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Beschreibung
Der Raspberry Pi ist eine wahre Erfolgsgeschichte. Seit 2011 begeistert der kleine Mini-Computer Maker, Kreative und IT-Fachleute. Was Sie mit dem Pi anstellen können, zeigen Ihnen Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck. Das Handbuch ist randvoll mit Grundlagen und Kniffen zu Linux, Hardware, Elektronik und Programmierung. Genau richtig für alle, die Serverdienste hosten möchten, Bastelideen haben und direkt loslegen wollen. Vorwissen? Nicht nötig, Ihr Erfindergeist reicht völlig aus. Legen Sie gleich los und lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf!
Aus dem Inhalt:
Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software
Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault)
Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m.
Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays
Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System
Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi
Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene
Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m.
Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder
Smart-Home mit Home Assistant
Aus dem Inhalt:
Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software
Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault)
Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m.
Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays
Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System
Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi
Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene
Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m.
Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder
Smart-Home mit Home Assistant
Der Raspberry Pi ist eine wahre Erfolgsgeschichte. Seit 2011 begeistert der kleine Mini-Computer Maker, Kreative und IT-Fachleute. Was Sie mit dem Pi anstellen können, zeigen Ihnen Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck. Das Handbuch ist randvoll mit Grundlagen und Kniffen zu Linux, Hardware, Elektronik und Programmierung. Genau richtig für alle, die Serverdienste hosten möchten, Bastelideen haben und direkt loslegen wollen. Vorwissen? Nicht nötig, Ihr Erfindergeist reicht völlig aus. Legen Sie gleich los und lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf!
Aus dem Inhalt:
Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software
Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault)
Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m.
Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays
Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System
Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi
Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene
Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m.
Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder
Smart-Home mit Home Assistant
Aus dem Inhalt:
Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software
Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault)
Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m.
Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays
Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System
Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi
Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene
Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m.
Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder
Smart-Home mit Home Assistant
Über den Autor
Michael Kofler hat Telematik an der TU Graz studiert und ist einer der erfolgreichsten deutschsprachigen IT-Fachbuchautoren. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch IT-Sicherheit, Python, Swift, Java und der Raspberry Pi. Er ist Entwickler, berät Firmen und
arbeitet als Lehrbeauftragter.
arbeitet als Lehrbeauftragter.
Zusammenfassung
Erweiterungen für den Pi: HATs, Bords, Displays, Kameras
Inhaltsverzeichnis
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 ......
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 ......
Details
| Erscheinungsjahr: | 2024 |
|---|---|
| Fachbereich: | Hardware |
| Genre: | Informatik |
| Rubrik: | Naturwissenschaften & Technik |
| Medium: | Buch |
| Seiten: | 1045 |
| Titelzusatz: | 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 |
| Reihe: | Rheinwerk Computing |
| Inhalt: | 1045 S. |
| ISBN-13: | 9783836296663 |
| ISBN-10: | 3836296667 |
| Sprache: | Deutsch |
| Einband: | Gebunden |
| Autor: |
Kofler, Michael
Kühnast, Charly Scherbeck, Christoph |
| Auflage: | 8. Auflage |
| Hersteller: |
Rheinwerk
Rheinwerk Verlag GmbH |
| Maße: | 248 x 182 x 64 mm |
| Von/Mit: | Michael Kofler (u. a.) |
| Erscheinungsdatum: | 03.05.2024 |
| Gewicht: | 2,074 kg |
Über den Autor
Michael Kofler hat Telematik an der TU Graz studiert und ist einer der erfolgreichsten deutschsprachigen IT-Fachbuchautoren. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch IT-Sicherheit, Python, Swift, Java und der Raspberry Pi. Er ist Entwickler, berät Firmen und
arbeitet als Lehrbeauftragter.
arbeitet als Lehrbeauftragter.
Zusammenfassung
Erweiterungen für den Pi: HATs, Bords, Displays, Kameras
Inhaltsverzeichnis
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 ......
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 ......
Details
| Erscheinungsjahr: | 2024 |
|---|---|
| Fachbereich: | Hardware |
| Genre: | Informatik |
| Rubrik: | Naturwissenschaften & Technik |
| Medium: | Buch |
| Seiten: | 1045 |
| Titelzusatz: | 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 |
| Reihe: | Rheinwerk Computing |
| Inhalt: | 1045 S. |
| ISBN-13: | 9783836296663 |
| ISBN-10: | 3836296667 |
| Sprache: | Deutsch |
| Einband: | Gebunden |
| Autor: |
Kofler, Michael
Kühnast, Charly Scherbeck, Christoph |
| Auflage: | 8. Auflage |
| Hersteller: |
Rheinwerk
Rheinwerk Verlag GmbH |
| Maße: | 248 x 182 x 64 mm |
| Von/Mit: | Michael Kofler (u. a.) |
| Erscheinungsdatum: | 03.05.2024 |
| Gewicht: | 2,074 kg |
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