Raspberry Pi für Einsteiger

Matt Richardson, Shawn Wallace, Tanja Feder

• Publisher: O'Reilly
• Year: 2015
• eBook ISBN: 9783955619947
• Edition: 2
• Topic: Informatica
• Subtopic: Hardware

Was können Sie mit dem Raspberry Pi machen - einem kreditkartengroßen Computer zum Preis von 35 Euro? Alles! Wenn Sie programmieren lernen oder neue Elektronikprojekte umsetzen möchten, wird Ihnen dieser praktische Ratgeber extrem nützlich sein. Das Buch wurde in der zweiten Auflage auch für das Raspberry-Pi-Modell B+ aktualisiert und führt Sie Schritt für Schritt durch die unterhaltsamen und lehrreichen Möglichkeiten der Mikrocontroller-Plattform. Greifen Sie auf vorinstallierte Programmiersprachen zurück. Nutzen Sie den Raspberry Pi zusammen mit dem Arduino. Erstellen Sie Projekte, die mit dem Internet verbunden sind. Geben Sie Multimedia-Dateien wieder. Mit dem Raspberry Pi können Sie dies und vieles mehr erreichen. • Machen Sie sich mit den Hardware-Features des Raspberry-Pi-Boards vertraut. • Eignen Sie sich so viel Linux-Wissen an, dass Sie mit dem Betriebssystem zurechtkommen. • Erlernen Sie die Grundlagen von Python und Scratch - und beginnen Sie zu programmieren. • Zeichnen Sie Grafiken, erzeugen Sie Klänge und verarbeiten Sie Mausereignisse mit dem Pygame-Framework. • Nutzen Sie die Ein- und Ausgabepins GPIO des Mikrocontrollers für Hardware-Basteleien. • Finden Sie heraus, wie sich Arduino und Raspberry Pi gegenseitig ergänzen. • Erstellen Sie Ihren eigenen Pi-basierten Webserver mit Python. • Lernen Sie das Raspberry-Pi-Kamera-Modul kennen und binden Sie USB-Webcams und andere Peripherie-Geräte in Ihre Projekte ein.

Kapitel 1. Fahrt aufnehmen

Einige Begriffe tauchen immer wieder auf, wenn sich Leute über den Raspberry Pi unterhalten: klein, günstig, hackbar, für die Ausbildung geeignet. Eines ist er aber nicht: aus dem Stand lauffähig. Es ist nicht besonders schwierig, ihn in einen Fernseher einzustöpseln und etwas angezeigt zu bekommen. Aber der Pi ist kein Consumer-Gerät. Abhängig von Ihren Zielen werden Sie eine Reihe von Entscheidungen zur Peripherie und Software Ihres Raspberry Pi treffen müssen.

Natürlich brauchen Sie als Allererstes den Raspberry Pi selbst. Wahrscheinlich haben Sie jetzt schon einen, aber wenn nicht, hat die Raspberry Pi Foundation Vereinbarungen mit ein paar Herstellern getroffen, bei denen Sie einen Pi direkt zum üblichen Preis im Preissegment von 25 bis 35 Euro kaufen können. Es handelt sich um:

Pi Swag (www.swag.raspberypi.org)

Der Online‐Store der Foundation

Premier Farnell/Element 14 (www.bit.ly/1oTTuVK)

Ein britischer Elektronikhändler mit vielen Vertretungen auf der ganzen Welt (auch in Deutschland)

RS Components (www.rs-components.com/raspberrypi)

Ein weiterer aus Großbritannien stammender Elektronikhändler

Darüber hinaus ist der Raspberry Pi über zahlreiche Elektronik-Versender in Deutschland (z. B. Elektronik-Reichelt, Watterott oder Elektronik Conrad) erhältlich.

Der niedrige Preis des Raspberry Pi ist natürlich ein zentraler Bestandteil der ganzen Geschichte. Es ist ungewöhnlich, dass normale Privatnutzer direkt bei einem Distributor wenige Geräte zu dem gleichen Preis kaufen können wie große Reseller. Einige potenzielle Reseller waren vom Preis in den ersten Ankündigungen verwirrt—sie konnten sich nicht vorstellen, damit noch Gewinn zu machen. Das ist der Grund, warum manche Reseller noch etwas auf die 35 Euro aufschlagen (meist bis 40 Euro). Die Allgemeinheit kann immer noch direkt bei den hier erwähnten Distributoren kaufen, aber die Retailer und Reseller liefern häufig schneller. Sowohl MAKE:'s eigenes Maker Shed (http://www.bit.ly/1sfkHgA ) als auch Adafruit ( http://www.www.bit.ly/1oTTzZF ) sind zwei Firmen, die Raspberry Pis und das Zubehör zu etwas höheren Preisen verkaufen.

Genug Mikroelektronik‐Klatsch—lassen Sie uns das Board des Raspberry Pi endlich genauer anschauen.

Eine Tour über das Board

Es gibt vier verschiedene Versionen des Raspberry-Pi-Boards. Die erste Version ist das Modell B, auf das das einfachere und preiswertere Modell A folgte. 2014 kündigte die Raspberry Pi Foundation eine erhebliche Überarbeitung (und Verbesserung) des Designs des Pi-Boards an: das Modell B+. Dieses Modell B+ wird für die absehbare Zukunft das Standardmodell sein. Die Raspberry Pi Foundation hat außerdem eine Version mit dem Namen Compute Module entwickelt, mit der der Pi in Produkte eingebunden werden kann. In Abbildung 1.1 sehen Sie alle vier Versionen des Boards.

Abbildung 1.1 Die vier Versionen des Raspberry Pi: Modell B+, Modell B, Modell A und Compute Module (im Uhrzeigersinn von oben) — Modell B ist das Standard‐Referenzdesign, Foto von Modell A mit freundlicher Genehmigung von SparkFun. Electronics (CC BY 2.0)

Lassen Sie uns kurz aufzählen, was Sie im Karton mit dem Raspberry Pi finden.

Man macht es sich zu einfach, wenn man den Raspberry Pi als ein Mikrocontroller‐Entwicklungsboard wie den Arduino oder als Laptop‐Ersatz ansieht. Tatsächlich handelt es sich eher um die Innereien eines mobilen Geräts mit vielen Bastler‐freundlichen Anschlussmöglichkeiten für die verschiedenen Ports und Funktionen. In Abbildung 1.2 sehen Sie alle unten beschriebenen Teile des Boards.

Abbildung 1.2 Eine Übersicht über die Hardware‐Schnittstellen des Raspberry Pi

Im Folgenden finden Sie eine Beschreibung jeder einzelnen Komponente:

2. Der Prozessor Das Herz des Raspberry Pi enthält den gleichen Prozessortyp wie das iPhone 3G oder der Kindle 2, Sie können den Raspberry Pi leistungstechnisch also durchaus mit diesen Geräten vergleichen. Es handelt sich um ein 32-Bit-System mit 700 MHz, basierend auf der ARM11‐Architektur. ARM-Chips gibt es in verschiedenen Architekturen mit unterschiedlich vielen Cores konfiguriert, um eine Reihe verschiedener Leistungsebenen (und Preisstufen) anzusprechen. Modell B und Modell B+ verfügen über 512 MB RAM, Modell A über 256 MB. (Die erste Charge des Modells B hat auch nur 256 MB RAM.)
3. Ausgänge für Composite Video und analoge Audio‐Signale Bei Modell B+ stehen Ausgänge für analoge Audio- und Videosignale auf einem standardmäßigen 4‑poligen 3,8 mm-Stecker zur Verfügung. Ein Ende des Verbindungskabels verfügt über einen 4‑poligen Klinkenstecker, das andere...

Table of contents

• Raspberry Pi für Einsteiger
• Vorwort
• 1. Fahrt aufnehmen
• 2. Linux auf dem Raspberry Pi
• 3. Spezielle Distributionen
• 4. Python auf dem Pi
• 5. Pygame für Animation und Multimedia
• 6. Scratch auf dem Pi
• 7. Arduino und der Pi
• 8. Die grundlegenden Ein- und Ausgänge
• 9. Ein- und Ausgänge mit Python programmieren
• 10. Ein- und Ausgang
• 11. Einsatz von Kameras
• 12. Python und das Internet
• A. Ein SD-Karten-Image schreiben
• Colophon
• Stichwortverzeichnis
• Impressum