüberwachung ... 1037
40.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 1037
40.2 ... Software ... 1038
41. Die Servokamera ... 1043
41.1 ... Die Hardware ... 1044
41.2 ... Die Python-Software ... 1044
41.3 ... Die Streaming-Software ... 1046
41.4 ... Die Weboberfläche ... 1048
41.5 ... Inbetriebnahme ... 1049
42. PomodoPi ... 1051
42.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 1051
42.2 ... Die Blumenampel ... 1058
42.3 ... Die automatische Bewässerung ... 1059
42.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 1064
43. Wassermelder mit Handyalarm ... 1067
43.1 ... Hardware ... 1067
43.2 ... Pushbullet ... 1068
Index ... 1073