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Raspberry Pi

Das umfassende Handbuch. Über 1.000 Seiten, inkl. Einstieg in Linux, Python und Elektrotechnik. Aktuell zum Raspberry Pi 4 - 250 - 13582348

Buch von Michael Kofler , Charly Kühnast und Christoph Scherbeck

91551526
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Details
Artikel-Nr.:
91551526
Im Sortiment seit:
23.11.2019
Erscheinungsdatum:
22.11.2019
Medium:
Buch
Einband:
Gebunden
Auflage:
6. Auflage von 1920
6. Auflage
Autor:
Kofler, Michael
Kühnast, Charly
Scherbeck, Christoph
Verlag:
Rheinwerk Verlag GmbH
Rheinwerk
Sprache:
Deutsch
Rubrik:
Hardware
Seiten:
1062
Reihe:
Rheinwerk Computing
Gewicht:
2109 gr
Beschreibung
Aktuell zum Raspberry Pi 4 sowie allen Vorgängerversionen erwartet Sie hier umfassendes Bastel-Wissen. Möchten Sie Linux mit dem RasPi lernen, suchen Sie Grundlagen und fortgeschrittene Techniken der Elektronik oder wollen Sie in die Programmierung mit Python einsteigen?
Mit Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck steht Ihnen ein Autorenteam zur Seite, das das erforderliche Wissen leicht nachvollziehbar vermittelt und Sie mit zahlreichen Praxistipps und spannenden Beispielprojekten begeistern wird!

Aus dem Inhalt:

Inbetriebnahme, Desktop und Terminal, Mediacenter
Raspbian, Ubuntu, Windows 10
Raspberry-Pi-Hardware
Elektrotechnik-Crashkurs
Zusatzboards: Kamera, ATmega, Gertboard, PiFace 2, Raspberry-Pi-HATs und Co.
Bussysteme: I²C, UART, SPI
Verschiedene Sensoren, Bewegungsmelder, Displays, Stromversorgung
Servo- und Schrittmotoren
Programmieren lernen: Python, C, PHP, Mathematica und Shell-Scripts; GPIO-Zugriff, WiringPi, Twitter-API
GPS- und RFID-Daten auswerten
Projekte: Bewässerungssystem, Servocam, Fitness-Armband, Luftraumüberwachung, Feinstaubmessung, Heimautomation etc.


Die Fachpresse zur Vorauflage:

MagPi: »Topaktuell, thematisch breitgefächert und didaktisch hervorragend aufbereitet.«

c't: »Das umfassende Handbuch (...) um richtig durchstarten zu können. «
Information
Erweiterungen für den Pi: Gertboad, PiFace, Quick2Wire u.a.
Information zum Autor
Dr. Michael Kofler studierte Telematik an der TU Graz. Er zählt zu den erfolgreichsten und vielseitigsten Computerbuchautoren im deutschen Sprachraum. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch macOS, MySQL, KVM, Visual Basic und Excel-VBA. Viele seiner Bücher wurden übersetzt. Michael Kofler arbeitet auch als Software-Entwickler, Berater sowie als Lehrbeauftragter an einer Fachhochschule.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort ... 15

TEIL I Den Raspberry Pi kennenlernen ... 19

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

TEIL II Der Raspberry Pi als Media-Center ... 245

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

TEIL III Hardware-Grundlagen ... 287

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

TEIL IV Programmierung ... 577

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

TEIL V Projekte ... 815

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

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