1 Kauf und Inbetriebnahme

21

1.1 Kauf

21

1.2 Raspberry-Pi-Distributionen

34

1.3 NOOBS-Installation

35

1.4 Image-Datei auf eine SD-Karte schreiben

42

1.5 Installationsvarianten für Fortgeschrittene

47

2 Erste Schritte in Raspbian

53

2.1 Basiskonfiguration

54

2.2 Der PIXEL-Desktop

58

2.3 Wichtige Programme

64

2.4 WLAN-Konfiguration

76

2.5 Bluetooth-Konfiguration

78

2.6 USB-Sticks und -Festplatten

79

2.7 Drucker

80

2.8 Raspbian Lite

81

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)

95

3.5 Arbeiten mit Administratorrechten (sudo)

101

3.6 Textdateien lesen und ändern

103

3.7 Verzeichnisse und Dateien

109

3.8 Komprimierte Dateien und Archive

116

3.9 Prozessverwaltung

120

3.10 Netzwerkkommandos

125

4 Arbeitstechniken

129

4.1 Programme installieren und verwalten

130

4.2 Updates

133

4.3 SSH

138

4.4 Fernwartung über das Remote Desktop Protocol

150

4.5 Fernwartung über VNC

153

4.6 Netzwerkverzeichnisse nutzen

154

4.7 Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server)

160

4.8 Internetzugriff auf den Raspberry Pi

168

4.9 FTP-Server einrichten

177

4.10 Programme beim Systemstart ausführen

180

4.11 Programme regelmäT1ss ig ausführen (Cron)

182

4.12 Monitor ein- und ausschalten

185

4.13 Backups erstellen

186

4.14 Overclocking

190

4.15 Notfall-Tipps

192

5 Linux-Grundlagen

199

5.1 Benutzer und Gruppen

200

5.2 Zugriffsrechte

208

5.3 Paketverwaltung

214

5.4 Verwaltung des Dateisystems

216

5.5 Netzwerkkonfiguration

224

5.6 Bluetooth

231

5.7 Systemstart

234

5.8 Systemeinstellungen in config.txt

241

5.9 Grafiksystem

245

5.10 Kernel und Module

248

5.11 Device Trees

250

6 Ubuntu

255

6.1 Installation

256

6.2 Konfiguration und technische Details

258

7 Audio-Player mit Smartphone-Fernbedienung

263

7.1 MPD-Installation und -Konfiguration

263

7.2 MPD-Konfigurationsvarianten

269

7.3 HiFiBerry

278

7.4 Volumio

281

8 Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC

285

8.1 Installation und Konfiguration

286

8.2 Fernbedienung

295

8.3 Kodi-Betrieb

299

9 Multimedia-System mit RasPlex

307

9.1 Kodi oder Plex?

307

9.2 Plex-Server-Konfiguration

310

9.3 RasPlex-Installation und -Konfiguration

313

9.4 Plex-Anwendung

319

10 Hardware-Einstieg

323

10.1 Platinenaufbau

323

10.2 Der BCM2837

325

10.3 GPIO-Kontakte

328

10.4 Stromversorgung

336

10.5 Gehäuse

344

11 Elektrotechnik-Crashkurs

347

11.1 Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz

347

11.2 Grundschaltungen

349

11.3 Elektronische Grundbauteile

354

11.4 Das Multimeter

359

11.5 Breadboard oder Platine?

362

11.6 Löten

364

11.7 Breadboardadapter

366

12 LEDs, Motoren und Relais

371

12.1 Leuchtdioden (LEDs)

371

12.2 Optokoppler

389

12.3 Elektromotoren

390

12.4 Schrittmotoren

403

12.5 Servomotoren

413

12.6 Relais

419

13 Bussysteme

423

13.1 SPI

423

13.2 Der Analog-Digital-Wandler MCP3008

433

13.3 Der Digital-Analog-Wandler MCP4811

439

13.4 I$^2$C

444

13.5 UART

453

13.6 Der Audio-Bus I$^2$S

459

13.7 1-Wire

460

14 Sensoren

463

14.1 PIR-Bewegungssensor

463

14.2 Ultraschallsensor

467

14.3 Wasserstandssensor

470

14.4 Bodenfeuchtigkeitssensor

471

14.5 Temperatursensoren

476

14.6 Fotowiderstand

483

14.7 Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591

485

14.8 Raspberry Pi Camera Board und PiNoIR

488

14.9 Reed-Kontakt

501

14.10 Hardware Real Time Clock

503

14.11 IR-Empfänger

507

14.12 Fingerabdruck-Scanner

509

14.13 Leitfaden für fremde Sensoren

517

15 Erweiterungsboards

519

15.1 Das Gertboard

520

15.2 Der ATmega auf dem Gertboard

535

15.3 Logic-Level-Converter

540

15.4 PiFace Digital 2

541

15.5 StromPi 2 – USV und Wide-Range-Spannungsversorgung

547

15.6 Pimoroni Zero LiPo

550

15.7 GertDuino

552

15.8 Raspberry-Pi-HATs

556

15.9 Sense HAT – Das Mulitalent

562

15.10 Adafruit PWM/Servo-HAT

567

15.11 BrickPi

570

15.12 GrovePi

571

16 Displays

573

16.1 7-Segment-Anzeige

573

16.2 16x2-LC-Display

576

16.3 PiTFT – Der Touchscreen für den Raspberry Pi

581

16.4 Kfz-Rückfahrmonitore

586

16.5 Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay

590

16.6 OLED-Display SSD1306

596

16.7 PaPiRus – Das E-Paper-Display

600

16.8 Weitere Display-Boards

606

17 Python kennenlernen

611

17.1 Python ausprobieren

612

17.2 Python-Konzepte interaktiv kennenlernen

614

17.3 Hello World!

624

18 Python-Grundlagen

631

18.1 Elementare Syntaxregeln

631

18.2 Variablen und Objekte

637

18.3 Operatoren

647

18.4 Verzweigungen (if)

650

18.5 Schleifen (for und while)

652

18.6 Zeichenketten

658

18.7 Listen

664

18.8 Umgang mit Fehlern (Exceptions)

667

18.9 Funktionen

673

18.10 Objektorientiertes Programmieren

683

18.11 Systemfunktionen

695

19 Python-Programmierung

699

19.1 GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO

699

19.2 GPIO-Zugriff mit gpiozero

706

19.3 Reset/Shutdown-Taste

710

19.4 Kamera

712

19.5 Dateien bei Dropbox hochladen

716

19.6 E-Mails versenden

720

19.7 Textdateien lesen und schreiben

722

19.8 Grafikprogrammierung

727

19.9 Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter

734

20 bash-Programmierung

747

20.1 Einführung

747

20.2 Variablen

751

20.3 Schleifen, Bedingungen und Funktionen

757

20.4 WiringPi

767

20.5 Das raspi-gpio-Kommando

773

21 C-Programmierung

775

21.1 Hello World!

775

21.2 GPIO-Steuerung mit C

779

22 Java-Programmierung

783

22.1 Erste Schritte

783

22.2 GPIO-Steuerung mit Java

785

23 PHP-Programmierung

791

23.1 Apache installieren und konfigurieren

792

23.2 Webverzeichnisse einrichten und absichern

794

23.3 HTTPS

801

23.4 PHP installieren und konfigurieren

802

23.5 MariaDB installieren und administrieren

804

23.6 Hello World! in PHP

810

23.7 GPIO-Steuerung mit PHP

812

23.8 Kamerafunktionen mit PHP nutzen

816

24 Mathematica und die Wolfram Language

821

24.1 Arbeiten mit Mathematica

821

24.2 Programmieren mit der Wolfram Language

828

24.3 Grafische Darstellung von Temperaturdaten

835

25 C# (Windows IoT)

839

25.1 Installation

839

25.2 Anwendung

842

25.3 Programmentwicklung mit Visual Studio

844

26 Der Raspberry Pi im Vogelhaus

853

26.1 Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus

853

26.2 Kamerapraxis

856

26.3 Bewegungserkennung mit motion

859

26.4 Das Vogelhaus im praktischen Einsatz

863

27 Zeitmessung mit Lichtschranken

867

27.1 Versuchsaufbau (Hardware)

867

27.2 Software

870

28 Das autonome Auto

873

28.1 Hardware

873

28.2 Die Software

882

29 RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle

885

29.1 RFID-Hardware

886

29.2 Software

889

29.3 Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps

895

30 SnackPi – Abnehmen für Nerds

897

30.1 Übersicht

897

30.2 Hardware

902

30.3 Software

904

30.4 Anmerkungen und Hinweise

915

31 Stromzähler auslesen

917

31.1 Stromzähler-Grundlagen

917

31.2 Einführung in RRDtool

921

31.3 Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten

926

32 Hausautomation mit Netzwerksteckdosen

929

32.1 Einführung

929

32.2 Programmierung

931

33 Hausautomation mit 433-MHz-Funktechnologie

943

33.1 Hardware-Grundlagen

943

33.2 Software und Steuerungsbeispiele

946

34 Ort und Zeit per GPS empfangen

955

34.1 Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi

955

34.2 Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi

963

35 Der Raspberry Pi lernt twittern

969

35.1 Voraussetzungen

969

35.2 Programmierung

971

36 Gewitter erkennen mit dem Blitzsensor

977

36.1 Blitzsensor AS3935

977

36.2 Software

980

37 Klingel-Pi – Der Türglockenverstärker

985

37.1 Geräuschsensor anschlieT1ss en und auswerten

985

38 WLAN- und Tor-Router

989

38.1 Einführung

989

38.2 WLAN-Access-Point

992

38.3 WLAN-Router

999

38.4 Tor-Router

1007

39 DLNA-Server

1013

39.1 Raspbian-Installation auf groT1ss e SD-Karten

1014

39.2 ReadyMedia alias miniDLNA

1016

39.3 Read-only-Konfiguration

1017

40 Pi-hole (Ad-Blocker)

1021

40.1 Installation

1022

40.2 Client-Konfiguration

1024

40.3 Weboberfläche

1025

41 Luftraumüberwachung

1027

41.1 Technischer Hintergrund und Hardware

1027

41.2 Software

1028

42 Die Servokamera

1033

42.1 Die Hardware

1034

42.2 Die Python-Software

1034

42.3 Die Streaming-Software

1036

42.4 Die Weboberfläche

1038

42.5 Inbetriebnahme

1039

43 PomodoPi

1041

43.1 Der Bodenfeuchtigkeitssensor

1041

43.2 Die Blumenampel

1048

43.3 Die automatische Bewässerung

1049

43.4 Photosynthese sichtbar machen

1054

44 Wassermelder mit Handyalarm

1057

44.1 Hardware

1057

44.2 Pushbullet

1059

45 Dicke Luft – Feinstaubmessung und Innenluftqualität

1063

45.1 Was ist Feinstaub?

1063

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

1064

45.3 Anschauliche Grafiken im Web mit SparkFun

1068

45.4 Luftqualitätssensor für den Innenraum

1072