Raspberry Pi Kochbuch

Transkript

1 Farnham Köln Sebastopol Raspberry Pi Kochbuch Simon Monk Deutsche Übersetzung von Peter Klicman ßeijing Cambridge O'REILLY* Tokyo

2 Inhalt Vorwort IX 1 Setup und Betrieb Einführung Ein Raspberry Pi-Modell wählen Ein Gehäuse für den Raspberry Pi Wahl eines Netzteils Eine Betriebssystem-Distribution wählen Eine SD-Karte mit NOOBS beschreiben Eine SD-Karte manuell beschreiben (Mac) Eine SD-Karte manuell beschreiben (Windows) Eine SD-Karte manuell beschreiben (Linux) Das System anschließen Einen DVI-oder VGA-Monitor anschließen Einen Composite-Monitor oder Fernseher verwenden Den gesamten Speicher der SD-Karte nutzen Die Bildgröße auf Ihrem Monitor anpassen Die Leistung maximieren Das Passwort ändern Den Pi direkt in ein Windowing-System booten Den Raspberry Pi herunterfahren Das Raspberry Pi-Kameramodul installieren 26 2 Vernetzung Einführung Kabelgebundener Anschluss an ein Netzwerk Die IP-Adresse ermitteln 33 I

3 2.3 Eine statische IP-Adresse einstellen Den Netzwerknamen eines Raspberry Pi einstellen Eine WLAN-Verbindung einrichten Anschluss per Konsolenkabel Den Pi entfernt über SSH steuern Den Pi entfernt per VNC steuern Filesharing in einem Mac-Netzwerk Den Pi-Screen auf dem Mac nutzen Einen Raspberry Pi als NAS (Network Attached Storage) nutzen Im Netzwerk drucken 51 3 Betriebssystem Einführung Dateien grafisch verschieben Eine Terminal-Session starten In einem Terminal durch das Dateisystem navigieren Dateien oder Ordner kopieren Dateien oder Ordner umbenennen Eine Datei editieren Den Inhalt einer Datei ansehen Eine Datei ohne Editor erzeugen Ein Verzeichnis anlegen Dateien oder Verzeichnisse löschen Befehle mit Superuser-Rechten ausführen Dateizugriffsrechte verstehen Dateizugriffsrechte ändern Den Eigentümer einer Datei ändern Einen Screenshot erzeugen Software installieren mit apt-get Installierte Software mit apt-get löschen Dateien über die Kommandozeile herunterladen Quellcode mit git herunterladen Ein Programm oder Skript beim Booten automatisch ausführen Ein Programm oder Skript in regelmäßigen Intervallen automatisch ausführen Das Verzeichnissystem durchsuchen Die Kommandozeilen-History nutzen D ie Prozessoraktivität überwachen Mit Archivdateien arbeiten 83 IV Inhalt

4 3.26 Angeschlossene USB-Geräte auflisten Ausgaben der Befehlszeile in eine Datei umleiten Dateien verketten Pipes nutzen Die Ausgabe im Terminal unterbinden Programme im Hintergrund ausführen Befehls-Aliase anlegen Datum und Uhrzeit setzen Freien Speicherplatz auf der SD-Karte ermitteln 89 4 Software Einführung Ein Media Center einrichten Office-Software installieren Andere Browser installieren Den Pi Store nutzen Einen Webcam-Server einrichten Einen Emulator für klassische Spielekonsolen ausführen Minecraft ausführen Open Arena ausführen Raspberry Pi-Radiosender GIMP ausführen Internetradio Python-Grundlagen Einführung Zwischen Python 2 und Python 3 wählen Python-Programme mit IDLE editieren Die Python-Konsole 5.4 Python-Programme nutzen 114 über das Terminal ausführen Variablen Werte ausgeben Benutzereingabeneinlesen Arithmetik Strings erzeugen Strings verketten (verbinden) Zahlen in Strings umwandeln Strings in Zahlen umwandeln Die Länge eine Strings bestimmen 122 Inhalt V

5 5.14 Die Position eines Strings in einem anderen String suchen Einen Teilstring extrahieren Einen Teilstring durch einen anderen ersetzen Einen String in Groß- oder Kleinbuchstaben umwandeln Befehle bedingt ausführen Werte vergleichen Logische Operatoren Anweisungen genau x Mal ausführen Befehle wiederholen, bis sich eine Bedingung ändert Aus einer Schleife ausbrechen Eine Funktion in Python definieren Python-Listen und -Dictionaries Einführung Eine Liste erzeugen Auf Elemente einer Liste zugreifen Die Länge einer Liste ermitteln Elemente zu einer Liste hinzufügen Elemente aus einer Liste entfernen Eine Liste durch Parsing eines Strings erzeugen Iteration über eine Liste Eine Liste durchzählen Eine Liste sortieren Eine Liste zerlegen Eine Funktion auf eine Liste anwenden Ein Dictionary anlegen Auf ein Dictionary zugreifen Elemente aus einem Dictionary entfernen Iteration über Dictionaries Python für Fortgeschrittene Einführung Zahlen formatieren Datum & Uhrzeit formatieren Mehrere Werte zurückliefern Eine Klasse definieren Eine Methode definieren Vererbung In eine Datei schreiben 153 VI Inhalt

6 7.8 Aus einer Datei lesen Pickling Ausnahmebehandlung Module nutzen Zufallszahlen Web-Anfragen aus Python versenden Kommandozeilen-Argumente in Python aus Python versenden Einen einfachen Webserver in Python entwickeln GPIO-Grundlagen Einführung Den GPIO-Anschluss verstehen Den Raspberry Pi bei der Arbeit mit dem GPIO-Anschluss schützen RPi.GPIO installieren I2C einrichten, Die I2C-Tools nutzen SPI einrichten Den seriellen Port freigeben PySerial installieren, um aus Python heraus auf den seriellen Port zugreifen zu können Minicom zum Testen des seriellen Ports installieren Ein Steckbrett und Drahtbrücken nutzen Ein Steckbrett mit einem Pi-Cobbler nutzen V-Signale mit zwei Widerständen in 3,3V umwandeln V-Signale mit einem Pegelwandler-Modul in 3,3V umwandeln Den Raspberry Pi mit Batterien betreiben Einen Raspberry Pi mit einem LiPo-Akku betreiben Erste Schritte mit einem PiFace Digital Interface Board Erste Schritte mit dem Gertboard Erste Schritte mit dem RaspiRobot-Board Erste Schritte mit dem Humble Pi Prototyping-Board Erste Schritte mit einem Pi Plate Prototyping-Board Ein Paddle Board nutzen Hardware steuern Einführung Eine LED anschließen Die Helligkeit einer LED steuern 204 Inhalt VII

7 9.3 Einen Summton erzeugen Hochleistungs-Gleichstromgeräte mit einem Transistor schalten Ein Hochspannungsgerät mit einem Relais schalten Ein Hochspannungs-Wechselstromgerät steuern Eine Benutzerschnittstelle, um Komponenten ein-und auszuschalten Eine Benutzerschnittstelle für die PWM-Steuerung von LEDs und Motoren Die Farbe einer RGB-LED ändern Mit vielen LEDs arbeiten (Charlieplexing) Ein Analoginstrument als Anzeige nutzen Mit Interrupts programmieren GPIO-Ausgänge über eine Web-Schnittstelle steuern Motoren Einführung Servomotoren steuern Eine große Anzahl von Servomotoren steuern Die Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors steuern Die Drehrichtung eines Gleichstrommotors steuern Einen unipolaren Schrittmotor nutzen Einen bipolaren Schrittmotor nutzen Ein RaspiRobot-Board zur Steuerung eines bipolaren Schrittmotors nutzen Einen einfachen Robot-Rover bauen Digitale Eingänge Einführung Einen Taster anschließen Etwas per Taster umschalten Einen Wipp- oder Schiebeschalter nutzen Einen Drei-Wege-Schalter nutzen Eine Taste entprellen Einen externen Pull-Up-Widerstand nutzen Einen Drehgeber nutzen Eine Matrixtastatur nutzen Bewegungen erkennen Den Raspberry Pi um GPS erweitern Tastendruck abfangen 287 VIII Inhalt

8 11.12 Bewegungen der Maus abfangen Eine Echtzeituhr nutzen Sensoren Einführung Ohmsche Widerstände nutzen Licht messen Methan erkennen Eine Spannung messen Spannungen zu Messzwecken reduzieren Ohmsche Sensoren mit in A/D-Wandler nutzen Temperatur mit einem A/D-Wandler messen Beschleunigung messen Die Temperatur mit einem digitalen Sensor messen Entfernungen messen Sensorwerte ausgeben Daten auf einem USB-Laufwerk speichern Displays Einführung Ein vierstelliges LED-Display nutzen Nachrichten auf einer 12C-LED-Matrix ausgeben Pi-Lite nutzen Nachrichten auf einem alphanumerischen LC-Display ausgeben Arduino und Raspberry Pi Einführung Einen Arduino per Raspberry Pi programmieren Mit dem Arduino über den seriellen Monitor kommunizieren PyFirmata einrichten und einen Arduino von einem Raspberry Pi steuern Digitale Ausgänge des Arduino vom Raspberry Pi steuern PyFirmata mit der seriellen Schnittstelle (TTL-Pegel) nutzen Digitale Eingänge des Arduino mit PyFirmata einlesen Analoge Eingänge des Arduino mit PyFirmata einlesen Analoge Ausgänge (PWM) mit PyFirmata nutzen Einen Servo mit PyFirmata steuern Maßgeschneiderte serielle Kommunikation mit dem Arduino Maßgeschneiderte Kommunikation mit dem Arduino über I2C Kleine Arduinos mit dem Raspberry Pi nutzen 367 Inhalt IX

9 14.13 Erste Schritte mit dem alamode-board und einem Raspberry Pi Ein Arduino-Shield mit einem alamode-board und einem Raspberry Pi nutzen Ein Gertboard als Arduino-Interface nutzen 374 Anhang: Teile und Lieferanten 375 Index 381 X Inhalt