1 Kauf und Inbetriebnahme

21

1.1 Kauf

21

1.2 Raspberry-Pi-Distributionen

33

1.3 NOOBS-Installation

34

1.4 Image-Datei auf eine SD-Karte schreiben

41

1.5 Installationsvarianten für Fortgeschrittene

46

2 Erste Schritte in Raspbian

51

2.1 Basiskonfiguration

52

2.2 Der PIXEL-Desktop

55

2.3 Wichtige Programme

61

2.4 WLAN-Konfiguration

74

2.5 Bluetooth-Konfiguration

75

2.6 USB-Sticks und -Festplatten

76

2.7 Drucker

77

2.8 Raspbian Lite

78

3 Arbeiten im Terminal

81

3.1 Erste Experimente

81

3.2 Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel

87

3.3 Farbspiele

90

3.4 Die Bourne Again Shell (bash)

93

3.5 Arbeiten mit Administratorrechten (sudo)

99

3.6 Textdateien lesen und ändern

101

3.7 Verzeichnisse und Dateien

107

3.8 Komprimierte Dateien und Archive

114

3.9 Prozessverwaltung

118

3.10 Netzwerkkommandos

124

4 Arbeitstechniken

127

4.1 Programme installieren und verwalten

128

4.2 Updates

131

4.3 SSH

136

4.4 Fernwartung über das Remote Desktop Protocol

145

4.5 Fernwartung über VNC

148

4.6 Netzwerkverzeichnisse nutzen

149

4.7 Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server)

155

4.8 Internetzugriff auf den Raspberry Pi

162

4.9 FTP-Server einrichten

172

4.10 Programme beim Systemstart ausführen

175

4.11 Programme regelmäßig ausführen (Cron)

176

4.12 Monitor ein- und ausschalten

180

4.13 Backups erstellen

181

4.14 Overclocking

185

4.15 Notfall-Tipps

187

5 Linux-Grundlagen

193

5.1 Benutzer und Gruppen

194

5.2 Zugriffsrechte

202

5.3 Paketverwaltung

208

5.4 Verwaltung des Dateisystems

210

5.5 Netzwerkkonfiguration

218

5.6 Bluetooth

226

5.7 Systemstart

229

5.8 Systemeinstellungen in config.txt

236

5.9 Grafiksystem

241

5.10 Kernel und Module

244

5.11 Device Trees

247

6 Ubuntu

251

6.1 Installation

252

6.2 Konfiguration und technische Details

254

7 Windows 10

257

7.1 Installation

257

7.2 Anwendung

260

7.3 Programmentwicklung mit Visual Studio

262

8 Audio-Player mit Smartphone-Fernbedienung

271

8.1 MPD-Installation und -Konfiguration

271

8.2 MPD-Konfigurationsvarianten

277

8.3 HiFiBerry

286

8.4 Volumio

289

8.5 Pi MusicBox

293

9 Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC

295

9.1 Installation und Konfiguration

296

9.2 Fernbedienung

305

9.3 Kodi-Betrieb

309

10 Multimedia-System mit RasPlex

317

10.1 Kodi oder Plex?

317

10.2 Plex-Server-Konfiguration

320

10.3 RasPlex-Installation und -Konfiguration

323

10.4 Plex-Anwendung

329

11 Hardware-Einstieg

333

11.1 Platinenaufbau

333

11.2 Der BCM2837

335

11.3 GPIO-Kontakte

337

11.4 Stromversorgung

345

11.5 Gehäuse

354

12 Elektrotechnik-Crashkurs

357

12.1 Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz

357

12.2 Grundschaltungen

359

12.3 Elektronische Grundbauteile

364

12.4 Das Multimeter

369

12.5 Breadboard oder Platine?

372

12.6 Löten

374

12.7 Breadboardadapter

376

13 LEDs, Motoren und Relais

381

13.1 Leuchtdioden (LEDs)

381

13.2 Optokoppler

399

13.3 Elektromotoren

400

13.4 Schrittmotoren

413

13.5 Servomotoren

423

13.6 Relais

429

14 Bussysteme

433

14.1 SPI

433

14.2 Der Analog-Digital-Wandler MCP3008

442

14.3 Der Digital-Analog-Wandler MCP4811

448

14.4 I²C

453

14.5 UART

462

14.6 Der Audio-Bus I²S

468

14.7 1-Wire

469

15 Sensoren

471

15.1 PIR-Bewegungssensor

471

15.2 Ultraschallsensor

475

15.3 Wasserstandssensor

478

15.4 Bodenfeuchtigkeitssensor

479

15.5 Temperatursensoren

484

15.6 Fotowiderstand

491

15.7 Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591

493

15.8 Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR

496

15.9 Reed-Kontakt

509

15.10 Hardware Real Time Clock

511

15.11 IR-Empfänger

515

15.12 Fingerabdruck-Scanner

517

15.13 Leitfaden für fremde Sensoren

525

16 Erweiterungsboards

527

16.1 Das Gertboard

528

16.2 Der ATmega auf dem Gertboard

543

16.3 Logic-Level-Converter

548

16.4 PiFace Digital 2

549

16.5 StromPi 2 – USV und Wide-Range-Spannungsversorgung

555

16.6 Pimoroni Zero LiPo

558

16.7 GertDuino

559

16.8 Raspberry-Pi-HATs

564

16.9 Adafruit PWM/Servo-HAT

570

16.10 BrickPi

574

16.11 GrovePi

575

17 Displays

579

17.1 7-Segment-Anzeige

579

17.2 16×2-LC-Display

582

17.3 PiTFT – Der Touchscreen für den Raspberry Pi

587

17.4 Kfz-Rückfahrmonitore

592

17.5 Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay

596

17.6 OLED-Display SSD1306

602

17.7 PaPiRus – Das E-Paper-Display

606

17.8 Weitere Display-Boards

612

18 Python kennenlernen

617

18.1 Python ausprobieren

618

18.2 Python-Konzepte interaktiv kennenlernen

620

18.3 Hello World!

630

19 Python-Grundlagen

637

19.1 Elementare Syntaxregeln

637

19.2 Variablen und Objekte

643

19.3 Operatoren

653

19.4 Verzweigungen (if)

656

19.5 Schleifen (for und while)

658

19.6 Zeichenketten

664

19.7 Listen

670

19.8 Umgang mit Fehlern (Exceptions)

673

19.9 Funktionen

679

19.10 Objektorientiertes Programmieren

689

19.11 Systemfunktionen

701

20 Python-Programmierung

705

20.1 GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO

705

20.2 GPIO-Zugriff mit gpiozero

712

20.3 Reset/Shutdown-Taste

716

20.4 Kamera

718

20.5 Dateien bei Dropbox hochladen

722

20.6 E-Mails versenden

726

20.7 Textdateien lesen und schreiben

728

20.8 Grafikprogrammierung

733

20.9 Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter

740

21 bash-Programmierung

753

21.1 Einführung

753

21.2 Variablen

757

21.3 Schleifen, Bedingungen und Funktionen

763

21.4 WiringPi

773

21.5 Das raspi-gpio-Kommando

779

22 C-Programmierung

781

22.1 Hello World!

781

22.2 GPIO-Steuerung mit C

785

23 Java-Programmierung

789

23.1 Erste Schritte

789

23.2 GPIO-Steuerung mit Java

791

24 PHP-Programmierung

797

24.1 Apache installieren und konfigurieren

798

24.2 Webverzeichnisse einrichten und absichern

800

24.3 HTTPS

807

24.4 PHP installieren und konfigurieren

808

24.5 MySQL installieren und administrieren

810

24.6 Hello World! in PHP

815

24.7 GPIO-Steuerung mit PHP

817

24.8 Kamerafunktionen mit PHP nutzen

822

25 Mathematica und die Wolfram Language

827

25.1 Arbeiten mit Mathematica

827

25.2 Programmieren mit der Wolfram Language

834

25.3 Grafische Darstellung von Temperaturdaten

841

26 Der Raspberry Pi im Vogelhaus

847

26.1 Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus

847

26.2 Kamerapraxis

850

26.3 Bewegungserkennung mit motion

853

26.4 Das Vogelhaus im praktischen Einsatz

857

27 Zeitmessung mit Lichtschranken

861

27.1 Versuchsaufbau (Hardware)

861

27.2 Software

864

28 Das autonome Auto

867

28.1 Hardware

867

28.2 Die Software

876

29 RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle

879

29.1 RFID-Hardware

880

29.2 Software

883

29.3 Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps

889

30 SnackPi – Abnehmen für Nerds

891

30.1 Übersicht

891

30.2 Hardware

896

30.3 Software

898

30.4 Anmerkungen und Hinweise

909

31 Stromzähler auslesen

911

31.1 Stromzähler-Grundlagen

911

31.2 Einführung in RRDtool

915

31.3 Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten

920

32 Hausautomation mit Netzwerksteckdosen

923

32.1 Einführung

923

32.2 Programmierung

925

33 Hausautomation mit 433-MHz-Funktechnologie

937

33.1 Hardware-Grundlagen

937

33.2 Software und Steuerungsbeispiele

940

34 Ort und Zeit per GPS empfangen

949

34.1 Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi

949

34.2 Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi

957

35 Der Raspberry Pi lernt twittern

963

35.1 Voraussetzungen

963

35.2 Programmierung

965

36 Raspberry Pi-ratensender

971

36.1 FM-Transmitter einrichten

971

38 Klingel-Pi – Der Türglockenverstärker

981

38.1 Geräuschsensor anschließen und auswerten

981

39 WLAN- und Tor-Router

985

39.1 Einführung

985

39.2 WLAN-Access-Point

988

39.3 WLAN-Router

994

39.4 Tor-Router

1002

40 AirPrint-Drucker selbst gemacht

1009

40.1 Voraussetzungen

1009

40.2 AirPrint-Konfiguration

1014

41 DLNA-Server

1017

41.1 Raspbian-Installation auf große SD-Karten

1018

41.2 ReadyMedia alias miniDLNA

1021

41.3 Read-only-Konfiguration

1022

41.4 Praxis

1026

42 Luftraumüberwachung

1027

42.1 Technischer Hintergrund und Hardware

1027

42.2 Software

1028

43 Die Servokamera

1033

43.1 Die Hardware

1034

43.2 Die Python-Software

1034

43.3 Die Streaming-Software

1036

43.4 Die Weboberfläche

1038

43.5 Inbetriebnahme

1039

44 PomodoPi

1041

44.1 Der Bodenfeuchtigkeitssensor

1041

44.2 Die Blumenampel

1048

44.3 Die automatische Bewässerung

1049

44.4 Photosynthese sichtbar machen

1054

45 Wassermelder mit Handyalarm

1057

45.1 Hardware

1057

45.2 Pushbullet

1059

46 Dicke Luft – Feinstaubmessung und Innenluftqualität

1063

46.1 Was ist Feinstaub?

1063

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

1064

46.3 Anschauliche Grafiken im Web mit SparkFun

1068

46.4 Luftqualitätssensor für den Innenraum

1072