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E-Book

Raspberry-Pi-Kochbuch

Lösungen für alle Software- und Hardware-Probleme. Für alle Versionen inklusive Pi 3 & Zero

AutorSimon Monk
VerlagO'Reilly Verlag
Erscheinungsjahr2017
ReiheAnimals 
Seitenanzahl484 Seiten
ISBN9783960101178
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis29,90 EUR
Das Raspberry-Pi-Universum wächst täglich. Ständig werden neue Erweiterungs-Boards und Software-Bibliotheken für den Single-Board-Computer entwickelt. Die zweite Ausgabe dieses beliebten Kochbuchs bietet mehr als 240 Hands-on-Rezepte für den Betrieb des kleinen Low-Cost-Computers mit Linux und für die Programmierung des Pi mit Python. Außerdem erläutert es die Anbindung von Sensoren, Motoren und anderer Hardware, einschließlich Arduino und das Internet der Dinge. Power-Maker und Autor Simon Monk vermittelt grundlegendes Know-how, das Ihnen hilft, auch neue Technologien und Entwicklungen zu verstehen und so mit dem Raspberry-Pi-Ökosystem mitzuwachsen. Dieses Kochbuch ist ideal für Programmierer und Bastler, die mit dem Pi bereits erste Erfahrungen gemacht haben. Alle Codebeispiele sind auf der Website zum Buch verfügbar. - Richten Sie Ihren Raspberry Pi ein und verbinden Sie ihn mit dem Netz. - Arbeiten Sie mit seinem Linux-basierten Betriebssystem Raspbian. - Lernen Sie, den Pi mit Python zu programmieren. - Verleihen Sie Ihrem Pi 'Augen' für Anwendungen, die maschinelles Sehen erfordern. - Steuern Sie Hardware über den GPIO-Anschluss. - Verwenden Sie den Raspberry Pi, um unterschiedliche Motoren zu betreiben. - Arbeiten Sie mit Schaltern, Tastaturen und anderen digitalen Eingaben. - Verwenden Sie Sensoren zur Messung von Temperatur, Licht und Entfernung. - Realisieren Sie auf verschiedenen Wegen eine Verbindung zu IoT-Geräten. - Entwerfen Sie dynamische Projekte mit Raspberry Pi und dem Arduino.

Simon Monk ist Vollzeitautor und Maker. Er hat einen Abschluss in Kybernetik und Informatik sowie einen Doktor in Software Engineering. Er ist Mitgründer der Firma Momote Ltd., die Software für das Management mobiler Mitarbeiter anbietet, und arbeitet mittlerweile hauptberuflich als Autor. Er hat mehrere Bücher über Elektronik und Open-Source-Hardware geschrieben.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis5
Vorwort zur zweiten Auflage13
Kapitel 1: Setup und Betrieb17
1.1 Ein Raspberry-Pi-Modell wählen17
1.2 Ein Gehäuse für den Raspberry Pi19
1.3 Auswahl eines Netzteils20
1.4 Eine Betriebssystem-Distribution wählen22
1.5 Eine MicroSD-Karte mit NOOBS beschreiben23
1.6 Das System anschließen26
1.7 Einen DVI- oder VGA-Monitor anschließen27
1.8 Einen Composite-Monitor oder Fernseher verwenden28
1.9 Die Bildgröße auf Ihrem Monitor anpassen29
1.10 Die Leistung maximieren31
1.11 Das Passwort ändern33
1.12 Den Pi direkt in ein Terminal booten34
1.13 Den Raspberry Pi herunterfahren35
1.14 Ein Raspberry-Pi-Kameramodul installieren37
1.15 Bluetooth nutzen39
Kapitel 2: Vernetzung43
2.1 Kabelgebundener Anschluss an ein Netzwerk43
2.2 Die IP-Adresse ermitteln45
2.3 Eine statische IP-Adresse einstellen47
2.4 Den Netzwerknamen eines Raspberry Pi einstellen49
2.5 Eine WLAN-Verbindung einrichten50
2.6 Anschluss per Konsolenkabel52
2.7 Den Pi entfernt über SSH steuern55
2.8 Den Pi entfernt per VNC steuern57
2.9 Den Pi entfernt per RDP steuern58
2.10 Filesharing in einem Mac-Netzwerk60
2.11 Den Pi-Screen auf dem Mac nutzen62
2.12 Einen Raspberry Pi als NAS (Network Attached Storage) nutzen63
2.13 Im Netzwerk drucken66
Kapitel 3: Betriebssystem69
3.1 Dateien grafisch verschieben69
3.2 Eine Terminal-Session starten70
3.3 In einem Terminal durch das Dateisystem navigieren71
3.4 Dateien oder Ordner kopieren75
3.5 Dateien oder Ordner umbenennen76
3.6 Eine Datei editieren77
3.7 Den Inhalt einer Datei ansehen79
3.8 Eine Datei ohne Editor erzeugen80
3.9 Ein Verzeichnis anlegen80
3.10 Dateien oder Verzeichnisse löschen81
3.11 Befehle mit Superuser-Rechten ausführen82
3.12 Dateizugriffsrechte verstehen83
3.13 Dateizugriffsrechte ändern85
3.14 Den Eigentümer einer Datei ändern86
3.15 Einen Screenshot erzeugen87
3.16 Software installieren mit apt-get88
3.17 Installierte Software mit apt-get löschen89
3.18 Python-Pakete per pip installieren90
3.19 Dateien über die Kommandozeile herunterladen91
3.20 Quellcode mit Git herunterladen92
3.21 Ein Programm oder Skript beim Booten automatisch ausführen92
3.22 Ein Programm oder Skript beim Booten automatisch als Service ausführen93
3.23 Ein Programm oder Skript in regelmäßigen Abständen automatisch ausführen95
3.24 Das Verzeichnissystem durchsuchen96
3.25 Die Kommandozeilen-Historie nutzen97
3.26 Die Prozessoraktivität überwachen99
3.27 Mit Archivdateien arbeiten101
3.28 Angeschlossene USB-Geräte auflisten102
3.29 Ausgaben der Befehlszeile in eine Datei umleiten102
3.30 Dateien verketten103
3.31 Pipes nutzen104
3.32 Die Ausgabe im Terminal unterbinden105
3.33 Programme im Hintergrund ausführen105
3.34 Befehls-Aliase anlegen106
3.35 Datum und Uhrzeit setzen107
3.36 Freien Speicherplatz auf der SD-Karte ermitteln108
Kapitel 4: Software109
4.1 Ein Mediacenter einrichten109
4.2 Office-Software auf dem Raspi nutzen111
4.3 Andere Browser installieren112
4.4 Einen Webcam-Server einrichten113
4.5 Einen Emulator für klassische Spielekonsolen ausführen116
4.6 Minecraft Pi Edition ausführen117
4.7 Einen Minecraft-Server ausführen119
4.8 Raspberry-Pi-Radiosender121
4.9 GIMP ausführen123
4.10 Internetradio124
Kapitel 5: Python-Grundlagen127
5.1 Zwischen Python 2 und Python 3 wählen127
5.2 Python-Programme mit IDLE editieren128
5.3 Die Python-Konsole nutzen130
5.4 Python-Programme über das Terminal ausführen131
5.5 Variablen133
5.6 Werte ausgeben133
5.7 Benutzereingaben einlesen134
5.8 Arithmetik135
5.9 Strings erzeugen136
5.10 Strings verketten (verbinden)137
5.11 Zahlen in Strings umwandeln137
5.12 Strings in Zahlen umwandeln138
5.13 Die Länge eines Strings bestimmen139
5.14 Die Position eines Strings in einem anderen String suchen140
5.15 Einen Teilstring extrahieren140
5.16 Einen Teilstring durch einen anderen ersetzen141
5.17 Einen String in Groß- oder Kleinbuchstaben umwandeln142
5.18 Befehle bedingt ausführen143
5.19 Werte vergleichen144
5.20 Logische Operatoren145
5.21 Anweisungen genau x-mal ausführen146
5.22 Befehle wiederholen, bis sich eine Bedingung ändert147
5.23 Aus einer Schleife ausbrechen148
5.24 Eine Funktion in Python definieren148
Kapitel 6: Python-Listen und -Dictionaries151
6.1 Eine Liste erzeugen151
6.2 Auf Elemente einer Liste zugreifen152
6.3 Die Länge einer Liste ermitteln153
6.4 Elemente zu einer Liste hinzufügen153
6.5 Elemente aus einer Liste entfernen154
6.6 Eine Liste durch Parsing eines Strings erzeugen155
6.7 Iteration über eine Liste156
6.8 Eine Liste durchzählen156
6.9 Eine Liste sortieren157
6.10 Eine Liste zerlegen158
6.11 Eine Funktion auf eine Liste anwenden159
6.12 Ein Dictionary anlegen160
6.13 Auf ein Dictionary zugreifen161
6.14 Elemente aus einem Dictionary entfernen162
6.15 Iteration über Dictionaries163
Kapitel 7: Python für Fortgeschrittene165
7.1 Zahlen formatieren165
7.2 Datum & Uhrzeit formatieren166
7.3 Mehrere Werte zurückliefern167
7.4 Eine Klasse definieren168
7.5 Eine Methode definieren169
7.6 Vererbung170
7.7 In eine Datei schreiben171
7.8 Aus einer Datei lesen172
7.9 Pickling173
7.10 Ausnahmebehandlung174
7.11 Module nutzen176
7.12 Zufallszahlen177
7.13 Webanfragen aus Python versenden178
7.14 Kommandozeilenargumente in Python179
7.15 Linux-Befehle aus Python heraus ausführen180
7.16 E-Mail aus Python heraus versenden181
7.17 Einen einfachen Webserver in Python entwickeln182
7.18 Mehrere Dinge gleichzeitig tun184
7.19 Nichts tun mit Python185
7.20 Python mit der Minecraft Pi Edition nutzen186
Kapitel 8: Computer Vision189
8.1 SimpleCV installieren189
8.2 Eine USB-Kamera für Computer Vision einrichten190
8.3 Das Raspberry-Pi-Kameramodul für Computer Vision nutzen192
8.4 Münzen zählen193
8.5 Gesichtserkennung198
8.6 Bewegungserkennung199
8.7 Optische Zeichenerkennung202
Kapitel 9: GPIO-Grundlagen203
9.1 Den GPIO-Anschluss verstehen203
9.2 Den Raspberry Pi bei der Arbeit mit dem GPIO-Anschluss schützen206
9.3 I2C einrichten207
9.4 Die I2C-Tools nutzen210
9.5 SPI einrichten211
9.6 PySerial installieren, um aus Python heraus auf den seriellen Port zuzugreifen212
9.7 Minicom zum Testen des seriellen Ports installieren213
9.8 Ein Steckbrett mit Schaltdrähten nutzen214
9.9 Ein Steckbrett mit einem Pi-Cobbler nutzen215
9.10 Einen Raspberry Squid nutzen217
9.11 Einen Raspberry-Pi-Squid-Button nutzen219
9.12 5-V-Signale mit zwei Widerständen in 3,3 V umwandeln221
9.13 5-V-Signale mit einem Pegelwandler-Modul in 3,3 V umwandeln222
9.14 Den Raspberry Pi mit Batterien betreiben223
9.15 Einen Raspberry Pi mit einem LiPo-Akku betreiben225
9.16 Erste Schritte mit dem Sense HAT227
9.17 Erste Schritte mit dem Explorer HAT Pro229
9.18 Erste Schritte mit dem RasPiRobot-Board230
9.19 Erste Schritte mit einem Pi-Plate-Prototyping- Board232
9.20 Ein HAT-Modul (Hardware At Top) entwickeln237
9.21 Das Pi Compute Module240
9.22 Der Pi Zero241
Kapitel 10: Hardware steuern243
10.1 Eine LED anschließen243
10.2 Die GPIO-Pins in sicherem Zustand verlassen246
10.3 Die Helligkeit einer LED steuern247
10.4 Einen Summton erzeugen249
10.5 Hochleistungs-Gleichstromgeräte mit einem Transistor schalten251
10.6 Ein Hochleistungsgerät mit einem Relais schalten253
10.7 Ein Hochspannungs-Wechselstromgerät steuern256
10.8 Eine Benutzerschnittstelle zum Ein- und Ausschalten von Komponenten257
10.9 Eine Benutzerschnittstelle für die PWM-Steuerung von LEDs und Motoren259
10.10 Die Farbe einer RGB-LED ändern261
10.11 Mit vielen LEDs arbeiten (Charlieplexing)263
10.12 Ein Analoginstrument als Anzeige nutzen266
10.13 Mit Interrupts programmieren268
Kapitel 11: Motoren273
11.1 Servomotoren steuern273
11.2 Servomotoren präzise steuern277
11.3 Eine große Anzahl von Servomotoren steuern280
11.4 Die Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors steuern283
11.5 Die Drehrichtung eines Gleichstrommotors steuern285
11.6 Einen unipolaren Schrittmotor nutzen290
11.7 Einen bipolaren Schrittmotor nutzen294
11.8 Einen bipolaren Schrittmotor mit einem Schrittmotor-HAT steuern296
11.9 Ein RasPiRobot-Board zur Steuerung eines bipolaren Schrittmotors nutzen299
11.10 Einen einfachen Robot-Rover bauen301
Kapitel 12: Digitale Eingänge305
12.1 Einen Taster anschließen305
12.2 Etwas per Taster umschalten308
12.3 Einen Wipp- oder Schiebeschalter nutzen310
12.4 Einen Drei-Wege-Schalter nutzen311
12.5 Eine Taste entprellen314
12.6 Einen externen Pull-up-Widerstand nutzen316
12.7 Einen Drehgeber nutzen317
12.8 Eine Matrixtastatur nutzen320
12.9 Bewegungen erkennen324
12.10 Den Raspberry Pi um GPS erweitern325
12.11 Tastendruck abfangen329
12.12 Bewegungen der Maus abfangen331
12.13 Eine Echtzeituhr nutzen332
Kapitel 13: Sensoren337
13.1 Ohmsche Widerstände nutzen337
13.2 Licht messen342
13.3 Temperatur mit Thermistor messen345
13.4 Methan erkennen348
13.5 Eine Spannung messen351
13.6 Spannungen zu Messzwecken reduzieren353
13.7 Ohmsche Sensoren mit einem A/D-Wandler nutzen355
13.8 Temperatur mit einem A/D-Wandler messen357
13.9 Die CPU-Temperatur des Raspberry Pi messen359
13.10 Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck mit einem Sense HAT messen361
13.11 Temperatur messen per digitalem Sensor363
13.12 Beschleunigung messen365
13.13 Die IMU des Sense HAT nutzen369
13.14 Den magnetischen Norden mit dem Sense HAT bestimmen371
13.15 Magneten mit einem Reedschalter aufspüren372
13.16 Magneten mit dem Sense HAT aufspüren373
13.17 Entfernungen messen374
13.18 Berührungssensoren nutzen377
13.19 Sensorwerte ausgeben379
13.20 Daten auf einem USB-Flash-Laufwerk speichern381
Kapitel 14: Displays385
14.1 Ein vierstelliges LED-Display nutzen385
14.2 Nachrichten auf einer I2C-LED-Matrix ausgeben387
14.3 Das Matrix-Display des Sense HAT nutzen390
14.4 Nachrichten auf einem alphanumerischen LCD HAT ausgeben392
14.5 Nachrichten auf einem alphanumerischen LC-Display ausgeben394
14.6 Ein grafisches OLED-Display nutzen398
14.7 Adressierbare RGB-LED-Streifen nutzen400
Kapitel 15: Das Internet der Dinge405
15.1 GPIO-Ausgänge über eine Webschnittstelle steuern405
15.2 Sensorwerte auf einer Webseite ausgeben411
15.3 E-Mails und andere Nachrichten per IFTTT versenden414
15.4 Tweets senden per ThinkSpeak418
15.5 CheerLights420
15.6 Sensordaten an ThingSpeak senden422
15.7 Mit Dweet und IFTTT auf Tweets reagieren424
Kapitel 16: Arduino und Raspberry Pi429
16.1 Einen Arduino per Raspberry Pi programmieren430
16.2 Mit dem Arduino über den seriellen Monitor kommunizieren432
16.3 PyFirmata einrichten und einen Arduino von einem Raspberry Pi steuern434
16.4 Digitale Ausgänge des Arduino vom Raspberry Pi steuern437
16.5 PyFirmata mit der seriellen Schnittstelle (TTL-Pegel) nutzen439
16.6 Digitale Eingänge des Arduino mit PyFirmata einlesen441
16.7 Analoge Eingänge des Arduino mit PyFirmata einlesen443
16.8 Digitale Ausgänge (PWM) mit PyFirmata nutzen445
16.9 Einen Servo mit PyFirmata steuern447
16.10 Maßgeschneiderte serielle Kommunikation mit dem Arduino449
16.11 Maßgeschneiderte Kommunikation mit dem Arduino über I2C453
16.12 Kleine Arduinos mit dem Raspberry Pi nutzen457
16.13 Erste Schritte mit dem aLaMode-Board und einem Raspberry Pi459
16.14 Ein Arduino-Shield mit einem aLaMode-Board und einem Raspberry Pi nutzen462
Anhang A: Teile und Lieferanten465
Anhang B: Pin-Belegungen471
Index473
Über den Autor483
Kolophon483
www.oreilly.de0

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