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Raspberry Pi

Raspberry Pi

Das große Handbuch. Über 1.000 Seiten in Farbe. Mit Einstieg in Linux, Python und Elektrotechnik. Aktuell zum Raspberry Pi 5, Pi-OS »Bookworm« und den GPIO-Bibliotheken

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Beschreibung

Details

Verkaufsrang

12694

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

03.05.2024

Verlag

Rheinwerk

Seitenzahl

1045

Beschreibung

Rezension

»Ein exzellentes Werk für jeden, der sich ernsthaft mit dem Raspberry Pi auseinandersetzen möchte. Nicht nur ein Lehrbuch, sondern auch eine Inspirationsquelle.«
»Dieses „umfassende Handbuch“ bietet tatsächlich für jeden Raspi-Anwender etwas und seine ansprechende Aufmachung mit vielen farbigen Abbildungen kann manchem die Scheu vor einem so dicken Wälzer nehmen.«
»Buchtipp«

Details

Verkaufsrang

12694

Einband

Gebundene Ausgabe

Erscheinungsdatum

03.05.2024

Verlag

Rheinwerk

Seitenzahl

1045

Maße (L/B/H)

24.8/18.2/6.4 cm

Gewicht

2074 g

Auflage

8. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-8362-9666-3

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  • Raspberry Pi


  •   Vorwort ... 15

      Geleitwort von Eben Upton ... 20

    TEIL I.  Den Raspberry Pi kennenlernen ... 21

      1.  Kauf und Inbetriebnahme ... 23

           1.1 ... Kauf ... 23

           1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 37

           1.3 ... Installation ... 39

      2.  Erste Schritte mit Raspberry Pi OS ... 43

           2.1 ... Basiskonfiguration ... 44

           2.2 ... Der PIXEL Desktop ... 51

           2.3 ... Wichtige Programme ... 53

           2.4 ... WLAN-Konfiguration ... 63

           2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 64

           2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 65

           2.7 ... Drucker ... 66

      3.  Arbeiten im Terminal ... 69

           3.1 ... Erste Experimente ... 69

           3.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 75

           3.3 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 78

           3.4 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 84

           3.5 ... Textdateien lesen und ändern ... 87

           3.6 ... Verzeichnisse und Dateien ... 92

           3.7 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 99

           3.8 ... Prozessverwaltung ... 103

           3.9 ... Netzwerkkommandos ... 108

      4.  Tipps & Tricks ... 113

           4.1 ... Raspberry Pi OS Lite ... 113

           4.2 ... WLAN und SSH-Server vorkonfigurieren ... 116

           4.3 ... PIXEL Desktop konfigurieren ... 117

           4.4 ... Screenshots erstellen ... 120

           4.5 ... Mehr Farbe im Terminal ... 121

           4.6 ... Overclocking ... 123

           4.7 ... USB-Booting ... 127

           4.8 ... SSDs mit PCIe verwenden ... 131

           4.9 ... Notfall-Tipps ... 135

      5.  Arbeitstechniken ... 143

           5.1 ... Programme installieren und verwalten ... 143

           5.2 ... Updates ... 147

           5.3 ... SSH ... 152

           5.4 ... Remote-Desktop-Nutzung (VNC) ... 160

           5.5 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 166

           5.6 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 171

           5.7 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 178

           5.8 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 187

           5.9 ... Programme regelmässig ausführen (Cron) ... 188

           5.10 ... Monitor ein- und ausschalten ... 191

           5.11 ... Backups erstellen ... 193

      6.  Linux-Grundlagen ... 199

           6.1 ... Benutzer und Gruppen ... 200

           6.2 ... Zugriffsrechte ... 207

           6.3 ... Paketverwaltung ... 214

           6.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 216

           6.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 224

           6.6 ... Bluetooth ... 229

           6.7 ... Systemstart ... 231

           6.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 239

           6.9 ... Grafiksystem ... 243

           6.10 ... Kernel und Module ... 246

           6.11 ... Device Trees ... 249

      7.  Ubuntu ... 253

           7.1 ... Installation ... 253

           7.2 ... Desktop-Nutzung ... 255

           7.3 ... Servereinsatz ... 258

    TEIL II.  Der Raspberry Pi als Media-Center und Spielekonsole ... 259

      8.  Audioplayer mit Smartphone-Fernbedienung ... 261

           8.1 ... Musik hören mit dem Raspberry Pi ... 262

           8.2 ... HiFiBerry ... 263

           8.3 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 266

           8.4 ... Volumio ... 274

      9.  Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 279

           9.1 ... Installation und Konfiguration ... 280

           9.2 ... Anwendung ... 288

    10.  RetroPie ... 295

           10.1 ... Gehäuse und Controller ... 296

           10.2 ... Installation ... 300

           10.3 ... Spiele starten, speichern und laden ... 306

    TEIL III.  Hardware-Grundlagen ... 309

    11.  Hardware-Einstieg ... 311

           11.1 ... Platinenaufbau ... 311

           11.2 ... Der BCM2712 ... 312

           11.3 ... GPIO-Kontakte ... 316

           11.4 ... Stromversorgung ... 324

           11.5 ... Gehäuse ... 331

    12.  Elektrotechnik-Crashkurs ... 335

           12.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 335

           12.2 ... Grundschaltungen ... 337

           12.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 342

           12.4 ... Das Multimeter ... 347

           12.5 ... Breadboard oder Platine? ... 350

           12.6 ... Löten ... 352

           12.7 ... Breadboardadapter ... 354

    13.  LEDs, Motoren und Relais ... 359

           13.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 359

           13.2 ... Optokoppler ... 377

           13.3 ... Elektromotoren ... 378

           13.4 ... Schrittmotoren ... 389

           13.5 ... Servomotoren ... 399

           13.6 ... Relais ... 406

           13.7 ... Remote GPIO ... 409

    14.  Bussysteme ... 413

           14.1 ... SPI ... 413

           14.2 ... Der Analog-digital-Wandler MCP3008 ... 422

           14.3 ... Der Digital-analog-Wandler MCP4811 ... 428

           14.4 ... I2C ... 433

           14.5 ... UART ... 441

           14.6 ... Der Audio-Bus I2S ... 445

           14.7 ... 1-Wire ... 446

    15.  Sensoren ... 449

           15.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 449

           15.2 ... Ultraschallsensor ... 453

           15.3 ... Wasserstandssensor ... 455

           15.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 457

           15.5 ... Temperatursensoren ... 462

           15.6 ... Fotowiderstand ... 466

           15.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 468

           15.8 ... Raspberry Pi Camera Boards ... 471

           15.9 ... Reed-Kontakt ... 483

           15.10 ... Hardware Real-Time Clock ... 485

           15.11 ... IR-Empfänger ... 488

           15.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 490

           15.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 498

    16.  Erweiterungsboards ... 501

           16.1 ... StromPi -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 501

           16.2 ... Pimoroni Zero LiPo ... 505

           16.3 ... Raspberry-Pi-HATs ... 506

           16.4 ... Sense HAT -- das Multitalent ... 511

           16.5 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 516

    17.  Displays ... 521

           17.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 521

           17.2 ... 16x2-LC-Display ... 524

           17.3 ... PiTFT -- der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 526

           17.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 530

           17.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 534

           17.6 ... PaPiRus -- das E-Paper-Display ... 539

    TEIL IV.  Programmierung ... 547

    18.  Python kennenlernen ... 549

           18.1 ... Python ausprobieren ... 550

           18.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 552

           18.3 ... Eigene Scripts programmieren ... 562

    19.  Python-Grundlagen ... 567

           19.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 567

           19.2 ... Variablen und Objekte ... 572

           19.3 ... Operatoren ... 578

           19.4 ... Verzweigungen (if) ... 580

           19.5 ... Schleifen (for und while) ... 582

           19.6 ... Zeichenketten ... 588

           19.7 ... Listen ... 593

           19.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 597

           19.9 ... Funktionen ... 602

           19.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 612

           19.11 ... Systemfunktionen ... 617

           19.12 ... Externe Module installieren (pip) ... 620

    20.  Python-Programmierung ... 623

           20.1 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 623

           20.2 ... GPIO-Zugriff mit lgpio ... 631

           20.3 ... GPIO-Zugriff mit rpi-lgpio ... 632

           20.4 ... GPIO-Zugriff mit gpiod ... 634

           20.5 ... Reset/Shutdown-Taste ... 634

           20.6 ... Kamera ... 637

           20.7 ... E-Mails versenden ... 642

           20.8 ... Textdateien lesen und schreiben ... 646

           20.9 ... Grafikprogrammierung ... 650

           20.10 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 657

           20.11 ... matplotlib ... 669

    21.  bash-Programmierung ... 675

           21.1 ... Einführung ... 675

           21.2 ... Variablen ... 679

           21.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 684

           21.4 ... GPIO-Steuerung per Kommando ... 695

           21.5 ... GPIO-Informationen ermitteln ... 697

           21.6 ... Die Kommandos »gpioget« und »gpioset« ... 700

           21.7 ... Das Kommando pinctrl ... 705

    22.  C-Programmierung ... 707

           22.1 ... Hello World ... 707

           22.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 711

    23.  PHP-Programmierung ... 715

           23.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 716

           23.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 718

           23.3 ... HTTPS ... 724

           23.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 728

           23.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 730

           23.6 ... »Hello World« in PHP ... 735

           23.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 737

           23.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 741

    24.  Mathematica und die Wolfram Language ... 745

           24.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 746

           24.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 752

           24.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 758

    TEIL V.  Projekte ... 763

    25.  Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 765

           25.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 765

           25.2 ... Kamerapraxis ... 768

           25.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 771

           25.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 774

    26.  Zeitmessung mit Lichtschranken ... 777

           26.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 777

           26.2 ... Programmcode ... 780

    27.  Das autonome Auto ... 783

           27.1 ... Der Bau des Autos ... 783

           27.2 ... Die Software ... 792

    28.  RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 795

           28.1 ... RFID-Hardware ... 796

           28.2 ... Software ... 798

           28.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 804

    29.  Stromzähler auslesen ... 807

           29.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 807

           29.2 ... Einführung in RRDtool ... 811

           29.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 816

    30.  Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 819

           30.1 ... Einführung ... 819

           30.2 ... Programmierung ... 821

    31.  Die Schalthebel der Nacht ... 833

           31.1 ... Vorbereitung ... 833

           31.2 ... Der Lux-Sensor ... 834

           31.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 837

           31.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 840

           31.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 843

    32.  Ort und Zeit per GPS empfangen ... 847

           32.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 847

           32.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 855

    33.  Klingel-Pi -- der Türglockenverstärker ... 861

           33.1 ... Geräuschsensor anschliessen ... 861

           33.2 ... Software ... 862

    34.  DLNA-Server ... 865

           34.1 ... Inbetriebnahme ohne Tastatur und Monitor ... 866

           34.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 869

           34.3 ... Read-only-Konfiguration ... 871

    35.  Pi-hole (Ad-Blocker) ... 873

           35.1 ... Installation ... 874

           35.2 ... Client-Konfiguration ... 877

           35.3 ... Weboberfläche ... 878

    36.  WLAN-Router ... 881

           36.1 ... Basiskonfiguration ... 881

           36.2 ... Routerkonfiguration mit »nmcli« ... 882

           36.3 ... RaspAP ... 886

    37.  NAS mit openmediavault ... 891

           37.1 ... Voraussetzungen ... 893

           37.2 ... Installation ... 895

           37.3 ... Konfiguration ... 895

    38.  Home Assistant ... 903

           38.1 ... Installation ... 904

           38.2 ... Setup des eigenen Smart Homes ... 905

           38.3 ... Terminal, SSH und Backups ... 916

    39.  Luftraumüberwachung ... 919

           39.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 919

           39.2 ... Software ... 921

    40.  Die Servokamera ... 925

           40.1 ... Die Hardware ... 926

           40.2 ... Die Python-Software ... 926

           40.3 ... Die Streaming-Software ... 929

           40.4 ... Die Weboberfläche ... 930

    41.  PomodoPi ... 935

           41.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 935

           41.2 ... Die Blumenampel ... 943

           41.3 ... Die automatische Bewässerung ... 945

           41.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 950

    42.  Wassermelder mit Handyalarm ... 953

           42.1 ... Hardware ... 953

           42.2 ... Push-Benachrichtigungen mit Pushover ... 955

           42.3 ... IFTTT ... 958

    43.  Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 961

           43.1 ... Was ist Feinstaub? ... 961

           43.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 962

           43.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 966

           43.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 970

    44.  PXE-Boot: Ohne Speicherkarte vom NAS booten ... 973

           44.1 ... Das NAS-System vorbereiten ... 973

           44.2 ... Den Raspberry Pi und sein Betriebssystem vorbereiten ... 977

    TEIL VI.  Raspberry Pi Pico ... 985

    45.  Die Hardware ... 987

           45.1 ... Der Microcontroller RP2040 ... 988

           45.2 ... Platinenaufbau ... 989

    46.  MicroPython-Programmierung ... 995

           46.1 ... Hello MicroPython! ... 995

           46.2 ... Programmiertechniken ... 1002

           46.3 ... Pico-Webserver ... 1012

    47.  CO2-Ampel ... 1019

           47.1 ... Hardware ... 1019

           47.2 ... Software ... 1022

    48.  Ultraschall-Entfernungsmessung ... 1025

           48.1 ... Ultraschallsensor anschliessen und auswerten ... 1025

           48.2 ... Ultraschallampel ... 1028

      Index ... 1031