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

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

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

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

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