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Raspberry Pi

Das umfassende Handbuch. Über 1.000 Seiten in Farbe. Mit Einstieg in Linux, Python und Elektrotechnik. Aktuell zum Raspberry Pi 4

Michael Kofler, Charly Kühnast, Christoph Scherbeck

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Beschreibung

Aktuell zum Raspberry Pi 4 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.

Produktdetails

Einband gebundene Ausgabe
Seitenzahl 1062
Erscheinungsdatum 22.11.2019
Sprache Deutsch
ISBN 978-3-8362-6933-9
Reihe Rheinwerk Computing
Verlag Rheinwerk
Maße (L/B/H) 24,7/18,2/6,4 cm
Gewicht 2077 g
Auflage 6. überarbeitete Auflage
Verkaufsrang 8490
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Basteln
von einer Kundin/einem Kunden aus Winterthur am 12.12.2020

Wer Lust hat mit Computer zu basteln wird hier gut eingeführt in alle Möglichkeiten

Weitere Artikel finden Sie in:
  • Bilder
  • Leseprobe
  • Inhaltsverzeichnis
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  •   Vorwort ... 15

    TEIL I  Den Raspberry Pi kennenlernen ... 19

      1.  Kauf und Inbetriebnahme ... 21

           1.1 ... Kauf ... 21

           1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 33

           1.3 ... NOOBS-Installation ... 35

      2.  Erste Schritte in Raspbian ... 41

           2.1 ... Basiskonfiguration ... 42

           2.2 ... Der Pixel-Desktop ... 46

           2.3 ... Wichtige Programme ... 49

           2.4 ... WLAN-Konfiguration ... 59

           2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 60

           2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 61

           2.7 ... Drucker ... 62

      3.  Arbeiten im Terminal ... 65

           3.1 ... Erste Experimente ... 65

           3.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 71

           3.3 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 74

           3.4 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 80

           3.5 ... Textdateien lesen und ändern ... 83

           3.6 ... Verzeichnisse und Dateien ... 88

           3.7 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 95

           3.8 ... Prozessverwaltung ... 99

           3.9 ... Netzwerkkommandos ... 105

      4.  Tipps & Tricks ... 109

           4.1 ... Image auf eine SD-Karte schreiben ... 109

           4.2 ... Raspbian Lite ... 112

           4.3 ... WLAN- und SSH-Server vorkonfigurieren ... 113

           4.4 ... Pixel-Desktop konfigurieren ... 114

           4.5 ... Bildschirmschoner aktivieren/deaktivieren ... 116

           4.6 ... Screenshots erstellen ... 117

           4.7 ... Mehr Farbe im Terminal ... 117

           4.8 ... Overclocking ... 120

           4.9 ... Notfall-Tipps ... 122

      5.  Arbeitstechniken ... 127

           5.1 ... Programme installieren und verwalten ... 128

           5.2 ... Updates ... 131

           5.3 ... SSH ... 136

           5.4 ... Fernwartung über das Remote Desktop Protocol ... 147

           5.5 ... Fernwartung über VNC ... 151

           5.6 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 152

           5.7 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 158

           5.8 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 165

           5.9 ... FTP-Server einrichten ... 174

           5.10 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 177

           5.11 ... Programme regelmäßig ausführen (Cron) ... 179

           5.12 ... Monitor ein- und ausschalten ... 182

           5.13 ... 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 ... 206

           6.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 214

           6.6 ... Bluetooth ... 221

           6.7 ... Systemstart ... 224

           6.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 231

           6.9 ... Grafiksystem ... 236

           6.10 ... Kernel und Module ... 238

           6.11 ... Device Trees ... 241

    TEIL II  Der Raspberry Pi als Media-Center ... 245

      7.  Audio-Player mit Smartphone-Fernbedienung ... 247

           7.1 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 247

           7.2 ... MPD-Konfigurationsvarianten ... 253

           7.3 ... HiFiBerry ... 262

           7.4 ... Volumio ... 265

      8.  Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 269

           8.1 ... Installation und Konfiguration ... 270

           8.2 ... Kodi-Betrieb ... 279

    TEIL III  Hardware-Grundlagen ... 287

      9.  Hardware-Einstieg ... 289

           9.1 ... Platinenaufbau ... 289

           9.2 ... Der BCM2711 ... 291

           9.3 ... GPIO-Kontakte ... 295

           9.4 ... Stromversorgung ... 303

           9.5 ... Gehäuse ... 311

    10.  Elektrotechnik-Crashkurs ... 315

           10.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 315

           10.2 ... Grundschaltungen ... 317

           10.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 322

           10.4 ... Das Multimeter ... 327

           10.5 ... Breadboard oder Platine? ... 330

           10.6 ... Löten ... 332

           10.7 ... Breadboardadapter ... 334

    11.  LEDs, Motoren und Relais ... 339

           11.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 339

           11.2 ... Optokoppler ... 357

           11.3 ... Elektromotoren ... 358

           11.4 ... Schrittmotoren ... 371

           11.5 ... Servomotoren ... 381

           11.6 ... Relais ... 387

    12.  Bussysteme ... 391

           12.1 ... SPI ... 391

           12.2 ... Der Analog-Digital-Wandler MCP3008 ... 401

           12.3 ... Der Digital-Analog-Wandler MCP4811 ... 407

           12.4 ... I$^2$C ... 412

           12.5 ... UART ... 421

           12.6 ... Der Audio-Bus I$^2$S ... 427

           12.7 ... 1-Wire ... 428

    13.  Sensoren ... 431

           13.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 431

           13.2 ... Ultraschallsensor ... 435

           13.3 ... Wasserstandssensor ... 438

           13.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 439

           13.5 ... Temperatursensoren ... 444

           13.6 ... Fotowiderstand ... 451

           13.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 453

           13.8 ... Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR ... 456

           13.9 ... Reed-Kontakt ... 469

           13.10 ... Hardware Real Time Clock ... 471

           13.11 ... IR-Empfänger ... 475

           13.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 477

           13.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 485

    14.  Erweiterungsboards ... 487

           14.1 ... Das Gertboard ... 488

           14.2 ... Der ATmega auf dem Gertboard ... 503

           14.3 ... Logic-Level-Converter ... 508

           14.4 ... PiFace Digital 2 ... 509

           14.5 ... StromPi 2 -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 515

           14.6 ... Pimoroni Zero LiPo ... 518

           14.7 ... GertDuino ... 520

           14.8 ... Raspberry-Pi-HATs ... 524

           14.9 ... Sense HAT -- Das Mulitalent ... 530

           14.10 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 535

           14.11 ... BrickPi ... 538

           14.12 ... GrovePi ... 539

    15.  Displays ... 541

           15.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 541

           15.2 ... 16x2-LC-Display ... 544

           15.3 ... PiTFT -- Der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 549

           15.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 554

           15.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 558

           15.6 ... OLED-Display SSD1306 ... 564

           15.7 ... PaPiRus -- Das E-Paper-Display ... 568

           15.8 ... Weitere Display-Boards ... 574

    TEIL IV  Programmierung ... 577

    16.  Python kennenlernen ... 579

           16.1 ... Python ausprobieren ... 580

           16.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 582

           16.3 ... Hello World! ... 592

    17.  Python-Grundlagen ... 599

           17.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 599

           17.2 ... Variablen und Objekte ... 605

           17.3 ... Operatoren ... 615

           17.4 ... Verzweigungen (if) ... 618

           17.5 ... Schleifen (for und while) ... 620

           17.6 ... Zeichenketten ... 626

           17.7 ... Listen ... 632

           17.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 635

           17.9 ... Funktionen ... 641

           17.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 651

           17.11 ... Systemfunktionen ... 663

    18.  Python-Programmierung ... 667

           18.1 ... GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO ... 667

           18.2 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 674

           18.3 ... Reset/Shutdown-Taste ... 678

           18.4 ... Kamera ... 680

           18.5 ... Dateien bei Dropbox hochladen ... 684

           18.6 ... E-Mails versenden ... 688

           18.7 ... Textdateien lesen und schreiben ... 690

           18.8 ... Grafikprogrammierung ... 695

           18.9 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 702

           18.10 ... Matplotlib ... 715

    19.  bash-Programmierung ... 721

           19.1 ... Einführung ... 721

           19.2 ... Variablen ... 725

           19.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 731

           19.4 ... WiringPi ... 741

           19.5 ... Das raspi-gpio-Kommando ... 747

           19.6 ... Das pinout-Kommando ... 749

    20.  C-Programmierung ... 751

           20.1 ... Hello World! ... 751

           20.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 755

    21.  Java-Programmierung ... 759

           21.1 ... Erste Schritte ... 759

           21.2 ... GPIO-Steuerung mit Java ... 761

    22.  PHP-Programmierung ... 767

           22.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 768

           22.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 770

           22.3 ... HTTPS ... 776

           22.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 778

           22.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 780

           22.6 ... Hello World! in PHP ... 785

           22.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 787

           22.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 792

    23.  Mathematica und die Wolfram Language ... 797

           23.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 798

           23.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 804

           23.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 811

    TEIL V  Projekte ... 815

    24.  Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 817

           24.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 817

           24.2 ... Kamerapraxis ... 820

           24.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 823

           24.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 827

    25.  Zeitmessung mit Lichtschranken ... 831

           25.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 831

           25.2 ... Software ... 834

    26.  Das autonome Auto ... 837

           26.1 ... Hardware ... 837

           26.2 ... Die Software ... 846

    27.  RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 849

           27.1 ... RFID-Hardware ... 850

           27.2 ... Software ... 853

           27.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 859

    28.  Stromzähler auslesen ... 861

           28.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 861

           28.2 ... Einführung in RRDtool ... 865

           28.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 870

    29.  Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 873

           29.1 ... Einführung ... 873

           29.2 ... Programmierung ... 875

    30.  Hausautomation mit 433-MHz-Funktechnologie ... 887

           30.1 ... Hardware-Grundlagen ... 887

           30.2 ... Software und Steuerungsbeispiele ... 890

    31.  Die Schalthebel der Nacht ... 899

           31.1 ... Vorbereitung ... 899

           31.2 ... Der Lux-Sensor ... 900

           31.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 902

           31.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 906

           31.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 909

    32.  Ort und Zeit per GPS empfangen ... 911

           32.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 911

           32.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 919

    33.  Der Raspberry Pi lernt twittern ... 925

           33.1 ... Voraussetzungen ... 925

           33.2 ... Programmierung ... 927

    34.  Gewitter erkennen mit dem Blitzsensor ... 933

           34.1 ... Blitzsensor AS3935 ... 933

           34.2 ... Software ... 936

    35.  Klingel-Pi -- Der Türglockenverstärker ... 941

           35.1 ... Geräuschsensor anschließen und auswerten ... 941

    36.  WLAN- und Tor-Router ... 945

           36.1 ... Einführung ... 945

           36.2 ... WLAN-Access-Point ... 948

           36.3 ... WLAN-Router ... 954

           36.4 ... Tor-Router ... 962

    37.  DLNA-Server ... 969

           37.1 ... Raspbian-Installation auf große SD-Karten ... 970

           37.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 973

           37.3 ... Read-only-Konfiguration ... 974

    38.  Pi-hole (Ad-Blocker) ... 979

           38.1 ... Installation ... 980

           38.2 ... Client-Konfiguration ... 982

           38.3 ... Weboberfläche ... 983

    39.  USB-Stick-Checker (CIRCLean) ... 985

           39.1 ... CIRCLean installieren und anwenden ... 986

           39.2 ... Einschränkungen ... 988

    40.  NAS mit openmediavault ... 989

           40.1 ... Voraussetzungen ... 990

           40.2 ... Installation ... 992

           40.3 ... Konfiguration ... 993

    41.  Luftraumüberwachung ... 999

           41.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 999

           41.2 ... Software ... 1000

    42.  Die Servokamera ... 1005

           42.1 ... Die Hardware ... 1006

           42.2 ... Die Python-Software ... 1006

           42.3 ... Die Streaming-Software ... 1008

           42.4 ... Die Weboberfläche ... 1010

           42.5 ... Inbetriebnahme ... 1011

    43.  PomodoPi ... 1013

           43.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 1013

           43.2 ... Die Blumenampel ... 1021

           43.3 ... Die automatische Bewässerung ... 1023

           43.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 1027

    44.  Wassermelder mit Handyalarm ... 1031

           44.1 ... Hardware ... 1031

           44.2 ... Pushbullet ... 1033

    45.  Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 1037

           45.1 ... Was ist Feinstaub? ... 1037

           45.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 1038

           45.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 1042

           45.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 1046

      Index ... 1049