Raspberry Pi - lern-soft-projekt.de · PK_RaspberryPi.docx - 2 - (c,p) 2016-2019 lsp: dre Nutzungsbestimmungen / Bemerkungen zur Verwendung durch Dritte: (1) Dieses Skript (Werk)

PK_RaspberryPi.docx (c,p) 2016-2019 lern-soft-projekt: drews

Raspberry Pi

- Grundlagen, Nutzung,

Hilfen, Projekte, … -

Autor: L. Drews

Warnung! Der Inhalt kann

die Kreativität fördern.

Bilder-Q: ua.: www.raspberrypi.org; Warnhinweis nach einerm Set von Kitronik

unredigierte Arbeits-Version 0.2 (2019)

PK_RaspberryPi.docx - 2 - (c,p) 2016-2019 lsp: dre

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Inhaltsverzeichnis: Seite

0. Einführung .................................................................................................... 7

1. Grundlagen ................................................................................................... 8 1.1. Geschichte................................................................................................................. 8 1.2. Hardware (Basisteile) ................................................................................................ 9

1.2.0. .............................................................................................................................. 9 1.2.1. Raspberry Pi Modell A und A+ ............................................................................. 9 1.2.2. Raspberry Pi Modell B und B+ ............................................................................. 9 1.2.2. Raspberry Pi 2 Modell B ..................................................................................... 10 1.2.3. Raspberry Pi 3 Modell B ..................................................................................... 11

1.2.3.1. Raspberry Pi 3 Modell B+ ............................................................................ 11 1.2.4. Raspberry Pi zero ............................................................................................... 12

1.2.4.1. Raspberry Pi zero W ................................................................................... 12 1.2.5. Raspberry Pi Compute Module / Development Kit .............................................. 12 1.2.6. Raspberry Pi ohne Raspberry Pi ........................................................................ 13

1.2.5.1. Konfiguration des emulierten Raspberry Pi .................................................. 14 1.2.6.2. weiter nach oder ohne Konfiguration ........................................................... 23 1.2.6.3. Start der graphischen Oberfläche ................................................................ 24 1.2.6.4. der Desktop des Raspberry Pi "Blackberry" ................................................. 24 1.2.6.5. Beenden der Emulation ("Ausschalten") ...................................................... 25 1.2.6.6. eine eigene Emulation erstellen ................................................................... 26

Kurz-Info zu: Raspberry Pi Emulator .................................................................... 27 1.2.6.7. Beispiel einer virtuelle Maschine "Raspberry Pi" für VirtualBox .................... 28

Kurz-Info zu: Raspberry Pi (VirtualBox-Maschine) ................................................ 29 1.3. periphere Hardware ................................................................................................ 30

1.3.0. Standard-Peripherie ........................................................................................... 30 1.3.0.1. Netzteil ........................................................................................................ 30 1.3.0.2. Gehäuse ...................................................................................................... 31 1.3.0.2.1. Eigenbau-Variante aus Frischhalte-Box .................................................... 31 1.3.0.2.2. Eigenbau-Variante aus Sortierkasten – Alles in einer Box ........................ 32 1.3.0.3. USB-Hub ..................................................................................................... 32 1.3.0.4. Tastatur und Maus ....................................................................................... 33

1.3.1. Display's ............................................................................................................. 33 1.3.1.1. Nutzung von Display's ohne HDMI-Eingang ................................................ 34 1.3.1.2. den Raspberry Pi über Remote-Desktop anzeigen / benutzen..................... 35

1.3.2. Erweiterungs-Board's ......................................................................................... 36 1.3.3. WD PiDrive ......................................................................................................... 37

1.4. ähnliche Hardware-Projekte zum Raspberry Pi .................................................... 38 1.4.x. Banana Pi ........................................................................................................... 38 1.4.x. PandaBoard ....................................................................................................... 39 1.4.x. BeagleBoard / BeagleBone ................................................................................ 41 1.4.x. CubieBoard ........................................................................................................ 41 1.4.x. Lemaker Hikey ................................................................................................... 42 1.4.x. UDOO ................................................................................................................ 42 1.4.x. ODROID ............................................................................................................. 42 1.4.x. Intel Galileo ........................................................................................................ 43 1.4.x. Lattepanda ......................................................................................................... 44 1.4.x. Arduino, Genuino und Co ................................................................................... 44

1.4.x.y. Installation der Arduino-IDE auf einem Raspberry Pi ................................... 46 1.4.x. BOB3 .................................................................................................................. 46 1.4.x. Libre Computer ................................................................................................... 47 1.4.x. Asus TinkerBoard ............................................................................................... 51

1.5. einfach mehr aus der Hardware rausholen: Tuning, Übertakten, … ................... 52 1.6. eine Ausstattungs-Empfehlung ............................................................................. 53


1.6.1. Stand Oktober 2016 ........................................................................................... 53 Exkurs: Leistungs-Tests – Benchmarks ................................................................ 55

1.7. Experimentier-Boards und –Bricks für verschiedene Computer ......................... 55 1.7.1. Arduino-Esplora .................................................................................................. 56 1.7.2. Raspberry Pi Sense Hat ..................................................................................... 56 1.7.3. micro:bit .............................................................................................................. 56 1.7.4. Arduino AlicePad ................................................................................................ 57 1.7.5. Arduino Primo Core ............................................................................................ 57

2. Betriebssysteme ........................................................................................ 58 Exkurs: Betriebssystem Linux ............................................................................... 59

Tastatur-Layout's ........................................................................................................... 60 Auswahl eines geeigneten Betriebssystems bzw. einer geeigneten Distribution ....... 61

2.0. das Boot-Konzept ................................................................................................... 62 2.0.1. Vorbereiten der SD-Karte ................................................................................... 62 2.0.2. Erstellen eines Betriebssystems / einer Installation von einem Image ................ 62 2.0.3. NOOBS .............................................................................................................. 63

2.0.3.1. Nach-Installation von Betriebssystem mit NOOBS ....................................... 64 2.0.3.2. Sichern von installierten Systemen .............................................................. 64 2.0.3.3. Anlegen mehrerer Versionen eines Betriebssystems auf einer SD-Karte ..... 64 2.0.3.3.1. NOOBS für Profi's ..................................................................................... 65 2.0.3.4. Zurückholen gesicherter Syteme Recovery ............................................. 66

2.0.4. Wiedernutzung von SD-Karten ........................................................................... 66 2.0.5. Booten vom USB-Stick ....................................................................................... 67

2.0.5.1. Starten von USB-Stick, -Festplatte od.ä. ...................................................... 68 2.0.6. Boot-Loader für USB-Sticks und SSD-Festplatten .............................................. 68 2.0.7. Booten mit BerryBoot ......................................................................................... 68

2.0.7.1. Arbeitsschritte / Verfahren zum Nutzen von BerryBoot ................................ 68 2.0.8. Booten übers Netz .............................................................................................. 69

2.1. Raspbian .................................................................................................................. 70 2.1.0. Konsolen-Bedienung / Konsolen-Befehle / Bash-Shell ....................................... 70

Befehle für das Hantieren mit Verzeichnisse und Dateien ........................................ 70 Befehle für das Hantieren mit Laufwerken ................................................................ 72 Editoren .................................................................................................................... 72 Installieren, Updaten und Deinstallieren von Paketen ............................................... 72 System-Information / System-Steuerung / Netzwerk................................................. 73

2.1.1. Basis-Distribution ............................................................................................... 74 2.1.1.0. Grundlagen / Allgemeines............................................................................ 74 2.1.1.1. der Standard-Desktop .................................................................................. 74 2.1.1.2. (System-)Einstellungen / .............................................................................. 74 2.1.1.2.x. Synchronisieren der Zeit ........................................................................... 74 2.1.1.x. Netzwerk-Einbindung ................................................................................... 76 2.1.1.x. Drucker anschließen .................................................................................... 77 2.1.1.x. Kurzvorstellung der vorinstallierten Apps ..................................................... 77 2.1.1.x.y. Dateimanager ........................................................................................... 77 2.1.1.x. Programme nachinstallieren ........................................................................ 77

2.1.2. Minibian .............................................................................................................. 78 2.1.3. ............................................................................................................................ 79

2.2. Ubuntu ..................................................................................................................... 79 2.2.1. Basis-Distribution ............................................................................................... 79 2.2.2. Ubuntu Mate ....................................................................................................... 79 2.2.3. Ubuntu Snappy Core .......................................................................................... 80

2.3. OSMC ....................................................................................................................... 80 2.4. ELEC ........................................................................................................................ 80

2.4.1. OpenELEC ......................................................................................................... 81 2.4.2. LibreELEC .......................................................................................................... 81

2.5. Sugar und PiNet ...................................................................................................... 81


2.6. RISC OS ................................................................................................................... 82 2.7. Arch-Linux ............................................................................................................... 82 2.8. Kano OS ................................................................................................................... 82 2.9. Plan 9 ....................................................................................................................... 83 2.10. Windows 10 IoT Core ............................................................................................ 83 2.11. PiCore (Tiny Core Linux) ...................................................................................... 84 2.12. Android .................................................................................................................. 84 2.13. Screenly OSE ........................................................................................................ 84 2.14. Chromium OS ........................................................................................................ 85 2.15. RetroPie ................................................................................................................. 85 2.16. Fuchsia .................................................................................................................. 86 2.17. Kali ......................................................................................................................... 86 2.18. ................................................................................................................................. 86

3. Nutzung als PC od.ä. ................................................................................. 88 3.x. Nutzung des Betriebssystem Linux auf Konsolen-Ebene .................................... 88

3.x.y. Aufbau, Struktur und Prinzipien von Linux .......................................................... 88 3.x.y. die Verzeichnis-Struktur von Linux ...................................................................... 89 3.x.y. ............................................................................................................................ 90

3.x. Programmieren mit dem Pi ..................................................................................... 90 3.x.1. Python ................................................................................................................ 91 3.x.2. Scratch ............................................................................................................... 91 3.x.3. BASIC ................................................................................................................ 92 3.x.4. C ........................................................................................................................ 92 3.x.5. Java.................................................................................................................... 93 3.x.6. PHP .................................................................................................................... 93 3.x.7. Shell-Skripting .................................................................................................... 93 3.x.8. Ruby ................................................................................................................... 93 3.x.9. Xojo .................................................................................................................... 94

4. Projekte ....................................................................................................... 95 4.1.Serie einfacher Erkundungs-Projekte ..................................................................... 95

4.1.1. Geräte-Aufbau und erste Inbetriebnahme .......................................................... 95 4.1.2. Desktop-Anwendung (Office) ............................................................................. 95 4.1.3. Programmieren mit Scratch ................................................................................ 96 4.1.4. Programmieren mit Phyton ................................................................................. 96 4.1.5. Einspielen und Installieren eines Betriebssystems ............................................. 96 4.1.6. Installieren zusätzlicher Anwendungs-Software .................................................. 97 4.1.7. Daten-Austausch zwischen Raspberry Pi und Windows ..................................... 97 4.1.8. Drucken von Office-Dokumenten ........................................................................ 97 4.1.9. Vernetzen von Geräten ...................................................................................... 98 4.1.10. Internet-Recherche ........................................................................................... 98 4.1.11. eMail ................................................................................................................ 98 4.1.12. eine Ampel bauen und betreiben ...................................................................... 98 4.1.13. Messwerte aufnehmen ..................................................................................... 98 4.1.14. Musik abspielen – der Raspberry Pi als MP3- bzw. Media-Player .................... 98 4.1.15. Mindcraft spielen .............................................................................................. 99 4.1.16. Musizieren mit dem Raspberry Pi ..................................................................... 99 4.1.17. Informationen im internen Netz anbieten – RP als Webserver .......................... 99 4.1.18. Raspberry Pi als Medien-Center ....................................................................... 99 4.1.19. Mindcraft programmieren ............................................................................... 100 4.1.20. Retro – Pong programmieren und spielen ...................................................... 100 4.1.21. eine Animation erstellen ................................................................................. 100 4.1.22. einen Public-Display betreiben ....................................................................... 100 4.1.23. Arduino mit Raspberry Pi im Gespann ............................................................ 100 4.1.y. Experimente verfolgen – ExpEYES und Raspberry Pi im Gespann .................. 101 4.1.y. Signale verfolgen mit BitScope ......................................................................... 101 4.1.y. der Pi hilft beim twittern .................................................................................... 101


4.1.y. WebCam liefert Video-Stream .......................................................................... 101 4.1.y. Spielen auf und mit dem dem Pi ....................................................................... 101 4.1.y. Bilder betrachten mit dem Pi (digitaler Bilderrahmen) ....................................... 102 4.1.y. Web-Apps programmieren mit google's coder .................................................. 102 4.1.y. .......................................................................................................................... 102 4.1.y. .......................................................................................................................... 102 4.1.y. Raspberry Pi mit externer Festplatte als Fileserver ........................................... 102 4.1.y. Emulation von alten Spiele-Konsolen / Rechnern ............................................. 103

4.2. fortgeschrittene Klein-Projekte ............................................................................ 103 4.2.y. Konfiguration mit raspi-config ........................................................................... 103 4.2.y. einen Router betreiben ..................................................................................... 103 4.2.y. Reset-Schalter für den Pi .................................................................................. 103 4.2.y. Gesten-Steuerung mit Hover ............................................................................ 103 4.2.y. Modell-Auto mit Raspberry Pi steuern .............................................................. 104 4.2.y. Radio-Empfangen mit Pi ................................................................................... 104 4.2.y. Sturm-Warnungen tweeten ............................................................................... 104 4.2.y. Sprachsteuerung .............................................................................................. 104 4.2.y. Bewegungs- und Gesichts-Erkennung .............................................................. 104 4.2.y. Win10-Applikationen auf dem Raspberry Pi ...................................................... 105 4.2.y. Raspberry Pi als Wetterstation und Internet-Wetteranzeige .............................. 105 4.2.y. Hausautomation mit dem Pi .............................................................................. 105 4.2.y. einen Auto-Computer bauen und nutzen .......................................................... 105 4.2.y. Raspberry Pi mit Batterien, Akku's oder einem PowerBlock betreiben .............. 105 4.2.y. Pi als WLAN-Zugriffs-Punkt .............................................................................. 105 4.2.y. Filesharing ........................................................................................................ 106 4.2.y. Pi als Nachtsicht-Gerät / IR-Kamera ................................................................. 106 4.2.y. Ja wer fliegt denn da? – Flugüberwachung für zuhause ................................... 106

4.3. Nutzung der Pi's (1-3) mit kleinen elektronischen Schaltungen ........................ 106 4.3.y. Schaltplan-Entwicklung und Darstellung mit Fritzing ......................................... 107

4.4. "Das Franzis Lernpaket – Elektronik mit Linux" ................................................. 108 4.5. Smart-Home-Test-Platine von Adafruit ................................................................ 109

4.5.0. die Hardware .................................................................................................... 109 4.5.1. direktes Programmieren mit Python .................................................................. 109 4.5.2. Erstellung einer Web-Oberfläche für Anzeige und Bedienung .......................... 112

Grob-Struktur des Projektes ................................................................................... 112 Flask – ein (Micro-Web-Framework für Python ....................................................... 112

5. Problem-Behandlung / Tips und Tricks ................................................. 117 5.1. Hardware-bezogene Probleme ............................................................................. 117 5.2. Software-bezogene Probleme .............................................................................. 118

Literatur und Quellen: ................................................................................. 120 Links und Download-Möglichkeiten (z.B. für Magazine / Zeitschriften) ....................... 120

Vorlagen: ...................................................................................................................... 122 Definition(en): Mesomerie ................................................................................... 122 Übung(en): progressive Muskel-Entspannung nach JACOBSON ....................... 122 Exkurs: ............................................................................................................... 122

5.5. Begriffe und Begriffsbestimmungen, Definitionen ............................................. 123


0. Einführung Dieses Skript entstand und entsteht chaotisch, d.h. es wird immer dort erweitert, neuge-schrieben usw., wo gerade etwas durch mich ausprobiert, realisiert usw. wird und wurde. Es ist neben Sachinformation auch Erfahrungsschatz. Wer mit Linux oder solchen Hardware-Bastel-Projekten schon zu tun hatte, weiss, dass alles sehr vielgestaltig und für Anfänger auch reichlich komplex ist. Im Skript werden sich bestimmte Sachverhalte wiederholen oder z.T. auch ungeordnet auf-tauchen. Eine Grundstruktur habe ich mir natürlich vorgenommen und werde sie weitgehend auch einhalten. Durch interne Links ( 1. Grundlagen) verweise ich auf weiterführende oder auf grundlegende Kapitel oder Abschnitte. Ein Durchlesen von vorne bis hinten ist aus meiner Sicht nicht unbedingt sinnvoll. Jeder wird seinen persönlichen Zugang zu dem kleinen Himbeeren haben. Später wird man dann viel-leicht tiefer in den einen oder anderen Sachverhalt vordringen wollen. Dann bieten sich viel-leicht vor- oder nachgelagerte Kapitel zum Bearbeiten an. Für spezielle Projekte oder die systematische Erkundung des Raspberry Pi empfehle ich die klassische Papier-Literatur und natürlich das immer aktuelle Internet. Bei Nutzung des Inter-net muss man sich auf ev. beachtliche Suchzeiten und die vorherschende Sprache Englisch einstellen. Besonders empfehlenswert ist sicher das Raspberry-Pi-Magazin "MagPi". Das Magazin kann man für rund 6 £ in der Papier-Form beziehen. Vielen wird aber die PDF-Version reichen. Man kann sich dann ja einzelne Seiten ausdrucken. Einen offiziellen Zugang habe ich auf den einschlägigen Site's nicht gefunden. Die MagPi-PDF-Dateien sind über einen kleinen Trick erhältlich. Dazu verändert man beim nachfolgenden Link einfach die Nummer für das gewünschte Magazin-Heftchen ( https://www.raspberrypi.org/magpi-issues/MagPi47.pdf). Vorteil ist auch, dass man so an schon vergriffene Magazine kommt. Es soll auch von ein-zelnen Heftchen deutsche Übersetzungen geben. Das Projekt wurde aber wegen des immer größer werden Umfanges eingestellt worden. Für die Bildung steht noch ein extra Magazin zur Verfügung ( https://www.raspberrypi.org/magpi-issues/MagPi-EduEdition01.pdf). Weitere Editionen sollen folgen – schauen wir mal. seit Mitte 2016 ist eine deutsche "MagPi"-Version von CHIP im Zeitschriftenhandel verfüg-bar; nicht von der Nummerierung täuschen lassen: 05/2016 (September/Oktober) ist die ers-te Ausgabe Preis knapp 10 Euro (kostenfreie ???) online-Versionen sollen (immer) später verfügbar sein


1. Grundlagen

1.1. Geschichte Eben UPTON Initiator und großer Macher des Raspberry-Pi-Projekt's löste große Hype für Einplatinen-Rechner aus Raspberry Pi Foundation Anfang September 2016 wurde der 10'000'000 Pi verkauft


1.2. Hardware (Basisteile)

1.2.0.

1.2.1. Raspberry Pi Modell A und A+

Raspberry Pi Modell A

Q: www.raspberrypi.org

übliche Bezeichnung "Raspberry Pi Modell A+" praktische ein Pi 1 spielt relativ geringe Rolle für eingebettete Projekte, die auch nicht unbedingt Netz-Verbindung brauchen, geeignet Netzwerk aber auch z.B. über einen USB-LAN-Adapter (allerdings nur 2 USB-Board-Anschlüsse vorhanden) oder USB-WLAN vielfach also aktiver USB-Hub notwendig, was das Projekt auch gleich wieder größer macht

1.2.2. Raspberry Pi Modell B und B+

Raspberry Pi Modell Q: www.raspberrypi.org

übliche Bezeichnung "Raspberry Pi Modell B+" praktische ein Pi 1 spielt derzeit relativ geringe Rolle


1.2.2. Raspberry Pi 2 Modell B

Raspberry Pi 2 Modell B


übliche Bezeichnung "Raspberry Pi 2" in diesem Skript oft kurz "Pi 2" genannt 32 bit ARM-Prozessor (ARMv7; Broadcom BCM2836 SoC) mit 900 MHz (1 Kern) Broadcom VideoCore IV (Dual Core) im Hauptprozessor integriert 1 GB Arbeitsspeicher für Desktop-Nutzung gut geeignet sehr universelles Gerät guter Preis-Leistungs-Kompromiß Strom-Versorgung auf microUSB 5 V; Netzteil mit 2 A empfohlen

mit dem neuen Prozessor (BCM 2836) mit den 4 Kernen und geeigneten Betriebssystemen ist noch viel Potential verbunden derzeit kommt es schon bei Single-Thread-Anwendungen zu einer 30 – 35 %igen Auslastung aller 4 Kerne in naher Zukunft wird mit einer Auslastung von 50 – 60 % gerechnet bei Multi-Threading sind natürlich alle Kerne mit fast 100 % auslastbar


1.2.3. Raspberry Pi 3 Modell B

Raspberry Pi 3 Modell B


übliche Bezeichnung "Raspberry Pi 3" in diesem Skript oft kurz "Pi 3" genannt 64 bit ARM-Prozessor mit 1200 MHz und 4 Kernen 1 GB Arbeitsspeicher Leistungs-stark sehr gut für Desktop-Nutzung geeignet Mehrkosten von rund 10 bis 15 Euro lohnen sich

1.2.3.1. Raspberry Pi 3 Modell B+

übliche Bezeichnung "Raspberry Pi 3+" in diesem Skript oft kurz "Pi 3+" genannt 64 bit ARM-Prozessor mit 1200 MHz und 4 Kernen 1 GB Arbeitsspeicher Leistungs-stark sehr gut für Desktop-Nutzung geeignet Mehrkosten von rund 5 bis 10 Euro im Vergleich zum Pi 3 lohnen sich


1.2.4. Raspberry Pi zero

Raspberry Pi zero


in diesem Skript oft kurz "zero" genannt seit 2015 erste Version auf dem Markt leicht verbesserte Version 1.3 seit Mitte 2016 verfügbar 32 bit ARM-Prozessor mit 1000 MHz (1 Kern) 512 MB Arbeitsspeicher gehört zu den meistverkauften Modellen in Großbritanien. Dort gehört der Pi auch fast schon zum Standard-Unterrichts-Mittel. so begehrt, das viele Internethändler nur einzelne Geräte verkaufen

1.2.4.1. Raspberry Pi zero W

mit integriertem WLAN

1.2.5. Raspberry Pi Compute Module / Development Kit mehr fü den professionellen bzw. industriellen Be-reich gedacht

Raspberry Pi Compute Module

Development Kit Q: www.raspberrypi.org


1.2.6. Raspberry Pi ohne Raspberry Pi die und 100 Euro für eine Raspberry-Pi-Projekt ist viel Geld. Vor allem viel Geld für ein einfa-ches Ausprobieren. Also was liegt näher, als einen Pi auf einem anderen Rechner zu simu-lieren. Exakt heißt es emulieren, was soviel wie nachbilden heißt. Über eine Virtualisierungs-Software werden Rechner auf einem Rechner nachgebildet. In unserem Fall ist das nachgebildete System der Raspberry Pi und das Wirtssystem unser übliches Windows. Als Emulator kommt QEMU zum Einsatz. Wir können in der Emulation alles aufprobieren, das schlimste was passieren kann ist, dass man sich die virtuelle Maschine zerschießt. Da das nur eine Datei auf dem Host-Rechner ist, ist das praktisch ohne Konsequenzen. Eventuell muss man eben wieder von vorne anfan-gen. Virtuelle Maschinen – also praktisch ihr Datei-Abbild – kann man gut kopieren, verteilen und u.U. auch mehrfach auf einem Host-Recher starten. So kann man sich eine ganze Farm von Rechnern auf einem anderen Rechner zulegen und sie betreiben. Heute werden z.B. die meisten

Internet-Domains (Webseiten irgendwelcher Anbieter) auf eben solchen virtualisierten Rechnern betrieben.

Starten des Emulators:

Start des virtuellen Systems: Im QEMU-Fenster sehen wir nun schon die Start-Prozesse des emulierten Linux-Systems. Für uns klassische Nutzer ist das wenig spannend. Aber auch beim echten Pi sieht der Start-Vorgang so aus.

Man kann jederzeit die Emulation Emulation sein lassen. D.h. wir können jederzeit in das umgebende Host-Betriebssystem gehen und dort arbeiten. Zum Zurückwechseln sollte man die Kopfzeile des QEMU-Fensters anklicken. Auch ein Maus-Klick ist möglich, aber dann ist die Maus erst einmal in dem QEMU-Fenster – also in unserem emulierten System - gefan-gen. Mittels [ Strg ] + [ Alt ] kann man das fangen aber wieder aufheben. Bei Windows geht es sonst auch unproblematisch mit einem Druck auf die Windows-Taste. Es startet zunächst automatisch das Konfigurations-Tool "Raspi-config".


Die Bedienung ist für uns Maus- oder Touch-gewohnte Nutzer recht anti-quiert. Es handelt sich bei dem Konfi-gurations-Programm um eine typische klassische Menü-orientierte Software. Von Bereich zu Be-reich bzw. von Schaltfläche zu Schaltfläche gelangt man mit [ Tab ]. Durch mehrfaches Drücken gelangt man irgendwann wieder zur Ur-sprungsstelle zu-rück. Eine Auswahl erfolgt häufig mit [ Enter ] oder der Leer-Taste.

Zum einfachen Manöverieren des Menü-Auswählers lassen sich die Pfeil-Tasten benutzen. Will man sich jetzt garnicht mit der Konfiguration beschäftigen, dann ist mit 2x [ Tab ] bei [ Exit ]. Mittels [ Enter ] beendet man das Tool und das System geht auf die Konsolen-Ebene zurück. Für Nicht-Konfigurierer geht die Anleitung jetzt bei ( 1.2.5.3. Start der graphischen Oberfläche) weiter.

1.2.5.1. Konfiguration des emulierten Raspberry Pi

Das Konfigurieren im Emulator ist gute Übung zum Um-gang mit Konfigura-tions-Tool und ähn-lichen Programmen, die immer noch die Linux-Welt bestim-men. Zuerst wählen wir den Menüpunkt "configure_key-board". Dazu nutzt man die Pfeiltasten. Sollte der Focus nicht in der eigentli-chen Menü-Liste sein, dann kann man mittels der Tab-Taste den Fo-cus dahin bringen.


Nun wird das passende Tastatur-Modell ausgesucht. Unter dem Punkt "generic" sind die Standard-Tastaturen aufgelistet. Mit [ Tab ] wechselt man dann zu <ok>" und bestätigt mit [ Enter ]. Im nächste Dialog ist die Tatstatur-Sprache dran. Die Auswahl sollte nicht schwer fallen.

Im folgenden Dialog gilt es nun die Tas-ten-Zuordnung ein-zustellen. Im Normalfall neh-men wir hier: "Ger-man (dead acute)".


Zum Schluß ermög-lichen wir noch mit der Tasten-Kombination [ Strg ] + [ Alt ] + [ Rück-schritt ] das Been-den des X-Servers. Dieser ist für die graphische Oberflä-che zuständig. Frü-her brauchte man diese Tasten-Kombi, um einen instabilen X-Server zu schließen. Heute ist ein Abbrechen kaum noch notwen-dig, aber sicher ist sicher.


Bei "change locale" legen wir die Spra-che des Systems und der Anwendun-gen fest. Zu beach-ten ist aber, dass nicht alle Program-me auch deutsche Übersetzungen an-bieten. Hier wird man sich mit den englischen Origina-len zufrieden geben müssen.


Für die nicht-deutschen Pro-grammen wählen wir eine englische "Ersatz"-Sprache.

Die Zeit-Einstellung ist auch für ein exaktes Zusam-menarbeiten mit anderen Geräten in einem Netz notwen-dig.


Mit "Berlin" als kor-respondierende Stadt kommen wir in Deutschland gut klar.

Beim Menüpunkt "overscan" kann man eine Übertak-tung des Pi vor-nehmen.


In der Emulation kann man die Über-taktung einschalten – besser gesagt es versuchen, denn wie der nächste Bildschirm zeigt, funktioniert diese Option in der Emu-lation nicht.


Ähnlich geht es uns mit der Erweiterung des Systems auf eine imaginäre SD-Karten-Größe. Nor-malerweise ist die-ses iunter dem Me-nüpunkt "expand_ rootfs" möglich. In der normalen Pi-Praxis kann man dann die gesamte SD-Karte für Pro-gramme und Daten nutzen.

In der Emulation ist diese Möglichkeit nicht vorgesehen.


Bleibt der Menü-punkt "memo-ry_split". In die-sem können wir normalerweise dem Pi sagen, wieviel Speicher er für die normale Arbeit und wieviel für die Graphik benutzen darf.

In der Emulation ist hier ebenfalls keine Einstellung möglich.


Nach allem Ein-stellen verlassen wir das Konfigu-rations-Toll über "<Exit>".

U.U. werden noch einige Scripte zur Anpassung erledigt und wir finden uns auf der Konso-len-Ebene wieder.

1.2.6.2. weiter nach oder ohne Konfiguration

Die Konsolen-Ebene ist am typische schwar-zen Hintergrund und den einfa-chen Schriftzei-chen (Monospa-ced-Schrift) zu erkennen. In un-serem Fall er-scheint ein farbi-ger Eingabe-Prompt mit der augenblicklichen Nutzer-Kennung pi am Gerät raspberrypi – kurz pi@raspber-rypi.

Auf der Konsolen-Ebene lassen diverse Programme ausführen, die aber uns Windows-verwöhnte Nutzer fast immer überfordern.


1.2.6.3. Start der graphischen Oberfläche

Die graphische Oberfläche wird in allen Linux-Systemen mit startx aufgerufen. In Linux sind viele verschie-de graphische Ober-flächen möglich. Da gibt es ganz einfa-che mit wenig Hardware-Anforderungen und super peppige mit tollen Effekten, wie die modernen Ver-sionen von KDE und gnome. Dazu später noch etwas mehr.

Im Debian-Linux für den Raspebbry Pi ist der X-Server der LXDE-Desktop (Lightweight X11 Desktop Enviroment). Es handelt sich dabei um eines der Leichtgewichten unter den X-Servern.

1.2.6.4. der Desktop des Raspberry Pi "Blackberry"

Die graphische Oberfläche – üblicherweise Desktop genannt – erinnert schon ein bisschen an Windows. Die Anordnung der Bedienelemente ist leicht verän-dert und sie se-hen natürlich auch ein wenig anders aus, aber ein geübter Maus-Schubser kommt schnell mit der neuen Anordnung klar.


Jetzt ist es auch eine gute Gelegenheit – zumindestens probeweise – einige der installierten Programme auszuprobieren. Einige Fenster sind zu groß für den kleinen emulierten Bildschirm des Pi. Um einen Einstel-lungs-Dialog mit "Anwenden" ("Apply") zu verlassen, kann man auch die Tasten-Kombination [ Alt ] + [ A ] benutzen. Für die Schaltflächen mit "Ok" funktioniert [ Alt ] + [ O ]. Es muss noch mit [ Enter ] bestätigt werden! Ein Abbruch ist über die Schließen-Schaltfläche des Fensters oder über [ Alt ] + [ C ] mög-lich. Ganz praktisch ist es, wenn man auch bei vollständig sichtbaren Dialogen zuerst die Tasten-Bedienung übt. Gerade bei heiklen Einstell-Dialogen ist der sichere Tastatur-Umgang ein wichtiges Hilfsmittel.

1.2.6.5. Beenden der Emulation ("Ausschalten")

Das Ausschalten des emulierten Pi erfolgt über den blauen Ein-Aus-Schalter (Logout) rechts unten in der Status-Zeile. Wir befinden uns dann wieder auf der Konsolen-Ebene von Linux und müs-sen nun das eigent-liche Betriebssys-tem herunterfahren. Der Befehl dafür lautet: sudo halt. Das bedeutet, dass wir mit root-Rechten ein Anhalten des Gerätes bepfehlen. Mit sudo reboot könnte man auch einen Neustart initieren. Erst wenn in der letzten Zeile "Sys-tem halted" steht, darf das Fenster – also QEMU – ge-schlossen werden.

Das entspricht dem typischen Strom-Ausschalten. http://www.chip.de/downloads/Raspberry-Pi-Emulation_56665129.html (Beta 1.0b aus dem Jahr 2012!) Zu welchen Leistungen Virtualisierung heute schon auf einem normalen PC ist zeigt vielleicht die nachfolgende Abbildung. Auf einem Windows-7-PC wurde der Virtualisierer VirtualBox


mit einer Windows-7-Client-Maschine gestartet. Innerhalb diesem – ja gar nicht real existie-renden – PC wurde dann ein emulierter Raspberry Pi zum Laufen gebracht.

1.2.6.6. eine eigene Emulation erstellen

Die Erstellung einer eigenen – moderneren – Emulation, ev. auch mit einem anderen Be-triebssystem (z.B. BSD) ist prinzipiell kein Problem. Leider gibt es aber durch QEMU einige Einschränkungen, die praktisch nur die Simulation älterer Pi-Versionen zulässt. Für die Emulation wird eine andere "Hardware" genutzt, die sehr sparsam

ausgestattet ist. Derzeit scheint keine echte Emulation eines Raspberry Pi verfügbar zu sein.

Im Internet findet man passende Anleitungen. Für einfache Test-Zwecke steht Aufwand und Nutzen in keinem Verhältnis. Da reicht die alte Emulation meist aus. Ersatzweise bieten einige Quellen im Internet an, eine abgespeckte virtuelle Maschine für einen Raspberry Pi zu benutzen und auf diesen dann ein typisches Raspberry-Pi-Betriebssystem zu installieren. Das Problem dabei ist aber, dass sich mit "virtual box" keine Hardware a'la Raspberry Pi simulieren lässt. In jedem Fall nutzt virtual box nämlich den Pro-zessor des Host-Systems und wird wohl immer kein ARM-Prozessor sein. weiterführende Links: https://raspberry.tips/raspberrypi-tutorials/raspberry-pi-raspbian-auf-windows-emulieren-qemu/

https://raspberry.tips/raspberrypi-tutorials/raspberry-pi-raspbian-auf-windows-emulieren-qemu/


http://www.heise.de/ct/ausgabe/2014-7-Emulierter-Raspberry-Pi-unter-Windows-2135387.html http://www.makeuseof.com/tag/emulate-raspberry-pi-pc/ http://cubik-tech.blogspot.de/2013/02/raspberry-pi-emulation-on-windows.html

Kurz-Info zu: Raspberry Pi Emulator Nutzer-Info's Standard-Nutzer: pi Nutzer-Passwort: raspberry ! ev. engliche Tastatur beachten: raspberrz

Admininstrator: root Admin-Passwort: ???

neues (eigenes) Passwort für root setzen: sudo passw root

Starten Starten des Emulators: (Start-Datei) run.bat

! ev. wird die Endung .bat nicht angezeigt

sonstige Bedienungs-Hinweise

Beenden ev. aus graphischem System ausloggen (blauer Ein-Aus-Schalter rechts unten in Statuszeile) auf Konsolen-Ebene: sudo halt

http://www.heise.de/ct/ausgabe/2014-7-Emulierter-Raspberry-Pi-unter-Windows-2135387.html

http://www.makeuseof.com/tag/emulate-raspberry-pi-pc/

http://cubik-tech.blogspot.de/2013/02/raspberry-pi-emulation-on-windows.html


1.2.6.7. Beispiel einer virtuelle Maschine "Raspberry Pi" für VirtualBox

Beim Ändern der Einstellungen zur virtuellen Maschine weißt VirtualBox darauf hin, dass der Graphik-Speicher vergrößert werden sollte. Mit 12 MB gab es keine Probleme. Maschine läuft aber auch mit den voreingestellten 8 MB.

Nutzer: rpi Passwort: password

einige andere Programme, als in der Emulation vorinstalliert ausprobieren!!!


verschiedene Möglichkeiten die virtu-elle Maschine zu beenden usw. usf.

Links: http://ediy.com.my/index.php/blog/item/52-virtualbox-raspberry-pi-emulator http://ediy.com.my/Downloads/Raspberry%20Pi/RaspberryPi.VirtualBox.zip

Kurz-Info zu: Raspberry Pi (VirtualBox-Maschine) Nutzer-Info's Standard-Nutzer: rpi Nutzer-Passwort: password

Admininstrator: root Admin-Passwort: password

neues (eigenes) Passwort für root setzen: sudo passw root

Starten über Virtualisierungs-Software "VirtualBox"

sonstige Bedienungs-Hinweise

Beenden aus dem graphischem System heraus mehrere Möglichkeiten (roter Ein-Aus-Schalter rechts unten

in Statuszeile)

http://ediy.com.my/index.php/blog/item/52-virtualbox-raspberry-pi-emulator

http://ediy.com.my/Downloads/Raspberry%20Pi/RaspberryPi.VirtualBox.zip


1.3. periphere Hardware Die Raspberry Pi's sind eigentlich nur Motherboard's. Im Lieferzustand sind sie als funktio-nierender PC ungeeignet. Die notwendige Peripherie wie Netzteil, Tastatur, Maus und Bild-schirm sind zusätzlich notwendig. Bei den Anschaffungs-Kosten muss man sie dazurechnen. Vielfach eignen sich aber abgelegte Altgeräte oder nicht gebrauchte Zweitgeräte. Ein Monitor mit verschiedenen Eingängen (VGA, DVI, HDMI) lässt sich alternativ für mehrere Geräte (PC, …, Raspberry Pi) benutzen. Es eignet sich eine Vielzahl von Geräten für die einzelnen notwendigen Anschlüsse. Bevor man übereilt einkauft, lieber ein wenig recherchieren oder bei anderen Nutzern Erfahrungen abfragen. So bekommt man dann eine gute Auswahl zusammengestellt. Wenn mehrere An-bieter beim Einkaufen benutzt werden müssen, dann unbedingt die Lieferkosten beachten. Man sollte sich immer mit anderen zusammentun, dann werden die Lieferkosten für den Ein-zelnen meist verschmerzlich.

1.3.0. Standard-Peripherie Kommen wir zuerst zu den notwendigen Zusatzgeräten. Dazu zähle ich alle Teile, die zum normalen Betrieb notwendig sind – bzw. im Falle des Gehäuses – unbedingt zu empfehlen sind. Die Displays sind so ein ganz eigener Bereich. Die Pi's laufen auch ohne sie, aber man will natürlich vielfach wissen, was gerade läuft und das Gerät bedienen. Einige – z.T. sehr unter-schiedliche Displays und Display-Typen stellen wir in einem gesonderten Abschnitt vor ( 1.3.1. Display's). Neben den Standard-Zusatzgeräten gibt es Unmengen spezieller Zusatzteile für die Pi's. Einige stellen wir weiter hinten vor ( 1.3.2. Erweiterungs-Board's).

1.3.0.1. Netzteil

bei neueren Modellen Standard-Netzteil mit micro-USB-Anschluss oder ein anderes USB-Netzteil einige Netzteile bieten mehrere Lade-USB-Ausgänge an neuere Versionen des Pi – z.B. 3B+ - brauchen mehr Strom, als die einfachen Ladegeräte anbieten wenn Blitz-Symbol rechts oben auf dem Desktop erscheint ist das ein Zeichen für zuwenig Strom empfohlen wird eine Netzteil mit mind. 2,4 A auf dem Stecker, besser noch sind 3A-Netzteile (sind dann aber auch nicht mehr im Sonderposten-Bereich der Elektronik-Händler zu finden) ungefähr 2 bis 3x teurer (Geräte laufen stabiler und es läßt sich auch noch Peripherie an-schließen und sicher betreiben) jeder benutzte Ausgang für einen Pi sollte mindestens 1A schaffen, ansonsten kann es pas-sieren, dass das Netzteil überlastet wird und dann abraucht


praktisch sind USB-Lade-Kabel mit einem Schalter, dann spart man sich das Stecker rein- und rausziehen die empfindliche Hardware dankt es, ein micro-USB-Anschluss ist schnell man ausgehebelt Alternative / Ergänzung PowerModule ev. gleich mit Solar-Zellen, dann lassen sich Pi zero's auch völlig autonom betreiben es gibt auch Batterie-Halterungen und Module mit USV-Funktionalität auch Li-Ionen-Akku's können über spezielle Zusatz-Board's gut genutzt werden (das ist be-sonders für Bastel-Projekte interessant)

1.3.0.2. Gehäuse

Auf ein Gehäuse kann man prinzipiell verzichten. Für ein erstes Ausprobieren sollte man sowieso erst einmal noch keins benutzen, aber später muss ein Schutz einfach sein. Auch wenn die Raspberry Pi's alle preislich unter 40 € (Stand 2016) liegen, müssen die nicht durch mechanische Belastungen oder ungewollte Kurzschlüsse zerstört werden. alles möglich vom Lego-kompatiblen Teil bis zum Industrie-Gehäuse für mich persönlich sind natürlich die transparenten Gehäuse einfach ein Muss so tolle Technik sollte man auch sehen bzw. zeigen so ein winziger Pi zero im halbtransparenten, stylischen Pibow–Gehäuse ist schon eine At-traktion im Vordergrund steht natürlich der Schutz bei vorhandenem 3D-Drucker läßt sich ein Gehäuse auch selber drucken (3D-Modell z.B.: http://www.thingiverse.com/thing:417507 od. http://www.thingiverse.com/thing:30843)

1.3.0.2.1. Eigenbau-Variante aus Frischhalte-Box

Frischhalte-Box "LOCK & LOCK 350 ml" (vom Discounter (Sonderangebot) oder aus dem Billigmarkt) Preis ? 2,50 € "Airtight Box 0,24 l" / ClipBox 0,24 l Preis 1,29 € (Pfennigpfeiffer) 4x 3-mm-Bolzen mit je 6 – 8 Muttern (ev. aus Plaste) besser: Nylon-Schrauben 2,5 mm gibt es bei www.kunststoffschraube.de (bei Einzelschrauben-Kauf noch recht teuer, aber bei größeren Mengen ok (einfach mit anderen Nutzern zusammen-tun)) Muttern (1,5 – 2x soviele!) und Unterlegscheiben (1 – 2x soviele) statt Muttern lassen sich auch Plaste-Dübel benutzen (die Kleinen bleiben sowieso immer übrig, wenn man sich Misch-Packungen kauft) ev. mit Hilfe oder unter Beobachtung eines Erwachsenen (Box läßt sich schwer irgendwo einspannen, muss also bei den Arbeiten in der Hand gehalten werden!!!) man kann sich auch mal einen Fehlschnitt oder eine Beschädigung leisten, da die Kosten verschmerzlich sind


Festlegen der Halte-Punkte auf dem Grund mit Folienstift (am Besten ist es, immer jeweils erst ein Loch anzeichnen bohren; Platte positionieren (leicht festschrauben) und dann nächs-tes Loch anzeichnen usw. es eignet sich sonst auch eine Universal-Montage-Platte zum anzeichnen (dann sollte einer festhalten und der andere anzeichnen; sonst ist bei der glatten Plastik die Verrutschungsgefahr zu gross grobes Anzeichnen der Ausschnitte mit Folienstift Aussägen der langen, waagerechten Aussparrungen mit dem Multitool (Halbkreissäge) Aussägen der senkrechten Aussparrungen mit der Metallsäge Aussägen der fehlenden kurzen Ausspaarungen mit dem Multitool (kleine Säge) Bohren der Haltepunkte mit 3 – 3,2 mm Bohrer Entgraten mit Holzfeile (gegen den Strich) ev. Nacharbeiten mit Cutter-Messer super stabil durch feste Plastik individuell anpassbar, nur die notwendigen Öffnungen müssen auch ausgeschnitten werden. noch probieren: notwendige Lüftung Lüftungs-Löcher im Deckel mittels größerer Boxen können ganze Projekte in eine Box (sogar Wasser-dicht) eingebaut werden; Boxen kosten zwischen 1,50 und 5,00 €; je nach Anbieter / Händler und Box-Größe ist nach oben im Preis natürlich noch einiges offen ev. Kühlung organisieren (Kühlkörper; Kühlung über Umgebungsmedium)

1.3.0.2.2. Eigenbau-Variante aus Sortierkasten – Alles in einer Box

aus altem 14"-Monitor und einem Baumarkt-Sortierkasten für knapp 8 Euro Monitor vermessen und passenden Sortierkasten im Baumarkt besorgt Monitor zerlegt; leider haben die älteren Modelle noch sehr starke Träger- und Abschirm-Bleche damit Hochspannung-Erzeugung und Display-Elektronik sicher platziert werden kann, wurde Trägerblech beibehalten Abschirmblech der Display-Ansteuerung allerdings entfernt, da diese sehr viel Raum bean-sprucht durch Verbiegen bzw. Abbiegen einiger Blech-Nasen Platz für Verschiebungen und bessere Positionierung geschaffen da externes Netzteil ist die maximale Spannung an der Ansteuer-Platine bei rund 12 V etwas anders sieht das beim Inverter-Board aus, dieses erzeugt bis zu 3 kV bei sehr gerin-gen Strömen Gefahr praktisch gering; Schutz vor Berührung aber notwendig

1.3.0.3. USB-Hub

für ältere Modell und den Pi zero zuerst einmal ein USB-Hub


eine aktive Version ist empfehlenswert, sie funktioniert bei vielen (älteren) Modellen auch gleich als Stromversorgung es gibt auch ein Hub mit eingebauter Netzwerk-Schnittstelle interessant für A-Modelle und den Pi zero auch neue USB-Hub's mit Lade-Port sind eine gute Alternative schließlich möchte man nicht für einen kleine Pi drei bis vier Steckdosen belegen

1.3.0.4. Tastatur und Maus

passende Tastatur und Maus frei wählbar, muss nur USB-Anschluß besitzen kleine Tastaturen und Mäuse machen neben dem kleinen Pi's natürlich mehr her, sind aber auch schwieriger zu bedienen, dies macht sich besonders bei kleinen Tastaturen mit geän-dertem Tasten-Layout bemerkbar

1.3.1. Display's einfachste Variante ist die Nutzung vorhandener Monitore HDMI-Anschluss bevorzugt mit kleinen Adaptern und den normalen Anschluss-Kabeln können aber auch ältere Monitore genutzt werden (ein alter 14"-Monitor reicht völlig) (weitere Info's 1.3.1.1. Nutzung von Display's ohne HDMI-Eingang) reguläre Pi-Display's wie das 7"-Display sind natür-lich eine sehr kompakte Lösung für Projekte, die aufs Geld schauen müssen, sind die Teile eher keine Alternative, wenn ein anderer Monitor zur Verfügung steht

Raspberry Pi 7"-Display


Display T.Box Im Elektronik-Versand (Conrad, völkner, pollin, …) sind manchmal auch interessante Bastel-Display's im Sortiment. Sie eignen sich gut zum Einbau in ein eigenes Gehäuse. Kosten liegen meist bei der Hälfte bis zwei Drittel eines Voll-Monitors.


Ein Blick auf die Rückseite vieler "alter" (besser gesagt: "gefühlt veralteter") Fernseher offenbart häufig eine Vielzahl von Anschlüssen. Vielleicht erhält so der alte – "viel zu kleine" 60"-Fernseher ein zweites Leben als Riesen-Bildschrim für unseren Pi. Der verbreitete Scart-Anschluss ist meines Wissens so nicht nutzbar. erste ePaper-Display's schon verfügbar, derzeit noch sehr klein meist nur einfarbige Anzeige; dafür sehr Energie-sparend; für Akku-betriebene Projekte op-timal Beim Ausprobieren sollte man darauf achten, dass einige Betriebssysteme nicht alle mögli-chen Auflösungen (vertikale und horizontale Punkt- bzw. Pixel-Anzahl) unterstützen. Der Pi (bzw. sein Graphik-Chip und der Monitor unterhalten sich beim Einschalten kurz. Wenn sich zwischen Betriebssystem (inklusiver der Treiber) dem Graphik-Chip und dem Monitor keine Einigung herstellen lässt, dann bleibt der Monitor u.U. schwarz. Einfach auch andere Pi's oder andere Betriebssysteme oder Monitore probieren, um die Problem-Stelle einzukreisen.

1.3.1.1. Nutzung von Display's ohne HDMI-Eingang

Wer sein Pi-Projekt kostengünstig erstellen will oder muss, der wird gerne alte Monitore nut-zen wollen. Leider haben diese Monitore meist nur eine 21-pol. DIN-Buche (trapezförmige Abschirmung (meist blau od. schwarz)) oder den etwas moderneren DVI-Eingang (rechtecki-ge Abschirmung (meist grau oder weiß)). Praktisch sind beide Anschlüsse zu benutzen, man benötigt aber spezielle Adapter oder Koppel-Kabel. Bei der Auswahl muss auf alle darauf achten, dass wir einen Signal-Übergang von HDMI nach VGA bzw. DVI haben (HDMI VGA; HDMI DVI). Wenn's nebenbei in beide Rich-tungen funktioniert (HDMI VGA; HDMI DVI), dann ist das toll, aber für unser Pro-jekt kaum von Bedeutung. Die Stecker mit den herausstehenden Pins werden in der Elektro-nik als Männchen deklariert und die Buchsen (mit den Löchern für die Pins) als Weibchen. Zuerst hatten wir einige Probleme, nach dem Tausch der Adapter stellten sich aber eher die Monitore (und einige waren gar nicht so alt) als Problem heraus. Es scheint sich der alte Spruch zu bestätigen: "Wer billig kauft, zahlt doppelt." Ich habe diverse Kabel und Adapter ausprobiert. Wenn es bei mir zu einzelnen Problemen gekommen ist, da notiere ich das mit einem einfachen Fragezeichen. Bei dauerhafter Nicht-funktion – auch mit verschiedenen PI's oder Monitoren – gibt es Minus-Zeichen. Im Zweifels-fall die Teile einzeln zur Probe kaufen oder so auspacken, dass der Handel sie auch wieder zurücknimmt. Hier ist man aus Prinzip beim Online-Händler besser dran, weil dieser die Sa-chen innerhalb von 14 Tagen ohne Begründung zurücknehmen muss (allerdings nicht Ver-sandkosten-frei, wie einige glauben). Trotzdem auf Augenhöhe mit den Händler sprechen, dann sind die auch zu vielen "Schandtaten" bereit. Der Händler will sie nicht als Kunde und sie wollen sich den Händler nicht vergraulen. Kaufen auf Probe ist beim Händler vor Ort er-fahrungsgemäß auch kein echtes Problem. Vorher ordentlich fragen, hilft da enorm. Im Zwei-felsfall eine kleine Notiz auf dem Kassenzettel machen lassen, das gibt dann auch keine Probleme, wenn sie es beim nächsten Besuch mit einen anderen Kassierer / Verkäufer zu tun haben. Typ, Name, Be-zeichnung

Funktion, ++ Kurzbeschreibung, Zusatzinfo's

Nutzbarkeit (empirisch!!!)

Bemerkungen, ++

HDMI VGA

DELOCK 6 654 ?, + ev. Monitor-spezifisch

DELOCK 65586 +++


DELOCK 65472 +++ zus. mit Audio

- - -

HDMI DVI

Sollten andere Erfahrungen vorliegen, dann reicht eine kurze Info und ich ändere die Status-Info zur nächsten Veröffentlichung!

Nach Aussagen eines Kundendienst-Mitarbeiters eines Online-Händlers werden auch unter-schiedliche Chips zur Signal-Umsetzung (z.B. bei HDMI aus VGA) verbaut, so dass hier ev. eine Problemstelle sein kann. Aus meiner Sicht sind Vollkabel (also auf beiden Seiten gleich die richtigen Stecker / Buch-sen) und Kuppelkabel mit kurzen Kabel-Längen den direkten Kupplungen vorzuziehen. Die Kraft-Wirkungen durch die große Hebel-Wirkung sollte nicht unterschätzt werden. Beim Pi zero sind Kabel oder Kurzkabel-Adapter fast zwangsläufig notwendig, da alle Anschlüsse sehr dicht beieinander liegen und damit für die klobigen Direkt-Adapter eher kein Platz mehr ist. Mehrfache Kopplungen usw. sollten wegen der möglichen Kontakt-Probleme ebenfalls nur in Notfällen oder zum Probieren genutzt werden.

1.3.1.2. den Raspberry Pi über Remote-Desktop anzeigen / benutzen

Hat man einen anderen Rechner im Netz, dann kann auch dieser als Anzeige- bzw. Bedien-Gerät benutzt werden. Die Technik nennt sich Remote desktop und wird z.B. von Service-Firmen benutzt, um über fernwartung den eigenen PC zu reparieren oder Probleme zu iden-tifizieren. Auf die FerB-bedienung durch den ("lauf-faulen") Administrator ist mit dieser Tech-nik möglich. Die Einrichung und Nutzung von remote Desktop ist auch auf dem raspberry Pi kein Problem und schnell eingerichtet. 1. Installation von xrdp auf dem Raspberry Pi, deshalb einmal an Bildschirm und Tastatur anschließen notwendig (ersatzweise geht auch eine SSH-Verbindung (muss aber auch vorher eingerichtet worden sein);

freie Impelmentierung des RemoteDesktop-Protokolls für Linux in der Konsole: sudo apt-get install xrdp 2. Anpassungen / Einstellungen praktisch nicht notwendig, sonst in Dateien: /etc/xrdp/xrdp.ini /etc/xrdp/sesman.ini 3. Installation des Clients bei Windows-Rechnern nicht notwendig sonst bei Linux-Rechnern: Rdesktop für Mac aus dem Store "Microsoft Remote Desktop"-App


4. Verbindung herstellen auf dem Client RemoteDesktop-Software starten als Host die IP-Adresse bzw. die DynDNS-Domain des Raspberry Pi angeben (IP-Adresse auf dem Pi herausfinden: in der Konsole ifconfig eth0 od. wlan0 auswerten)

Login auf dem Zielrechner (hier der Pi) Zugangsdaten wie bei SSH (bei Raspbian: Nutzer: pi mit Kennwort: raspberry) Einstellen von Bildschirmauflösung und Farbtiefe ev. ein paar Sekunden warten, bis Verbindung ordnungsgemäß läuft 5. Verbindung beenden weitere Hinweise: wenn der Pi auch von außerhalb des eigenen Netzes genutzt werden soll, dann ist ein Portforwarding auf dem Router notwendig für Port: 3389 (üblich: neue Port-Freigabe; ev. Bezeichnung vergeben; Protokoll wählen (zuerst TCP, sonst die anderen probie-ren); vonPort: Portnummer(n) zum Senden; auf/zu: IP des Raspberry; anPort: Portnummer(n) zum Empfangen)

1.3.2. Erweiterungs-Board's mittlerweile fast unzählbar in der letzten Zeit scheint es fast so, als würde täglich ein neues Board von irgendeinem An-bieter dazuzukommen im RPi-Sprach-Jargon werden die Erweiterungs-Boards, die man direkt auf den Pi stecken kann HAT genannt. HAT szeht für "Hardware Atteched on Top". Der übliche Platz für die Boards ist der GPIO-Anschluss. Dieser ist genormt und somit pas-sen fasst immer alle HAT's auf die verschiedenen PI-Versionen. hier nur Vorstellung einiger ausgewählter Board's mehr zufällig bzw. nach meiner Interessenlage besonders "innovative" oder herausragende Board-Ideen typischerweise auf GPIO–Schnittstelle gesteckt ev. auch mehrere Board übereinander steckbar (quasi paralleler Betrieb mehrerer Board's) erinnert an die Steck-Karten im PC, da sind viele Zusatz-Boards möglich, aber technisch nicht immer sinnvoll bzw. funktionierend Sense-HAT mit sehr vielen Sensoren und einer Matrix aus 49 LED's


Raspberry Pi Sense Hat (Astro Hat) Q: www.raspberrypi.org

Capacitive HAT ermöglich den Anschluss von Allem, was so halb-wegs den Strom leitet. Das können Kartoffeln oder Obst sein, aber auch ??? funktionieren. Insgesamt gibt es 12 Kanäle, das reicht für ein kleines "Tasten"-Musik-Instrument oder eine Tas-tatur aus Bananen oder so was ähnlichen.

Ähnliches Projekt ist die –Platine.

Raspberry Pi Q: www.raspberrypi.org

PicoBoard früher ScratchBoard ebenfalls Sensor-Board Links: https://de.pinout.xyz/ Webseite mit Schnittstellen-Beschreibungen und Installtions-Hinweisen

1.3.3. WD PiDrive Festplatte im 2,5"-Format mit USB3.0-Anschluss von Western Digital (WDLABS) 314 GB bootbar mit BerryBoot ( 2.0.7. Booten mit BerryBoot) zum Abschluss an den Pi extra Kabel (PiDrive Cable) notwendig, was extra gekauft werden muss interessant sind auch die im WD-Store ( wd.com) erhältlichen Gehäuse, die meist auch einen Pi mit aufnehmen und daduch dann zu einen kompakten Mini-PC werden erhältlich auch ein "PiDrive Foundation Edition" mit einer 250 GB-Platte, dem Kabel-Set und einer MicroSD-Karte mit einer Spezial-Version von NOOBS – also ein Rundherum-Sorglos-Paket bei internationalen Händlern (? USA) gibt es auch eine passende 1 TB-Platte)

https://de.pinout.xyz/

http://wd.com/


1.4. ähnliche Hardware-Projekte zum Raspberry Pi

1.4.x. Banana Pi eigenständiges Projekt; lange nicht so breit unterstützt diverse Spezial-Boards Z.B. extra "Banana Pi Router" oder Banana Pi Leistungs-stärker, teurer Preis um 90 Euro Version M3 (BPi-M3) mit Acht-Kern-Prozessor; SATA onboard; echtes Giga-Bit-LAN (unge-fähr effektiv 633 Mbit/s); allerdings nur 2x USB 2.0 WLAN sehr lahm, da über internen USB-Host betrieben mehr für den ambitionierten Nutzer / Bastler viele Zusatz-Boards vom Raspberry Pi sind nutzbar

Banana Pi M3

Q: www.einplatinencomputer.com

Eindruck der geringeren Aktualität (viele Quellen mit ein bis zwei Jahre alten Images, wobei sich die Frage der Eignung für die neueste Hardware-Version stellt)


aber auch sehr aktuelle Images für die neuesten Geräte-Versionen verfügbar ( http://www.banana-pi.org/) interessant sind hier u.a. verfügbare NAS- und WLAN-Router-Betriebssysteme neben vielen Linux-Varianten wenig kompakte Quellen im Internet; vieles verfügbar, aber breit verteilt; mehr Board für Bastler und Profis, die die Leistungs-Möglichkeiten genau kennen und nutzen für Anfänger nur eingeschränkt tauglich typische Anmeldungen (SSH, …): root (bananapi); bananapi (bananapi) USB scheint schwachbrüstig zu sein (Tastatur und Maus verkraftete es nicht bei mir) erst mit aktivem USB-Hub war die rote Power-LED anschaltbar (bootete aber trotzdem nicht!)

1.4.x. PandaBoard

offizielles Logo Q: pandboard.org

Dual-core ARM-Cortex-A9 1,2 GHz 1 GB RAM DDR2 10/100 MBit Ethernet LAN 2x USB 2.0 1x microUSB (OTG … On-the-go port) als Stromversor-gung (5V, 4 A) auch über Rundstecker (2,1 und 5,5 mm;

plus innen) WLAN; Bluetooth GPIO

http://www.banana-pi.org/


Layout des PandaBoards

Q: pandoboard.org

verfügbare Betriebssysteme:

Linux Minimal Filesystem

Android

Ubuntu

Linaro

PIN Beagle/BeagleXM Panda ES / Panda

1 1V8 1V8

2 5V 5V

3 MMC2_DAT7 MMC2_DAT7

4 MCBSP3_DX MCSPI1_CS3


6 UART2_TX UART4_TX


8 UART2_RX UART4_RX


10 MCBSP3_DR MCSPI1_CS1


12 MCSPI4_SIMO MCSPI1_SIMO


14 MCBSP1_CLKX MCSPI1_CS2


16 MCSPI4_CS0 MCSPI1_CS0


18 MCSPI4_SOMI MCSPI1_SOMI

19 MMC2_CMD MMC2_CMD

20 MCSPI4_SCLK MCSPI1_SCLK

21 MMC2_CLK0 MMC2_CLK0

22 MCBSP1_FSR GPMC_AD15

23 I2C2_SDA I2C4_SDA

24 I2C2_SCL I2C4_SCL

25 REGEN REGEN

26 nRESET nRESET


27 GND GND

28 GND GND

Daten-Q: pandaboard.org

interessante Links / Quellen: pandaboard.org

1.4.x. BeagleBoard / BeagleBone

offizielles Logo

Q: beagleboard.org

Leistungsstärke ungefähr zwischen Pi 1 und 2 unklare Weiterentwicklung und schwache Unterstützung es dürften einige Rapsberry-Zusatzboard funktionieren, die auf die GPIO-Schnittstelle ge-steckt werden können interessante Links / Quellen: beagleboard.org

1.4.x. CubieBoard aktuelle Spitzen-Modelle CubieAIO-A20 und CubieBoad5

Q: de.wikipedia.org ()

gute Ausstattung des Boards Dual-Core-Prozessor aber etwas veraltet sehr geringe Unterstützung Pflege und Weiterentwicklung unklar


http://www.pandaboard.org/

http://www.beagleboard.org/


1.4.x. Lemaker Hikey Leistungs-stark abweichendes Platinen-Design GPIO-Schnittstelle nicht Raspberry-Pi-kompartibel


Preis um 120 Euro übliches Betriebssystem Linaro

1.4.x. UDOO


Version 1 ist Leisungs-starke Kombinationen eines Pi-ähnlichen Microrechners (Leistungs-stärker als die zur gleichen Zeit verfügbaren Raspberry Pi 1 und 2) und eines Arduino sehr gute Ausstattung bei akzeptablen Preis (deutlich über 100 €); Finanzierung über Crowdfund-Projekt Version 2 (x86) soll Ende 2016 erscheinen, deutlich besser ausgestattet und nochmal deut-lich Leistungs-stärker statt ARM-Prozessor soll intel-kompatible CPU verbaut werden damit Zugriff zu vielen weiteren Betriebssystemen denkbar (ev. auch Windows 10 mit gra-phischer Oberfläche) offizielle Betriebssysteme Linux (Ubuntu) und Android Links: www.udoo.org

1.4.x. ODROID kommt von Open und Droid Quad-core Cortex A7 (1,4 GHz) oder A15 (2


GHz) 2 GB RAM USB 2.0 und 3.0 eMMC neueste Version XU4 sehr Leistungs-fähig C2-Version gleichstark und sehr gut ausge-stattet

Q: de.wikipedia.org (odroid.com)

eMMC-Modul stört sich mit zu dicht daneben liegenden HDMI-Anschluss; lässt sich aber auch auf der Unterseite des Boards anbringen; dann ist die mSD-Schnittstelle für Daten ver-fügbar bei meinem Bundle Links: www.odroid.org http://www.hardkernel.com http://magazine.odroid.com/ (freie PDF-Versionen des offiziellen Odroid-Magazins (engl.) + Manuell) https://wiki.odroid.com/ (neues Wiki) http://odroid.com/dokuwiki/doku.php (älteres – nicht mehr gepflegtes – Wiki)

1.4.x. Intel Galileo Intel Quark SoC X1000-Prozessor 32 bit 400 MHz 256 MB DDR3-Speicher LAN Ausstattung schwer abzuschät-zen, lt. Webseite hat es vieles "nicht"; eher schwächliche Tech-nik ???

Intel Galileo Gen. 2 Q: en.wikipedia.org (Mwilde2)

Arduino-Formfaktor um 70 €


Links: www.intel.com

1.4.x. Lattepanda Quad-core 1,8 GHz Atom-Prozessor bis 4 GB RAM WLAN und Bluetooth 4.0 USB 2.0 und 3.0 Arduino-kompartible Co-Prozessor eMMC bis 64 GB


also Win10 möglich und wohl auch gut unterstützt (Treiber etc.) viele passende Zusatzteile (Display, Touch-Overlay, Sensoren, Gehäuse, …) zu angemes-senen Preisen Direkt-Anschluß von Sensoren über 3-pol. Molex-Stecker beste Platine regulär rund 140 $ (bei Kickstarter u.U. deutlich günstiger)

Q: www.lattepanda.com (leicht geänd.: dre)

1.4.x. Arduino, Genuino und Co eigentlich kein Kleinst-Computer mit PC-Charakter mehr eine programmierbare Super-Kleinst-Computer oder eine Peripherie-Board für PC's oder die anderen Kleinst-Computer

Q: de.wikipedia.org (arduino.cc)

programmierbarer Microrechner, Physical-Computing-Plattform


viele Sensoren und Shields nur internes Micro-Betriebssystem zu Starten der extern erstellten Programme vorrangig für Messungen, Steuerungen und Regelungen Unmengen Standard-setzende Zusatz-Boards viele Versionen verfügbar; von Standard-Board bis hin zur SMD-Version auch Industrie-Versionen verfügbar Klassiker: Arduino Uno außerhalb der USA derzeit als Genuino ver-trieben laufender Rechtstreit um die Marke Arduino Boards sollen kompatibel sein


Programm muss auf Host-Rechner erstellt werden und dann auf den Arduino übertragen werden, dort läuft es dann eigenständig ab Java-basierte, frei verfügbare IDE IDE für Windows (32 + 64 bit), Mac und Linux (32 + 64 bit) damit auch auf dem Raspberry Pi programmierbar (ARM-Version derzeit (2016) noch "expe-rimental") Scratch als Programmier-Umgebung nutzbar (S4A) neu ist Web-Editor, damit praktisch Plattform-unabhängig nutzbar (Registrierung notwendig) auch gerne an Kunstschulen eingesetzt zur Verwendung für (Kunst-)Installationen Nachbauten aus China kosten nur noch um die 3,50 – 4,00 Euro Achtung! es gibt auch Clone mit anderen Chip (CH340), für diesen sind besondere Treiber notwendig (werden aber normaerweise mitgeliefert); sonst vollständig kompatibel! (bei ebay) gute Set's verfügbar mit richtig optimaler Ausstattung (bei amazon (smraza oder kunan)) zum Preis von einem RPi3 Einsteiger-Version unter 20 €; super ausgestattete Versionen von 30 bis 45 € für Schule sollte man sich dann aber ein Ausgabe-Konzept ausdenken (ev. nur die Teile, die wirklich für Experimente gebraucht werden!) Viele Teile verleiten zum Spielen, unüberlegtem Experimentieren und Beschädigen bei unsachgemäßer Verwendung

Arduino Uno Raspberry Pi 3

Gemeinsam-keiten

gutes Experimentier-System sehr gut für verschiedene informatische Konzepte geeignet

Unterschiede

Vorteile billiger (bis 1/10 des Preises)

Voll-Computer

Nachteile praktisch "nur" programmier-bare Peripherie


1.4.x.y. Installation der Arduino-IDE auf einem Raspberry Pi

es wird reichlich Platz gebraucht (Source: 1'280 MB und nach git clone 1'600 MB) Source kann aber später wieder gelöscht werden in Foren empfohlene Fenster-Manager: LXDE oder VNC Standard-mäßig mit: sudo apt-get update sudo apt-get install arduino

sudo su

apt-get install unzip git-core

cd /usr/src/

git clone https://github.com/arduino/Arduino

cd Arduino

mkdir -p /usr/share/arduino

cp -ru libraries /usr/share/arduino/

cp -ru hardware /usr/share/arduino/

cp -ru build/shared/tools /usr/share/arduino/

cp -ru build/shared/lib /usr/share/arduino/

cp -ru build/linux/dist/arduino /usr/bin/

cp -ru build/linux/dist/arduino /usr/bin/X11/

mkdir -p /usr/share/doc/arduino-core

cp -ru build/shared/examples/ /usr/share/doc/arduino-core/

cd build/shared/

unzip reference.zip -d /usr/share/doc/arduino-core/

neuere Versionen in /usr/share entpacken und dann das Script arduino aus dem Verzeichnis aufrufen nach youtube-Video Download von der arduino.cc-Seite im Download-Ordner entpacken … Links: www.arduino.cc www.arduino.org arduino-anleitung.de https://funduino.de/arduino-lehrmittel-fuer-schulen

1.4.x. BOB3


Experimentier-Board in Roboter-Design (Platine) fertige Platinen oder Bausätze verfügbar Schüler können so ihr Board von Anfang an selbst erstellen, löten, … mehr für AG's oder Projekttage geeignet Anleitungs-Material vefügbar ( ) Links: http://starthardware.org/ (allg. Einstieg: Stromkreis, Breadboard, …)

1.4.x. Libre Computer neuer Stern (2018) am Einplatinen-Rechner-Himmel konsequente Erweiterung des Konzepts der freien Software ( Libre Office und Betriebssys-tem ) auf die Hardware setzt vollständig auf freie Komponenten und Treiber ganze Serie von Rechner – leider mit kryptischen Bezeichnungen z.T. deutlich Leistungs-fähiger als RPi 3 bessere Netzwerk-Leistung, da die Schnittstellen separat sind und nicht über einen USB-Hub angesteuert werden (wie beim Raspberry Pi 3) Bezeichnung Gesamt-

Leistungs-Stärke

Ausstattung Ausstattungs-Besonderheiten

Modell-abhängig

AML-S905X-CC "Le Potato"

Quad-Core ARM-Prozessor 64 Bit DDR3-Speicher

IR-Sensor Speicher-Größe 1 – 2 GB

ROC-RK3328-CC "Renegade"

Quad-Core ARM-Prozessor 64 Bit DDR4-Speicher

Gigabit-LAN 1x USB 3.1 IR-Sensor

Speicher-Größe 1 – 4 GB

gleicher Form-Faktor bei vielen Modellen sollten die Gehäuse des RPi passen nach ersten Test's ist das auch so


Libre-Computer AML-S905X-CC Q: libre.computer (leicht bearbeitet: dre)

Vorderseite (oben)

Q: libre.computer

Rückseite (unten)

Q: libre.computer


Libre-Computer ROK-RK3328-CC

Q: libre.computer (leicht bearbeitet: dre)

wegen höherer Leistung sind Kühlkörper unbedingt zu empfehlen (gleich mitbestellen!) es gibt praktisch die gleichen Betriebssystem, wie beim RPi3 jeweils in angepassten Versio-nen (wegen leicht unterschiedlicher Hardware) Links: https://libre.computer/


Vergleich verschiedener Libre-Computer (auch mit anderen typischen Board's)

Q: https://libre.computer/


1.4.x. Asus TinkerBoard benötigt besonders starkes Netzteil mit 3A auf den microUSB-Stecker (sonst bricht der Boot-Vorgang ab, oder System macht ständig Reboot's) recht teuer (um 80 Euro), aber auch Leistungs-fähiger Bau-/Gehäuse-kompatibel zu Raspberry Pi 3 mehrere Betriebssysteme verfügbar u.a. Debian Linux, Android, … root-Passwort oft: linaro


1.5. einfach mehr aus der Hardware rausholen: Tuning,

Übertakten, …

Bemerkungen zum Übertakten etc.: Die Übertaktung oder irgendwie geartete außergewöhnliche Belastung bzw. ein Einsatz außerhalb der Spezifikationen kann und ist mit dem Verlust der Garantie verbunden (sein). Im ungünstigsten Fall ist die Hardware nach dem Experiment unbrauchbar! Gehen Sie nur mit Bedacht und in kleinen Schritten vor. Überlegen Sie sich gut, ob der – meist geringfügige – Leistungs-Zuwachs dem Risi-ko äquivalent ist! Für die meisten Projekte bringt eine Leistungs-Steigerung nicht so sehr viel.

nach jeder Änderung neustarten und dann eine Weile mit starker Last laufen lassen WENN alles ok DANN ok (so belassen) ODER nächste Änderung SONST letzte Änderung zurücknehmen (UND optional andere Änderung (in andere Tuning-

Richtung) probieren) in der Konsole: sudo nano /boot/config.txt

für die Übertaktung (Option "") gibt es mehrere Möglichkeiten:

Einstel-lung

Wirkung Beschreibung

Wirkung technische Kennwerte

Bemerkungen

None Normal-Betrieb Modest moderate Be-

schleunigung ohne nenneswerte Belastung

der Hardware

Medium High Turbo

Option "arm_freq" arm_freq=???

Option "sdram_freq" sdram_freq=???

Option "force_turbo" Deaktivieren der dynamischen Taktung force_turbo=1

Prüfen der aktuellen Takt-Frequenz in derdie Takt-Frequenz


Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 72ff

1.6. eine Ausstattungs-Empfehlung Was kostet nun so ein "Raspberry Pi" für die Eltern / Großeltern (als Weihnachtsgeschenk) / eine Schule oder eine Projektgruppe / Arbeitsgemeinschaft? Empfehlungen geben ist immer ein Minenfeld. Die folgenden Empfehlungen spiegeln voll-ständig mein persönliches Empfinden wieder. Vorne wurden viele Alternativen aufgezeigt. Jeder möge also bewusst seine Entscheidung fällen. Zu bedenken ist natürlich auch, dass bei vielen Händlern Versandkosten anfallen. Dadurch ist vielleicht eine Einzelbestellung un-effektiv. Wo eine sinnvolle Empfehlung eines speziellen Gerätes nicht sinnvoll ist, lasse ich dieses auch lieber. Schauen Sie beim Händler Ihrer Wahl nach passenden Angeboten. Die Preis sind gerundet, um ein bisschen Spielraum zu haben.

1.6.1. Stand Oktober 2016

Teil / Gerät Hinweise / Empfehlung einzuplanender Preis

Händler / Emp-fehlung

Raspberry Pi Raspberry Pi 3 Modell B 40 € conrad.de reichelt.de

Netzteil 4x USB; sollte 2,1 A schaf-fen

15 € conrad.de reichelt.de

Gehäuse transparent od. stylisch 10 € conrad.de reichelt.de

microUSB Kabel mit Schnurschalter


Tastatur 20 € conrad.de reichelt.de

Maus 10 € conrad.de reichelt.de

microSD-Karte Class 10 mindestens 8 GB


geschätzter Gesamtpreis: 122 €

notwendig ist bei dieser Ausstattungs-Variante ein Fernseher oder PC-Monitor mit HDMI-Eingang ansonsten ist ein Umsetzkabel HDMIVGA oder HDMIDVI (20 €) notwendig die nachfolgende Zusammenstellung ist für diejenigen gedacht, die extrem auf die Kosten schauen müssen oder es sehr sehr sparsam angehen wollen ("Ausprobierer")

https://www.conrad.de/

http://www.reichelt.de/














Minimal-/Billig-Zusammenstellung

Teil / Gerät Hinweise / Empfehlung einzuplanender Preis

Händler / Emp-fehlung

Raspberry Pi Raspberry Pi zero 12 € thepihut.com pimorori.com

Netzteil 2x USB; sollte 2,1 A schaf-fen

12 € pollin.de pearl.de

Gehäuse transparent od. stylisch 10 € conrad.de reichelt.de

Essential-Kit 12 € thepihut.com pimorori.com

Tastatur 15 € pollin.de pearl.de

Maus 7 € pollin.de pearl.de

microSD-Karte Class 10 mindestens 4 GB (kann aber

schon bei Paspbian knapp werden!)

5 € pollin.de pearl.de

geschätzter Gesamtpreis: 73 €

Leider ist der zero in Deutschland / von deutschen Händlern kaum zu bekommen. Hier bie-ten sich die englischen Händler (thepihut.com und pimorori.com) an, sie sind derzeit sehr günstig und die Ware ist Zoll-frei. U.U. kann man dort auch seine gesamte Bestellung los werden, das spart dann Versandkosten (für die sonst ev. notwendigen weiteren Händler) Ein sehr breites Angebot hat adafruit.com, dort ist aber zu beachten, dass üblicherweise zu-sätzlich Zoll auf Wareneinfuhren aus den USA anfällt.

https://thepihut.com/

https://shop.pimoroni.com/

http://www.pollin.de/shop/index.html

http://www.pearl.de/













https://www.adafruit.com/


Exkurs: Leistungs-Tests – Benchmarks Es gehört seit Urzeiten zu den Nerd-Spielen, sich und seinen Computer Leistungs-mäßig zu vergleichen. Die Lesitungs-Tests werden mit sogenannten Benchmark-Programmen durch-geführt. Diese testen die Hardware und belasten sie mit bestimmten Aufgaben. Als Ergebnis werden dann Zeiten ausgegeben, die für eine komplexe Aufgabe gebraucht wurden oder es gibt imaginäre Benchmark-Punkte. Wir wollen hier nicht in die Details gehen und schon garnicht irgendwelche Tabellen mit Er-gebnissen angeben. Ich zeige hier nur kurz, wie man grundsätlich seine Hardware testen und praktisch auch untereinander testen bzw. vergleichen kann.

sysbench –num-threads=1 –cpu-max-prime=10000 –test=cpu run

Bei den Threads kann man bis zur Kern-Anzahl der getesteten Hardware (CPU) hochgehen. So lässt sich auch testen, ob alle Kerne der CPU ordnungsgemäß funktionieren. Mit diversen Tricks und veränderten Einstellungen kann man deutlich mehr Leistung aus seiner Hardware herauskitzeln. Aber Vorsicht, das kann zur Verlust des Gerätes, der Garan-tie und zu anderen gefährlichen Situationen führen (Brandgefahr!). Zu den legalen und praktisch immer notwendigen Mitteln beim Übertakten gehört eine vor-bildliche Kühlung. Neben den kleinen, passiven Kühlkörpern sind aktive Luft- und Wasser-Kühlungen möglich. Bei sehr gut gekühlten Boards läßt sich die Betriebsspannung deutlich erhöhen. Dadurch steigt die Takt-Frequenz des Gerätes und die CPU arbeitet schneller. Beim Übertrakten sollte man unbedingt nur in kleinen Schritten steigern. Solange das Sys-tem Fehler-frei läuft, kann man weiter steigern. Sobald die ersten Fehl-Funktionen auftau-chen und Teile der Platine zu heiß werden, dan sollte man unbedingt Einhalt gebieten. Abrauchen müssen die Teile nicht unbedingt, auch wenn sie vielleicht sehr billig waren.

1.7. Experimentier-Boards und –Bricks für verschiedene

Computer gekennzeichnet durch viele Sensoren und entweder direkt verfügbare Aktoren und / oder Anschlüsse für anschließbare Aktoren umgeht das Problem, dass für viele Aktoren spezielle Ansteuerungs-Module notwendig sind, diese sind kompliziert zu handhaben und schlagen auch finanziell nicht unwesentlich zu Bu-che viele der neuartigen Module sind Plattform-übergreifend konzipiert z.T. Programmierung / Nutzung mit Web-Oberfläche einige mit eigenständigem Programm-Lauf; andere nur Sensor- und ev. Aktoren-Einheit hier jetzt nur größere (und mir bekannte) Projekte


1.7.1. Arduino-Esplora ein Arduino Leonardo mit integrierten Sensoren und Aktoren 4 Taster (für Joystick-Nutzung geeignet) TinkerKit-Anschlüsse (2 Eingänge + 2 Ausgänge) Mikrophon Buzzer (Aktion-Taster) Licht-Sensor Temperatur-Sensor 3-Achsen-Beschleunigungs-Sensor Schiebe-Widerstand analoger Joystick mit Mittel-Taster LED Anschluss für LCD-Anzeige

1.7.2. Raspberry Pi Sense Hat

Raspberry Pi Sense Hat (Astro Hat)


1.7.3. micro:bit

Ausstattung aller Schüler in Großbritanien mit je einem Modul nachdem die Informatik schon fast am Boden lag nun super Hype um das kleine Teil programmierbar über verschiedenste Sprachen

microsoft PXT

Python

microsoft Block Editor

Javascript

microsoft Touch Develop Web-Programmier-Umgebung mit Simulation des Boards


strukturierte, imperative Programmierung mit typi-schen Befehlen und vielen Board-abhängigen Funktionen gewöhnungsbedürftige Bedienung funktioniert also ohne Gerät und Registrierung (Programmierung nebenbei / Vertretungsstunden / … (für ältere Schüler (mit Programmier-Erfahrung))) www.microbit.co.uk/app/ (in Deutsch angezeigt)

1.7.4. Arduino AlicePad

1.7.5. Arduino Primo Core


2. Betriebssysteme Die verschiedenen Einplatinen-Rechner der Raspberry-Pi-Klasse benötigen ein Betriebssys-tem zum Funktionieren. Vielfach werden bei Einsteiger-Kit's gleich entsprechende Speicherkarten mit aufgespieltem Betriebssystem mit geliefert. Die Wahl ist aber offen und recht vielfältig. Meist reicht eine neue Speicherkarte – die alte tut's auch, aber man sollte das funktionierende System erst tauschen, wenn ein neues läuft. Der Teufel liegt oft im Detail. Betriebssystem haben verschiedene wesentliche Aufgaben:

Ansteuern / Belebung der Hardware

Speicher-Management

Prozess-Management

Kommunikation mit Ein- und Ausgabe-Geräten / Geräte-Management

stellt Basis für Anwender-Programme

Rechte-Verwaltung

… Die meisten Betriebssysteme basieren auf Linux. Verschiedene Distributionen (Linux-Versionen und Programm-Zusammenstellungen) stammen von großen, stabilen und ehrwür-digen Versionen ab. Beim freien Betriebssystem Linux kann jeders ein eigenes System (- eben eine Distribution -) zusammenstellen und vertreiben. Klassische Hersteller sind Suse, Fedora, Debian und Red Hut. Vor allem für die Intel-Prozessoren werden viele Versionen zusammengestellt. Für die Einplatinen-Rechner mit ARM-Prozessor wird meist eine etwas abgespeckte Version entwickelt. In jedem Fall enthalten die Linux-Versionen einen speziel-len Kern (Core) für die Unterstützung der Hardware. Im folgenden stellen wir hier einige Betriebssysteme / Distributionen kurz vor. Für unsere Zwecke brauchen wir nicht zwischen den Begriffen unterscheiden. Wichtig ist, dass der Nut-zer ein Umgebung vorfindet, mit deren Hilfe er den Computer sinnvoll benutzen kann. In diesem Kapitel sollen die betriebssystem nur kurz vorgestellt werden. So kann vielleicht eine geeignete Wahl vorgenommen werden. Bei Hinweisen auf Probleme muss immer geprüft werden, ob man mit seinem Projekt davon betroffen ist. Vieles erweisst sich in der Praxis als weniger dramatisch. Die Benutzung der verschiedenen Betriebssystem usw. wird weiter hinten separat beschrie-ben. Das dient zum Einen des leichteren Überspringens oder Weglassens und zum Anderen lassen sich Gemeinsamkeiten effektiver darstellen. Z.B. lassen sich die meisten Linux-Versionen recht gleichartig über die Konsole benutzen. Da muss nicht für jedes Linux eine neue / extra Wiederholung im Skript gemacht werden. Raspberry Pi fü Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 12ff Quellen für RPi-Betriebssysteme (Auswahl): http://www.raspbian.org http://www.raspberrypi.org eine google-Suche ist auch ein effektives Mittel


Exkurs: Betriebssystem Linux Heute gehört Linux zu den verbreitesten Betriebssystem. Das liegt vor allem daran, dass es kostenlos zur Verfügung gestellt wird. Es unterliegt der freien GNU-Lizenz (GNU GPL… GNU is not Unix General Public License). Zig tausende Entwickler arbeiten heute – zumeist kostenlos - an der Weiterentwicklung und Bereitstellung von Linux. Heute findet man Linux auf den meisten (Internet-)Servern, Routern, Mobiltelefonen, Netbooks, Tablets und in Em-bedded Systems (Kleistgeräte mit fest eingebautem Betriebssystem). Angefangen hat das Ganze als Studenten-Projekt von Linus TORVALDS 1984, weil er sich das damals vor allem für Groß-rechner gedachte Betriebssystem Unix nicht leisten konnte. Was er damals programmierte war vorrangig der Kern (der Kernel) eines Betriebssystems. Dieser sollte für studentische und Lehr-Zwecke Verwendung finden. Anwender-Programme sollten z.B. aus der Unix-Welt übernommen werden. Seit 1992 steht Linux unter der GNU GPL und kann von jederman frei genutzt werden.

Linux bietet einige wichtige Vorteile z.B. gegenüber dem großen Konkurrenten WINDOWS und dem frühreren DOS:

kostenlose Nutzung

gleich von Anfang an ein Mehrnutzer-System

gleich von Anfang an ein Multitasking-System

sehr hohe Stabilität

geringe Viren-Anfälligkeit

einsehbarer Quellcode (gehört zum vorgeschriebenem Lieferumfang)

starke Schachtelung mit klaren und öffentlichen Schnittstellen Linus TORVALDS koordiniert noch heute die Weiterentwick-lung des Kernels, um dem System eine Linie zu geben. Praktisch kann jeder den Kernel für seine Zwecke abwan-deln und inividuell weiterentwickeln. Es besteht dann aller-dings die gefahr, dass irgendwann Inkompatibilitäten zu den anderen Versionen auftreten und so eine Sackgasse ent-steht.

Viele Firmen und Privatleute stellen fertige Zusammenstellungen von Linux (Kernel) und Unmengen von Software bereit. Für praktischen jeden Verwendungszweck gibt es spezielle Distributionen – wie die Zusammenstellungen genannt werden. Vom Internet-Server oder Router mit Kommandozeilen-Bedienung oder einer Steuerung über eine web-Oberfläche bis zur professionellen Desktop-System. Diese stehen WINDOWS in nichts nach. Großes Prob-lem ist aber die fehlende Software-Kompatibilität zwischen der WINDOWS- und der Linux-Welt. Leider haftet Linux immer noch der Hauch von an. Und jeder der Linux benutzt weiss darum, dass es ein hohes Maß an informatischen Verständnis (nicht unbedingt Kenntnissen) vo-raussetzt. Viele große Firmen (Siemens, Google, Amazon, Peugeot, …) und Organisationen (Stadtverwaltung

München, US-Verteidigungsministerium, Französisches Parlament, …) setzten auf Linux. Neben dem kostenlosen Betriebssystem sind die meisten Programme ebenfalls kostenlos erhältlich. Einige Programme – wie z.B. das OpenOffice bzw. LibreOffice – sind für fast alle Betriebs-systemwelten verfügbar.


Hinweis zu Passwörtern (für Standard-Nutzer):

In vielen Distributionen sind Standard-Nutzer mit Standard-Passwörter ein-gerichtet. Nür Anfänger ist dies von Vorteil, sowie auch in Lern-Umgebungen. Wird der eigene Pi aber später im Internet verfügbar ge-macht, dann sollte man unbedingt die Standard-Passörter durch eigene – sichere – ersetzen! Ansonsten könnte ein entfernter Nutzer ("Bösewicht") das Gerät fernsteuern und für seine Zwecke nutzen und auch selbst dass Passwort ändern, so dass erst einam kein Zugriff mehr möglich ist!

Tastatur-Layout's Häufig wird man beim Arbeiten mit der Konsole, vor allem während der Start-Phase oder bei noch nicht konfugurierten System mit dem englischen Tastatur-Layout konfrontiert. Hat man keine passende Tastatur zur verfügung, dann hilft nur Ausprobieren und ev. ein beschriften der Tastatur mit Folienstiften.

Q: http://www.tipps-archiv.de/tastaturbelegung-deutsch-englisch.html


Auswahl eines geeigneten Betriebssystems bzw. einer geeigneten Distribution

vielfach wird man um das stupide Ausprobieren und testen nicht herum kommen die Distributionen – aber auch die hardware – ist viel zu schnelllebig und veränderlich, dass man kaum länger gültige Empfehlungen geben kann meist werden die Projekte ja schon für eine bestimmte Pi-Version und für ein Betriebssystem / eine Distribution vorgestellt. Damit sollte man auch erst einmal anfangen. Auf- und Umstei-gen kann man später immer noch. Meist ist nur eine zweite Speicherkart notwendig, damit man das funktionierende System nicht löschen muss. Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 14ff


2.0. das Boot-Konzept Unter "Booten" versteht man den Start-Vorgang eines Rechners mit seinem Betriebssystem. Früher mussten Datenträger mit Betriebssystemen (in Windows langläufig als C: bekannt) extra vorbereitet werden und das Betriebssystem in einem mehrstündigen Prozess installiert werden. Den klassischen Installations-Prozess kann man mit NOOBS starten. Mittels diesem Pro-gramm wird eine SD-Karte für eines oder mehrere Betriebssysteme nutzbar gemacht. Wie NOOBS verwendet wird, erläutern wir unter 2.0.3. NOOBS genauer. Für Linux und ganz besonders für den Raspberry Pi gibt es unkompliziertere Möglichkeiten, das Gerät zum Laufen zu bringen. Im einfachsten Fall wird einfach ein vorbereitetes Image (Abbild-Datei eines Laufwerkes) auf eine Speicherkarte geschrieben, und schon hat man sein "Betriebssystem" installiert. Eine individuelle Konfiguration des eigenen Systems bleibt einem aber nicht erspart. Diverse Einstellungen sollten unbedingt vorgenommen werden, damit später auch in einem Problemfall noch eine Arbeit mit dem Gerät möglich ist. Da der Raspberry Pi ein echter Bastler- und Tüftler-Computer ist, lassen neue Ideen nicht lange auf sich warten. Mittels eines neu entwickelten Boot-Loaders ist auch Booten von USB-Stick und SSD-Festplatte möglich. Solche Experimente sollte man aber erst nach dem Sammeln eines gewissen Erfahrungsschatzes machen. Im Abschnitt stellen wir diese Tech-nik kurz für fortgeschrittene Anwender vor.

2.0.1. Vorbereiten der SD-Karte Im Folgenden sind SD-Karte und microSD-Karte synonym. Technisch unterscheiden sie sich nicht, nur der Form-Faktor ist anders. Zur Verwendung von mSD-Karten in den Slots der größeren SD-Karten gibt es einfach Adapter, die häufig mit in der Kauf-Packung stecken. Ältere – also schon auf dem Pi genutzte – SD-Karten müssen neu partitioniert werden. Dabei wird die SD-Karte wieder unterteilt (partitioniert), dass für die Installation erst einmal nur eine große Partition (ein großes Laufwerk) bereit steht. Man müsste eigentlich eher vom Rück-nehmen der (alten) Partitionierung (Unterteilung) sprechen. Wir erklären das weiter hinten 2.0.4. Wiedernutzung von SD-Karten . Bei neuen SD-Karten sollte man im Dtei-Manager (z.B. Windows-Explorer oder Arbeitsplatz) prüfen, in welchem Format die Karte formatiert ist. Formatierung ist praktisch das Linien-Ziehen auf einem Datenträger. Das kann auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen. Man denke an liniert, karriert oder Noten-Linien. Der Fachmann spricht auch von Datei-Systemen. Wir brauchen das Dateisystem "FAT32" bzw. Es wird oft nur "FAT" genannt. Steht in den Eigenschaften eines SD-Karten-Laufwerkes z.B. NTFS, dann müssen wir noch umformatieren.

2.0.2. Erstellen eines Betriebssystems / einer Installation von einem Image

Für die Nutzung von fertigen Images braucht man zwei Dinge. Erstens das eigentliche Image und zweitens ein Programm, mit dem das Image auf die Speicherkarte geschrieben wird. Auf den verschiedenen einschlägigen Webseiten zum Raspberry Pi werden fertige Image-Dateien für verschiedene Betriebssysteme zum Download angeboten. Eine solche Datei muss auf dem heimischen Rechner heruntergeladen werden. Am Besten legt man sich einen


speziellen Ordner (z.B.: "RaspberryPi") an und legt alle zugehörigen Projekt-Dateien darin ab. Von den oft kryptischen Datei-Endungen muss man sich nicht irritieren lassen. Die Dateien sind gezippte / komprimierte/ gepackte Dateien, die mit einem Programm – wie z.B. 7zip ( http://www.7-zip.org/) – leicht entpackt werden können. Ev. muss man mehrmals entzippen, bis eine Datei mit der Endung IMG sichtbar wird. Diese Datei ist das nutzbare Image für un-ser Schreib-Programm. Auch andere – meist ebenfalls weit verbreitete – universelle Pa-cker/Entpacker, wie WinZip oder WinRar sind genauso geeignet. Der Klassiker unter den Image-Schreib-Programmen ist sicher "Win32DiskImager" ( https://sourceforge.net/projects/win32 diskimager/). Wenn Sie sich beim Runterladen des Pro-gramm von der Original-Projektseite nicht sicher sind, dann kann man über google auch das Programm suchen und einen Download über die Download-Bereiche der großen Computer-Zeitschriften (Computer-Bild (CB), CHIP, Heise) machen.

Das hat den Vorteil, dass man die richtige Datei auswählt und diese dann meist auch sehr gründlich auf Viren, Würmer und anderes schädliches Getier untersucht sind. Das Image-Programm muss zuerst einmal installiert werden. Über das Startmenü oder einen Desktop-Link wird es dann gestartet. Das Programm benötigt Adminsitrator-Rechte, die es nach dem Start auch einfordert. Nun muss zuerst einmal die Image-Datei ausgewählt werden. Die finden wir im entspre-chenden Download- oder Projekt-Ordner und ev. in – durch das Entzip-Programm angelegte – Unterordner. Die Ziel-Speicherkarte – "Device" genannt – ist normalerweise schon richtig eingestellt. Sind allerdings mehrere Speicherkarten gesteckt, dann empfiehlt sich unbedingt eine Kontrolle des Laufwerks-Buchstaben. Beim Aufspielen ("Write") des Images werden alle (!) ursprünglichen Daten auf der Speicherkarte oder dem Datenträger gelöscht. Nach dem Schreiben kann die Karte entfernt werden und ist dann sofort für den Einsatz auf einem Raspberry Pi einsetzbar. Wir sind bis hier von einer Erstellung der Karte mit einem Windows-Rechner ausgegangen. Das wird wohl die übliche Einsteiger-Vorgehensweise sein. Für Linux-Rechner-Nutzer gibt es Konsolen-Befehle, um eine Karte mit einem Image zu beschreiben. Scheinbar ist die Nutzung von Images nicht so eine sichere Sache, wie es auf den ersten Blick erscheint. Irgenwie startet der Pi nicht. In so einem Fall sollte man es mit einer anderen Methode versuchen ( 2.0.3. NOOBS). Eine SD-Karte kann ja schnell wieder für andere Betriebssystem etc. nutzbar gemacht werden ( 2.0.4. Wiedernutzung von SD-Karten).

2.0.3. NOOBS "New out of the Box Software" NOOBS ist der Multi-Installer / Installations-Assistent für den Raspberry Pi. Auch nutzbar für andere ähnliche Projekte. quasi ein minimales bootbares Linux für eine SD-Karte, dass den Nutzer miitels einer graphi-schen Oberfläche durch die Installation eines oder mehrerer Betriebssysteme auf einer SD-Karte führt Weiterentwicklung des Berryboot-Systems

http://www.7-zip.org/

https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/

https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/


Die große Download-Version beinhaltet schon Installations-Dateien für einige Betriebssys-teme. Es lassen aber auch noch andere Systeme über Downloads (bei bestehender Netz-werk-Verbindung) dazu installieren. Die Lite-Version benötigt auf alle Fälle eine Netzwerk-Verbindung, denn alle Betriebssyste-me werden bei Bedarf frisch aus dem Internet gezogen. Das heruntergeladene Programm-Paket von NOOBS kommt als ZIP-Datei – man spricht auch von einem Archiv oder einer Archiv-Datei. Sie muss erst einmal ausgepackt werden. Unter Windows reicht dazu das interne Extrahier-Programm, welches über die rechte Maus-taste verfügbar ist. Ansonsten kann man auch die etwas komfortableren Komprimierungs-Programme wie z.B. 7zip, WinZip oder WinRAR benutzen. Nach dem Entzippen erhält man einen Ordner, dessen Inhalt vollständig auf die vorbereitete SD-Karte kopiert werden muss. Diese Karte kann dann in den stromlosen Pi gesteckt wer-den und die Installation(en) kann / können starten. Nach dem Einschalten (oder Unter-Strom-Setzen) des Pi erhalten wir zuerst einmal eine Die Installationen, die sachlich zu den einzelnen Betriebssystemen gehören, werden bei die-sen besprochen. Sie laufen i.A. unabhängig von der Vorbereitung (Aufkopieren als Image 2.0.2. Erstellen eines Betriebssystems / einer Installation von einem Image oder Vorinstalla-tion mit NOOBS 2.0.3. NOOBS) meist gleich ab. Geht die Installation schief, dann kann man die SD-Karte wieder aufbereiten ( 2.0.4. Wie-dernutzung von SD-Karten) und dann einfach von vorne beginnen ( 2.0. das Boot-Konzept). Werden mehrere Betriebssysteme mit NOOBS installiert, dann fungiert NOOBS beim nächs-ten Start als Boot-Manager. Man kann sich dabei in einem Menü, das gerade gewünschte / benötigte Betriebssystem zum Starten auswählen. NOOBS merkt sich das letzte gewählte Betriebssystem und bei einem Neustart wird dieses – nach einer kurzen Auswahl-Zeit (für ein

anderes System) erneut gestartet. Man muss also nur aktiv werden, wenn man mit einem ande-ren System arbeiten möchte.

2.0.3.1. Nach-Installation von Betriebssystem mit NOOBS

Aufruf der Installations-Routine mit Drücken der Steuerungs-Taste ([ Strg ] bzw. [ Ctrl ]) Recovery-Modus Aber Achtung - eine Installation überschreibt das bestehende Betriebssystem!

2.0.3.2. Sichern von installierten Systemen

über den Recovery-Modus lassen sich bestehende System sichern dadurch wird aber die versteckte (persistente) Recovery-Partition immer größer logischerweise steht dann auch weniger Platz für die Neuinstallation(en) zur Verfügung

2.0.3.3. Anlegen mehrerer Versionen eines Betriebssystems auf einer SD-Karte


das installierte Image muss in den Ordner OS der SD-Karte kopiert werden es gehen auch externe Images

verschiedene Versionen eines Betriebssystems müssen in die Datei "flavours.json" einge-

tragen werden (quasi eine kleine Datenbank für unsere Betriebssystem auf der SD-Karte)

dann muss Datei "recovery.cmdline" geändert (editiert) werden

zur Liste der Argumente muss silentinstall hinzugefügt werden

eventuell müssen noch weitere Optionen angepasst werden, typisch sind:

lang=de Sprache auf deutsch setzen keyboard=de Keyboard-Layout auf deutsch setzen display=1 Display auf HDMI einstellen partition=nummer automatisch vorausgewähltes System forcetrigger startet bei jedem Neustart den Recovery-

Modus

gpiotriggerenable Einschaltung des Recovery-Modus über eine Brücke der Pin's 3 und 25

2.0.3.3.1. NOOBS für Profi's

Alle Steuer-Dateien für den Installations-Prozess selbst liegen im Text-Form in den verschie-densten Datei-Formaten vor. Wir nehmen uns hier mal einige vor, auch um zu zeigen, dass man mit genügenden Kennt-nissen beim Raspberry wohl praktisch alles hin bekommt. Und genau das ist ja das Ziel des Projektes – Beschäftigung mit Informatik.

Im OS-Ordner jeweils in dem Ordner für das jeweilige Betriebssystem (hier z.B.: Rasbian)

liegen die Steuer-Dateien für die Installation des entsprechenden Systems: partition_setup.sh

#!/bin/sh

set -ex

if [ -z "$part1" ] || [ -z "$part2" ]; then

printf "Error: missing environment variable part1 or part2\n" 1>&2

exit 1

fi

mkdir -p /tmp/1 /tmp/2

mount "$part1" /tmp/1

mount "$part2" /tmp/2

sed /tmp/1/cmdline.txt -i -e "s|root=/dev/[^ ]*|root=${part2}|"

sed /tmp/2/etc/fstab -i -e "s|^.* / |${part2} / |"

sed /tmp/2/etc/fstab -i -e "s|^.* /boot |${part1} /boot |"

if ! grep -q resize /proc/cmdline; then

sed -i 's/ quiet init=.*$//' /tmp/1/cmdline.txt

fi

umount /tmp/1

umount /tmp/2


partitions.json

{

"partitions": [

{

"filesystem_type": "FAT",

"label": "boot",

"partition_size_nominal": 66,

"uncompressed_tarball_size": 22,

"want_maximised": false

},

{

"filesystem_type": "ext4",

"label": "root",

"mkfs_options": "-O ^huge_file",

"partition_size_nominal": 3876,

"uncompressed_tarball_size": 3476,

"want_maximised": true

}

]

}

os.json

{

"description": "A community-created port of Debian jessie for the

Raspberry Pi (full desktop version)",

"kernel": "4.4",

"name": "Raspbian",

"password": "raspberry",

"release_date": "2016-09-23",

"supported_models": [

"Pi Model",

"Pi 2",

"Pi Zero",

"Pi 3"

],

"url": "http://www.raspbian.org/",

"username": "pi",

"version": "jessie"

}

2.0.3.4. Zurückholen gesicherter Syteme Recovery

Aufruf des Recovery-Modus durch Drücken der Steuerungs-Taste ([ Strg ] bzw. [ Ctrl ]) beim Booten

2.0.4. Wiedernutzung von SD-Karten nach dem Bespielen mit NOOBS-Betriebssystemen und der entsprechenden Installation des Betriebssystems sind die SD-Karten auf eine spezielle Art und Weise partioniert. Will man eine Karte mit einem neuen Betriebssystem bespielen, dann muss diese alte Partionierung beseitigt werden. Es reicht nicht die eine sichtbare Partion zu formatieren. Am komfortabelsten macht man Partionierungs-Arbeiten mit einem entsprechenden Partionierungs-Manager. Entweder man benutzt ein bootbares Life-System von gParted von einer bootbaren CD oder einem entsprechenden USB-Stick oder ein Desktop-Programm.


Für Windows - finde ich zumindestens – ist "EaseUS Partition Manager" ( www.easeus.de) ein sehr praktisches Programm. Es ist zwar nur in englisch erhältlich (ab Version 12 auch auf

deutsch), aber solche "Partionierungs-Arbeiten" sollte man auch nur mit Bedacht und vielleicht von Erwachsenen / der englischen Sprache mächtigen ausführen lassen.

Disk 6 – Laufwerk I: - eine neu als "KanoOS" benannte FAT32-Partion auf einer 8-GB-mSD-Karte

bearbeitet mit dem Programm "Partition Master Free Edition" von EaseUS

Wie auch immer, man löscht alle auf der Karte vorhandenen Partionionen und legt danach eine neue primäre FAT32-Partition über die gesamte Kartengröße an. Wichtig ist bei den meisten Partions-Managern, dass man die geplanten Änderungen dann auch wirklich aus-führt ("Apply"). Das ist sozusagen das übliche Sicherheitssystem. Erst wenn man ausdrück-lich den Auftrag zu den Änderungen erteilt, werden sie auch ausgeführt. Beendet man den Manager ohne diese expliziete Ausführung, dann bleibt alles beim Alten – gut wenn man einen Fehler gemacht hat und ihn noch rechtzeitig merkt. Danach kann man das neue NOOBS-System auf die Karte kopieren.

2.0.5. Booten vom USB-Stick machbar, aber nur als Zweit-Boot nachdem man von SD-Karte gebootet hat einige andere Einplatinen-Rechner können direkt von anderen Datenträgern (Festplatte, SSD, CD/DVD, eMMC, …) booten

http://www.easeus.de/


2.0.5.1. Starten von USB-Stick, -Festplatte od.ä.

Projekt-Original: "Alternativer Raspi-Start" und "So starten Sie von USB" IN: MagPi 06/2016 Novenber/Dezember S. 90 f.

2.0.6. Boot-Loader für USB-Sticks und SSD-Festplatten MSD geht nur ab Pi 3 soll von neueren Firmware-Versionen / Produkt-Linien voll unterstützt werden Firmware sucht standardmäßig nach einer Datei bootcode.bin wird diese gefunden, dann wird sie in den Speicher geladen und gestartet

2.0.7. Booten mit BerryBoot z.B. booten von Festplatte (z.B. vom offiziellen WD PiDrive) bietet die verschiedenen möglichen Datenträger für die Installation an Auswahl von Voreinstellungen gleich zu Anfang bringt sich auf den neuesten Stand (Update) bietet dann Unzahl von Betriebssystemen bzw. Verwendungen für Raspberry Pi an lassen sich alle nebeneinander auf der Festplatte installieren werden einzeln heruntergeladen Default-Betriebssystem setzen

2.0.7.1. Arbeitsschritte / Verfahren zum Nutzen von BerryBoot

zuerst BerryBoot downloaden, ZIP-Datei auf eine leere mSD-Karte kopieren, die Karte muss im FAT32-Dateisystem formatiert sein


dann im RaspPi booten und BerryBoot-System installieren entweder per LAN / WLAN verschiedene Betriebssysteme hinzufügen oder durch längeres Drücken auf den "Add"-Button ein neues System hinzufügen ev. Default-System festlegen (startet beim Systemstart dann automatisch nach kurzer War-tezeit) es können mehrere Betriebssysteme parallel auf eine (dann etwas größere) Karte installiert werden; lassen sich dann beim Start auswählen nach dem Hinzufügen über "Exit" verlassen und einem neustarten im neuen Menü kann dann Betriebssystem ausgewählt werden

2.0.8. Booten übers Netz mehrere Pi's lassen sich mit dem gleichen Image (Betriebssystem) starten man spart sich z.B. bei der Nutzung in Ausbildungs-Situationen das Kopieren der SD-Karten Nachteil langsameres Booten; schnell Kapazitäts-Grenzen des Servers (wahrscheinlich auch nur ein Pi (wie hier im Beispiel-Projekt) und des Daten-Netzwerkes erreicht bei individuellem Arbeiten (selbstständige Schüler-Arbeit; mehr oder weniger versetzt boo-ten) aber o.k. kleine Images sind Voraussetzung (nur die notwendigen Programme etc.) Projekt-Original: "Alternativer Raspi-Start" und "Ethernet-Boot" IN: MagPi 06/2016 Novenber/Dezember S. 92 ff.


2.1. Raspbian das offizielle Betriebssystem der Raspberry Foundation

2.1.0. Konsolen-Bedienung / Konsolen-Befehle / Bash-Shell Für Windows- und Mac-Nutzer ist die Arbeit mit der Konsole ein Kultur-Schock. Die älteren Semester fühlen sich in DOS-Zeiten zurückversetzt und für die anderen bleibt nur ein großes Fragezeichen. Linux ist von Anfang an ein Betriebssystem für Eingeweihte (andere würden sie Freaks od. Greeks

nennen) gewesen. Das System war und ist sehr flexibel und wandlungsfähig. Das verlangt seinen Tribut. Nicht für jede kleine Aufgabe steht ein Fenster-orientiertes Bedien-Programm zur Verfügung. Wenige Zeichen in der Konsole erledigen große Aufgaben. Nachteilig ist allerdings, dass man Befehle, Verzeichnisse und Dateien kennen muss. Schon ein falsch benutzter Buchstabe und bestenfalls funktioniert es nicht (es gibt bloß eine Fehler-

Meldung) oder es endet in einer Katastrophe (z.B. ganze Verzeichnisse gelöscht od. so was ähnliches). Als große Hilfe bietet sich hier die TAB-Taste (Tabulator-Taste; [ ]) an. Hat man die ersten Buchstaben (richtig) eingegeben, dann bietet die TAB-Taste die Ergänzung an. Ein laufender Befehl läst sich mit [ Strg ] + [ C ] abbrechen. Einige der wichtigsten Befehle für die Konsole stellen wir hier kurz vor.

Befehle für das Hantieren mit Verzeichnisse und Dateien

Hinweise Regeln

Achtung!: anders als bei DOS und Windows wird zwischen Groß- und

Klein-Buchstaben unterschieden ("a" und "A" sind also unter-

schiedlich)

cd Verzeichnis wechseln

cd / wechseln zum Root-Verzeichnis

cd .. wechseln zum übergeordneten Verzeichnis in die höhere Verzeichnis-

Ebene wechseln / zurück-gehen

cd - ein Verzeichnis zurück in letztes benutztes Ver-

zeichnis wechseln

cd Verzeichnisname

cd Pfad wechseln ins Verzeichnis "Verzeichnisname" bzw. das letzte Verzeichnis des "Pfad"es

cd /home

cd /home/drews

Achtung!: anders als bei DOS und Windows wird der

Slash "/" als Trennzeichen benutzt (und nicht der Back-

slash "\")


ls

ls Pfad zeigt den Inhalt (Verzeichnisse und Dateien) des (ak-tuellen) Verzeichnisses an

ls /home/drews

ls -l

ls –l Pfad erstellt eine ausführliche Auflistung (der Verzeichnisse

und Dateien) ls –l /home/admin

ls -la

ls –la Pfad erstellt eine ausführliche Auflistung der Dateien

ls –la /home/admin

pwd zeigt das aktuelle Verzeichnis an (/ den Pfad)

mkdir Verzeichnisname erstellt ein neues (Unter-)Verzeichnis mit dem "Ver-zeichnisname"n

mkdir /home/drews/doc

rmdir Verzeichnisname löscht das (Unter-)Verzeichnis "Verzeichnisname" rmdir /home/drews/doc

rm Dateiname löscht die Datei "Dateiname" rm /home/drews/test.txt

rm -rf Verzeichnisname löscht alles unterhalb des Verzeichnisses "Verzeich-nisname"

rm -rf /home/drews/

touch Dateiname erstellt eine leere Datei mit "Dateiname" diese kann dann editiert

werden

touch testtext.txt

cat Dateiname zeigt den Inhalt der Datei "Dateiname" cat testtext.txt

more Dateiname zeigt den Inhalt der Datei "Dateiname" Seiten-weise z.B. zum Lesen more testtext.txt

cp Dateiname neuerName

cp Dateiname Pfad/neuerName kopiert eine Datei (bzw. eine Auswahl von Dateien) mit "Dateiname" (bzw. "AuswahlMuster") unter dem neuen Namen "neuerName" (ev./üblich auch in das Ver-zeichnis "Pfad"

! alte Datei bleibt erhalten

mv Dateiname neuerName

cp Dateiname Pfad/neuerName verschiebt (und / oder umbenennt) eine Datei (bzw. eine Auswahl von Dateien) mit "Dateiname" (bzw. "AuswahlMuster") unter dem neuen Namen "neuerName" (ev./üblich auch in das Verzeichnis "Pfad"

! alte Datei wird entfernt

find . | grep Dateiname sucht die Datei "Dateiname" im (aktuellen) Verzeichnis Namenssuche

grep Begriff Dateiname sucht in der Datei "Dateiname" nach dem "Begriff" Inhaltssuche

whereis Programmname sucht nach dem Programm "Programmname" whereis

du zeigt den Speicher-Verbrauch eines Ordners an Anzeige in Kilo-, Mega- od.

Giga-Bytes statt Bytes

du -h


Befehle für das Hantieren mit Laufwerken

mount device Zugriffsname hängt Datenträger / Laufwerk ins Verzeichnis-System

ein / stellt Verbindung her mount /dev/hdb2 /mnt/fplatte2

alle Datenträger aus /etc/fstab mounten

mount -a

umount hängt Datenträger / Laufwerk ins Verzeichnis-System aus / trennt Verbindung

Editoren

emacs Dateiname öffnet den Editor emacs zum Editieren der Datei "Da-

teiname" sehr Leistungs-fähiger

Editor

vi der Standard-Editor (Linux-Urgestein, rudimentär) komplizierte Bedienung;

läuft, läuft und läuft

vim erweiterter vi-Editor

joe Editor mit WordStar-basierter Bedienung

pico einfacher Editor

nano einfacher Editor

Installieren, Updaten und Deinstallieren von Paketen

apt-get install Paketname installiert das Paket "Paketname" erfordert Admin-Rechte

(vorher sudo einegeben!)

apt-get remove deinstalliert das Paket "Paketname" erfordert Admin-Rechte

(vorher sudo einegeben!)

apt-get update aktualisiert die Liste der verfügbaren Pakete

apt-get upgrade aktualisert das System

apt-get autoremove entfernt nicht mehr benutzte Pakete erfordert Admin-Rechte

(vorher sudo eingeben!)

apt-cache search sucht nach Paketen


System-Information / System-Steuerung / Netzwerk

su

sudo (kurzzeitige) Übernahme vom Root-Rechten (Admi-nistrator-Rechten) in der Konsole

längerfristige Rechte-Übernahme für umfangrei-chere Tätigkeiten

sudo -i

…

exit

su Nutzername absofort Weiterarbeit als Nutzer "Nutzername" su meier

date zeigt das aktuelle (System-)Datum und die (System-)Zeit

date –s "" einstellen der "Kernel-Uhr"

date –u –s ""May

ln –sf CET /usr/share/

zoneinfo/ einstellen der Zeitzone

/ Zeitverschiebung zu GMT

hmclock –w einstellen der Hardware-Zeit / CMOS-Zeit (BIOS-Zeit)

hwclock –w einstellen der Hardware-Zeit Anzeige der aktuellen

Hardware innerhalb der eingestellten Zeitzone

hwclock --show

setzt Hardwarezeit auf den 24. März 2016 20:12 Uhr Lokalzeit

hwclock –date="3/24/16 20:12:

34"

ntpd –q –g –x –n Synchronisation der Zeit mit Internet-Zeit-Server Server muss in

/etc/ntp.conf einge-

tragen sein

z.B.: server de.pool.ntp.org iburst

shutdown –h now

halt –h fährt den Rechner (sofort) herunter ("HALT")

shutdown –r now startet den Rechner (sofort) neu ("Warmstart")

reboot Startet das System neu ("Warmstart")

free zeigt die Ausnutzung des Arbeits-Speichers (RAM) an

top zeigt die laufenden Programme und CPU-Auslastung an

ifconfig Informationen zum (Kabel-)Netzwerk (LAN) wird an-gezeigt

iwconfig Informationen zum Funk-Netzwerk (WLAN) wird an-gezeigt

whoami gibt aktuellen Login-Namen zurück

id gibt aktuellen Login-Namen und Gruppenzugehörig-keit zurück

ping Rechnername

ping Rechneradresse pingt den Rechner "Rechnername" bzw. die "Rechner-adresse" an

sich selbst anpingen

ping schulserver

ping 192.168.3.24

ping 127.0.0.1


lsmod Anzeige der geladenen Module

modprobe Modulname Laden des Moduls "Modulname" modprobe printer

startx startet den graphischen Desktop (/ den X11-Fenster-Manager)

logout abmelden vom System Neuanmeldung notwendig

passwd Nutzername Passwort für den "Nutzer" neu setzen wird 2x abgefordert, aber

nicht angezeigt!

2.1.1. Basis-Distribution Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 24ff

2.1.1.0. Grundlagen / Allgemeines

benutzt ext4 als Filesystem (nicht für Windows lesbar!)

2.1.1.1. der Standard-Desktop

2.1.1.2. (System-)Einstellungen /

Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 40ff

2.1.1.2.x. Synchronisieren der Zeit

RaspPi hat zwar eigene Uhr, aber keine RTC (Real Time Clock), die interne Uhr läuft aber auch nicht, wenn der RaspPi ausgeschaltet ist, es fehlt eine Batterie Verwendung von Uhren aus dem Internet unter Verwendung des NTP (Network Time Proto-col) externe RTC einstellen der Zeitzone auf dem RaspPi (mit Root-Rechten) dpkg-reconfigure tzdata

aus Menü Zeitzone auswählen


geht aber auch über die Einstellungen im Start-Menü überprüfen, ob alles geklappt hat cat /etc/localtime

in letzter Zeile sollt CET-1CEST stehen installation des ntp-Paket's (mit Root-Rechten) apt-get install ntp

zusätzlich noch ntpclient-Paket möglich, dann wird die Zeit immer aktualisiert, wenn Internet vorhanden ist (mit Root-Rechten) apt-get install ntpdate

explizites Anstoßen der Synchronisation (mit Root-Rechten) ntpd -qg

Alternativen: Anzeige der aktuellen Zeit + Datum date

Anpassen der ntp.conf-Datei sudo nano /etc/ntp.conf

sudo timedatectl set-timezone Europe/Berlin

Anzeige aller verfügbaren Zeitzonen für andere Gebiete usw.

timedatectl list-timezones

alternativ zum letzten Consolen-Befehl kann die Zeitzone auch Menü-gesteuert eingestellt werden sudo dpkg-reconfigure tzdata

Anschieben der Synchronisation mit sofortiger Wirkung sudo ntpd -qg

nebenbei ist das fake-hwclock-Paket (gefakte Hardware-Uhr) erstellet worden, diese syn-chronisiert die Zeit stündlich Status-Abfrage der Fake-Uhr cat /etc/fake-hwclock.data

sofortiges Aktualisieren einer frisch geänderten Zeit sudo fake-hwclock save

alternativ kann auch mit timesyncd synchrinisert werden (ist etwas leichtgewichtiger) Abfrage Status zur Einrichtung von timedatectl timedatectl status

Einstellen der NTC-Server ind der timesyncd.conf sudo nano /etc/systemd/timesyncd.conf


Beispiele für NTC-Server: mit geeignetem Eintag in der timedated.conf NTP=0.de.pool.ntp.org 1.de.pool.ntp.org 2.de.pool.ntp.org 3.de.pool.ntp.org

FallbackNTP=0.no.pool.ntp.org 1.dk.pool.ntp.org 0.fr.pool.ntp.org

starten des Dienstes sudo timedatectl set-ntp true

zum Abschluß und jederzeit Prüfen des Zeit-Status timedatectl status

2.1.1.x. Netzwerk-Einbindung

Standard-mäßig wird DHCP verwendet, der eine dynamische IP-Adresse zuweist dazu muss ein DHCP-Server im Netz aktiv sein, was meist der Router übernimmt oder auch der Domain-Controller dieser vergibt auf Anfrage vom Client eine Adresse aus einem definierten Pool die anderen Adressen (außerhalb des Pool's) können weitesgehend auch statisch vergeben werden, z.B. für Router, Drucker od. Server neue Schnittstellen-Bezeichnung für die Netzwerk-Devices (Raspian Stretch) eth0 enx wlan0 wlx Verwaltung über die Datei /etc/network/interfaces

weitere / genauere Info's: Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 26ff


2.1.1.x. Drucker anschließen

2.1.1.x. Kurzvorstellung der vorinstallierten Apps


2.1.1.x.y. Dateimanager


2.1.1.x. Programme nachinstallieren

es gibt in der Linux-Welt praktisch nichts, was es nicht gibt Suche, Installation, Einstellung und Nutzung kann aber (sehr) schwierig sein; vieles sind Pro-fi- bzw. Nerd-Projekte Hinweis! Für die meisten Installationen braucht man das Passwort für den Haupt-Benutzer (meist "Pi") oder für den obersten Chef "Root"! In der Standard-Version von Raspian ist das Passwort für den Nutzer "Pi" "raspberry" bzw. eben das Passwort, was man selbst festgelegt hat. in der Konsole:

ev. überspringen! Aktualisierung kann u.U. länger dauern und auch Neustart erfordern sudo apt-get upgrade Aktualisierung des Betriebssytems

wenn man diesen Prozes gestartet hat, dann ruhig das Ende abwarten, ansonsten kann es zur Zerstörung des Betriebssystems kommen (und dann geht gar nichts mehr, außer viel-leicht ein "Recovery") normaler Beginn von Installationen: sudo apt-get update Aktualisierung der Paket-Informationen (Software-Pakete)

sudo apt-get install mu -y Installieren des Software-Paketes mu (MicroPython-Editor)

Für die meisten Programme gibt es sehr gute Installations-Anleitungen im Netz. Wenn man diese exakt einhält, ist der Erfolg fast immer garantiert. Für die englichen Text braucht man nur ein geringes Verständnis. Die wichtigen Zeilen für die Konsolen-Eingabe sind häufig auf-fällig formatiert. Gut zu erkennen sind sie auch an solchen Schlagwörtern, wie "sudo" und "install". In den neueren Versionen von Raspian mit der Pixel-Oberfläche ist auch ein ordentlicher Paket-Installer enthalten. Für Windows-Nutzer ist er etwas ungewöhnlich – aber nicht unbe-herrschbar.


Unter "Preferences" (Präferänzen; Einstellungen) gibt es den Menü-Punkt "Add / Remove Software" (Hinzufügen / Entfernen von Software). Man wählt zuerst links die Kategorie und dann gewünschten Software-Pakete. Wer über ei-nen beschränkten Platz auf der SD-Karte verfügt, sollte sehr behutsam auswählen. Lieber ersteinmal die Liste durchscrollen und schauen, was das Angebot so hergibt. Dann gut aus-wählen und auch begleitende Pakte nicht vergessen. Für die meisten Anwender ist es nicht notwendig sich auch die Source-Pakte mit zu installieren. Wer sich die programme dann spä-ter im Quelltext ansehen will und sie seinen Bedürfnissen anpassen will, wird die Source-Files dann natürlich brauchen. Viele Programme tragen sich auch ordentlich ins Menü-System ein und sind zumeist auch gleicg verfügbar. Bei anderen Programmen muss man nachhelfen. Dazu muss man aber wissen, wohin sich die Programm-Pakete entpackt haben. Bei den Präferenzen ("Preferences") gibt es einen Dialog, der für die Gestaltung des Menü-Systems verantwortlich ist ("Main Menu Editor" (Hauptmenü-Einsteller)).

Kurzvorstellung einiger Apps Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 36ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 38ff

2.1.2. Minibian


2.1.3.

2.2. Ubuntu eine der großen klassischen Distributionen von Linux stark mit dem gnome-Desktop / -Fenster-Manager verbunden in unzähligen Unter-Distributionen (abgeleitete Distributionen) verfügbar z.B. auch für Bildungs-Zwecke KUbuntu mit einer Unzahl von Bildungs-Programmen (Pro-gramme für Schule, Bildung, Standard-Anwendungen, Wissenschaft)

2.2.1. Basis-Distribution

2.2.2. Ubuntu Mate die Welt ist grün; ist bevorzugte Systemfarbe, angenehmer Eindruck basiert auf dem armhf-Ableger des großen Ubuntu-Linux benutzt Maté-Desktop sehr angenehm in der Bedienung; Aussehen zwischen Mac und ein bisschen Windows gute Auswahl an Software vorinstalliert es kann praktisch sofort losgehen lediglich bei der Installation sind beim ersten Start zusätzliche Einstellungen notwendig insgesammt sehr viele Einstellungs-Möglichkeiten; erinnert sehr an Systemsteuerung von Windows; für Umsteiger also sehr angenehm Geschwindigkeit z.T. grenzwertig Desktop startet recht schnell, Programm teilweise ebenso flüssige Arbeit möglich maschinelle Übersetzung von Bedienelemente und Texten ist nur teilweise akzeptabel welche Software man hinsichtlich der Prozessor-Architektur nun genau wählen muss, bleibt unklar oder wird vom Nutzer bestenfalls falsch ineterpretiert Paket-Manager Dpkg daneben gibt es für Anfänger die unkomplizierte Software-Boutique mit den wichtigsten An-wenderprogrammen intern auch a?t-Paket-Manager verfügbar


Anders als bei den "normalen" Betriebssystemen sollte die System-Software für die Pi's nicht ständig aktualisiert werden. der Kernel muss für die Pi speziell erstellt werden (damit er möglichst klein bleibt) und da können die üblichen Update-Mechanismen schnell danaben gehen desweiteren kann es scheinbar dazu kommen, dass der Platz auf der SD-Karte nicht aus-reicht bzw. die Karte vollgeschrieben wird. Dann besteht die Gefahr, dass gar nichts mehr läuft! Für die Pi's wird deshalb immer eine "LTS"-Version von Ubuntu empfohlen, die wird sehr lange supportet (LTS = Long Time Support).

2.2.3. Ubuntu Snappy Core Konsolen-orientierte minimalistische Ubuntu-Version, die auf dem Ubuntu-Core basiert für Cloud-Anwendungen gedacht 2016er Version nur für Pi 2 kein Paket-Manager, statt dessen Snappy-Pakete eher was für den fortgeschrittenen Nutzer 2.2.4. Raspex Ubuntu-Version mit LXDE als Desktop schlank und gut bedienbar; wenig Leistungs-hungrig Kodi als Multimedia-Zentrale Browser Firefox Paketmanager Synaptic grift auf die zentralen Ubuntu-Ressourcen zu

2.3. OSMC Bildungsbereich nicht die klassische Spielwiese eines Medien-Centers natürlich für die Medien-konsumierenden Unterrichtsfächer als Medien-Quelle und –Player nutzbar ev. extra Kauflizenz für Codecs notwendig; preislich aber klar akzeptabel

2.4. ELEC Bildungsbereich nicht die klassische Spielwiese eines Medien-Centers


natürlich für die Medien-konsumierenden Unterrichtsfächer als Medien-Quelle und –Player nutzbar ev. extra Kauflizenz für Codecs notwendig; preislich aber klar akzeptabel

2.4.1. OpenELEC

2.4.2. LibreELEC

2.5. Sugar und PiNet überarbeiten!!! Netzwerk für Klassenräume OLPC (one laptop per child) PiNet booten von Raspberry Pi's übers Netzwerk Schulkind gerechter Desktop ("Sugar") für den Pi gewöhnungsbedürftiger Desktop, aber mit vielen Programmen zwischen verschiedenen Ansichten umschaltbar erscheint mir als der beste Kompromiß zwischen einem Kind-gerechten und Zukunfts-fähigen System ein Vorschulkind erst an Kano OS, dann als Mittelstufen-Kind an PiNet und dann schließlich an einen klassischen Desktop zu gewöhnen, erscheint mir zuviel des Guten für Technik-affine Kinder sichr kein Problem, aber es gibt immer die – ohne weiteres berech-tigten – "Meider", denen man sicher zuviel abverlangt eine "die Technik kommt in jedem Fall"-Nötigung erscheint mir eher das Gegenteil zu errei-chen jeder Einzelne muss merken, dass ihm der Rechner / das eine oder andere Programm relativ schnell einen wirklichen Vorteil bringt, dann wird Technik auch akzeptiert (siehe Handy / Smartphon / …) inwieweit bei neueren Versionen der / ein spezieller PiNet-Server verfügbar sein muss, ist mir noch unklar ältere Versionen liefen auch ohne


Download schwer zu finden ??? mittlerweile wird ubuntu für das PiNet benutzt raspberry pi mit seiner arm-Architektur wird scheinbar von "Sugar OS" nicht mehr direkt un-terstützt

2.6. RISC OS basiert auf einem anderen Konzept als Windows und Linux natives ARM-Betriebssystem – kann man sich so als DOS (wer's noch kennt?) für den Raspberry Pi vorstellen – natürlich weit Leistungs-fähiger Ursprünge gehen auf Heimcomputer BBC Micro zurück und wurde zuerst 1987 in Cambridge (Firma Acorn) entwickelt damals entstanden die ersten Versionen / Vorfahren des ARM-Prozessors heute Quelle-offen als freies Betriebssystem weiterentwickelt ein bisschen retro aber einfach und ein bisschen eigen

2.7. Arch-Linux

2.8. Kano OS Kind-orientiert sehr gute Erklärungen; kurz und knapp, aber in englisch für etwas ältere Kinder / Jugendliche etwas zu verspielter Einstieg, da bietet sich dann schon eine höhere Ebene an; z.B. PiNet oder für die noch älteren ein Raspbian mit allem drum und dran die Programme für die anvisierte Altersklasse gut ausgewählt es fehlt eine "ordentliche" Textverarbeitung und eine einfache Tabellenkalkulation LibreOffice und/oder AbiWord lassen sich nachinstallieren dazu noch etliche Programme verfügbar (eMail, FTP, …) PDF- und eBook-Reader ist an Bord, genau so wie Internet


Begleit-Heftchen (2 eBooks); die ersten Seiten des ersten Heftchens werden bei der Installa-tion Seiten-weise angezeigt und können später nachgelesen werden; Nachteil auch sie sind nur in englisch verfügbar eMail-Klient muss erst installiert werden auf Linux (raspbian) aufgesetzte Metro-ähnliche Oberfläche mit einem Touch von Mac bei der Installation unten auf dem Bildschirm Land und Tastatur-Layout wählen muss beim laufenden System (Kano OS) aber auch noch mal erledigt werden übersichtliche Einstellungen läuft auch auf dem zero aber sehr verzögerte Reaktionen; Dashboard ging gar nicht Fehlermeldung zero kaum geeignet beim Pi 3 immer noch recht langsam – für eine so einfache Oberfläche zu langsam

2.9. Plan 9

2.10. Windows 10 IoT Core auch Microsoft unterstützt das Raspberry Pi-Projekt tatkräftig und hat eine abgespeckte Windows-10-Version freigegeben natürlich ist es kein vollständiges Windows-Betriebssystem, aber mit etwas Programmier-Kentnissen lassen sich schon beachtliche Anwendungen (od. neudeutsch App's) auf den Pi's nutzen IoT steht für "Internet of Things" ("Das Internet der Dinge." .. IdD). Gemeint ist die Vernet-zung aller Geräte, die Abkehr vom zentralen PC hin zum Zusammenspiel der intelligenten Gegenstände. Man spricht auch schon vom "Allesnetz". Trend vom "Internet der Computer" zum "Internet der Dinge" intelligente Häuser, Geräte (z.B.: Kühlschrank, der merkt, was gekauft werden muss und es selbstständig bestellt), Smartphons und Tablets, die sich mit Druckern oder anderen PC's verbinden bis hin zu Sensoren und Geräten in Kleidungsstücken (Wearables) Verfolgung von Teilen und fertigen Produkten von der Herstellung, dem Zusammenbau, des Nutzbetriebes bis hin zur Verschrottung ("Industrie 4.0"; Computer-Technologie des 21. Jahrhunderts). embedded systems ("eingebette Systeme") und Echtzeit-Verarbeitung Zusammenarbeit und Information geht über die bloße Anwesenheit im Netz hinaus. Jedes Gerät hat bestimmte Zustände ("Kaffee ist alle"; "Toner ist vorhanden"; "Wind an der Wetter-


station hat die Stärke 3"; "Auto an Unfall beteiligt", …), die als Information zur Verfügung gestellt werden und von anderen Geräten passend ausgewertet werden z.B.: Wecker wurde auf eine Stunde später eingestellt, also kann die Heizung und die Kaf-fee-Maschine auch verzögert mit der Arbeit beginnen. Probleme sind derzeit hohe Kosten bei einem eher bescheidenen Energie-Einsparungs-Potential, gefühlter Kontroll-Verlust, Datenschutz funktionierende und akzeptierte Beispiele: Paket-Verfolgung auf einem Pi 2 und 3 ist Windows 10 IoT Core lauffähig

2.11. PiCore (Tiny Core Linux)

2.12. Android der ARM-Prozessor und google's Android sind quasi eine Erfolgsgeschichte / -Gemeinschaft für sich macht vor allem mit den Pi-eigenen Display's Sinn (Pi-7"-Display und Pi3g T-Box) wer allerdings auf reine Software-Nutzung aus ist, kommt wahrscheinlich insgesamt mit ei-nem Android-Tablett (7 oder 10") günstiger und handhabbarer weg selbst ein einfaches Smarthon ist für den gleichen Preis erhältlich soll aber wirklich programmiert und ev. Peripherie genutzt werden, dann bleibt natürlich der Pi die Wahl

2.13. Screenly OSE nicht wirklich ein eigenständiges Betriebssystem allerdings nur für einen Zweck konzipiert / zugeschnitten – die Anzeige eines / mehrerer Pub-lic Displays zu realisieren es reicht einfache Pi-Variante beim Einspielen von Videos wird allerdings auch etwas mehr Power gebraucht


2.14. Chromium OS von google eingefrorenes Projekt http://www.raspbian.org/HexxehImages

2.15. RetroPie Diverse Emulatoren für ältere Spiele-Konsolen von DOS für XT- und AT-Rechner bis spezielle Konsolen bzw. Heimcomputer, wie Amiga, Atari 2600, GameBoy, Neo Geo, Sega, NES, PlayStation 1 und ZX Spectrum, wird viele alte Hardware mit ihren Betriebssystemen unterstützt Natürlich lassen sich nicht nur Spiele mit den Emulatoren wiederbeleben, auch andere Soft-ware-Klassiker sind ("endlich wieder") benutzbar. Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 84ff rechtliche Aspekte Software ist Urheber-rechtlich geschützt viele Programme, auch wenn sie zig Jahre alt und / oder völlig veraltet sind, dürfen nur mit einer gültigen Lizenz genutzt werden von den meisten Programmen, von denen Sie eine Lizenz besitzen, dürfen Sie auch eine Sicherungs-Kopie machen, die kann eben auch auf einen Raspberry Pi liegen seit 2003 darf man beim Kopieren keinen wirksamen Kopierschutz mehr aushebeln sachlich wird es aber kaum Probleme geben, wenn Sie die Software zuhause ganz still und heimlich in Ihrem Kämmerchen benutzen. Die Rechte-Inhaber werden sich kaum mit Ihnen anlegen, wo die Rechtslage vielleicht auch noch unklar ist und sie sich vielleicht potentielle Kunden für ihre neuesten Programme oder Konsolen vergraulen. Aber Vorsicht, wenn Sie mit Ihrem Pi an die Öffentlichkeit gehen oder ins Internet, dann kann die Sache ganz anders aussehen. Von vielen Spielen werden die alten ROMs oder Lizenzen spottbillig auf Trödelmärkten oder bei speziellen Internet-Händlern angeboten. Legale – also freigegebene Spiele (ROMs oder Lizenz-freie Versionen) kann man unter der – unten angegebenen – Internet-Adresse herunterladen. legale Spiele-ROMs www.pdroms.de das RetroPie-System wird auch für andere Zwecke benutzt, da es eine gute Anbindung von (älteren) Eingabe-Geräten integriert hat empfohlene Nutzung mit BerryBoot-Manager ( 2.0.7. Booten mit BerryBoot) wenn nur ältere Version im Auswahl-Menü vorhanden ist, dann Image runterladen und bis auf *.IMG-Datei entpacken; auf eine USB-Stick kopieren


USB-Stick in ausgeschalteten Raspberry Pi stecken und mit einer mSD-Karte (die BerryBoot installiert enthält) starten; über den Add-Button (länger drücken) kann dann weiteres Image hinzugefügt werden so auch mehrere RetroPie-Versionen möglich Verlassen mit [ F4 ] beim Einrichten der GamePads oder anderen Bedienungs-Geräte (z.B. auch Tastatur mög-lich) muss sehr bedächtig und genau gearbeitet werden (nicht sinnlos irgendwelche Tasten drücken!)

2.16. Fuchsia völlig neuartiges Betriebssystem auf der Basis eines neuen Micro-Kernels (Magenta) gedacht für das IoT (Internet der Dinge) für sehr viele unterschiedliche Hardware, Prozessor-Welten entwickelt von goggle derzeit aber noch sehr frühe Entwicklungsphase es gibt aber auch schon Image's für den Pi 3

2.17. Kali Distribution für die Sicherheits-Offensive Überprüfung von Netzwerken

2.18.



5

3. Nutzung als PC od.ä.

3.x. Nutzung des Betriebssystem Linux auf Konsolen-Ebene Linux ist das beherrschende Betriebssystem es ist frei, flexibel von Kleinst- bis Groß-Rechner einsetzbar, frei und sehr breit konfigurierbar mit extrem vieler freier Software unterschiedliche Distributionen (Zusammenstellungen von Betriebssystem, Desktop und An-wendungen) besonders bei Problemen mit der graphischen Oberfläche oder sehr Leistungs-schwache Systeme oder Systeme mit Minimal-Display's einfach effektiver und Leistungs-fähiger typisches Zeichen ist der schwarze Hintergrund mit weißem Text und einem blinkenden Cur-sor; Text- bzw. Zeichen-orientierte Kommunikation zwischen Nutzer und Betriebssystem Nutzung erfolgt mittels Shell; entspricht DOS bzw. Eingabeaufforderung oder cmd bei Win-dows besonders verbreitet die Bash-Shell andere Shell's ähnlich die Shell's bieten i.A. auch die Möglichkeit kleine Programme zu schreiben für einzelne Shell's gibt es richtig Leistungs-fähige (z.T. Objekt-orientierte) Programmierspra-chen (z.B. PowerShell für Windows)

3.x.y. Aufbau, Struktur und Prinzipien von Linux Ursprünglich stammt Linux von dem Urgestein Unix ab. Es ist quasi ein freier Nachbau des kostenpflichtigen Großrechner-Betriebssystem. Urvater von Linux (- was soviel wie: Linux is not Unix (Linux ist kein Unix) bedeutet -) ist Linus Torvalds. Noch heute ist er der oberste Koordinator der großen Entwickler-Gemeinschaft, die sich um das GNU-Projekt versammelt hat. Das System ist sehr flexibel und professionell (von den Eigenschaften) angelegt. Dazu gehö-ren:


hoehe Modularität

Mehrnutzer-Fähigkeit

hohe / breite Skalierbarkeit vom Embedded System bis zum Groß-rechner-Verbund, vom Smartphon bis zur Echtzeitsteuerung von Waffensystemen

Der Nutzer bekommt praktisch immer sogenannte Distributionen angeboten. Diese enthalten immer spezielle Zusammenstellungen von: Bestandteile einer Distribution

Linux-Kernel

System-nahe Bestandteile Fenster-Manager (z.B. KDE, Gnome, );

Distributions-eigene Programme meist Konfigurations-Tools; (Paket-)Installations-Programme

freie Anwender-Programme

proprietäre Programme z.B. Adobe Reader; Treiber für Grafik-Karten; …

Handbücher

Support-Angebote

Distributionen verfolgen oft einem Nutzungs-Konzept, bestimmten Zwecken oder Nutzer-Anforderungen. So gibt es spezielle Distributionen für Desktop-Rechner, wie auch welche für Server. Andere Distributionen haben sich der Schule als Nutzer verschreiben, andere mehr dem klassischen Büro-Nutzer. Die Anzahl der Distributionen ist schier riesig. Wer sich für diese interessiert, dem seien sol-che Zeitschriften, wie z.B. "linux user" oder "" empfohlen. Für uns hier ist eine weitere Dar-stellung dieses Bereiches überzogen. Einige Distributionen haben wir ja schon vorher kurz vorgestellt ( 2. Betriebssysteme). Umso ristriktiver und anmaßender microsoft mit seinem Windows (10) wird, umso mehr neue Nutzer wird Linux finden. Immer mehr Distributionen ermöglichen es dem einfachen Nutzer sein System schnell, einfach und verständlich einzurichten und dann auch zu benutzen.

3.x.y. die Verzeichnis-Struktur von Linux Während DOS und WINDOWS eher Datei-orientiert angelegt sind, scheint es so als wäre bei Linux alles in Ord-ner (Verzeichnissen) organisiert.


Verzeichnis Bechreibung / Inhalt Bemerkungen / Hinweise

\

\bin

\boot

\dev

\etc

\home

\lib

\media

\mnt

\opt

\proc

\root

\run

\sbin

\srv

\sys

\tmp

\usr

\var

3.x.y.

3.x. Programmieren mit dem Pi die "Muttersprache" des Pi ist Python – na ja zumindestens äußerlich intern bleibt es natürlich die Maschinensprache des ARM-Prozessors somit sind auch andere höhere Programmiersprachen möglich, dazu sind aber immer pas-sende Interpreter oder Compiler zum Übersetzen in die Maschinensprache notwendig. Für viele klassische Programmierspachen gibt es solche Übersetzer. Dazu gehören:


C

Java

PHP

BASIC

Xojo

Scratch

Im Folgenden stellen wir die erwähnten Programmiersprachen kurz vor. Aus meiner Sicht sind Python und Xojo besonders empfehlenswert. Bei Scratch bin ich mir uneins. Zum Einen sehe ich hier eine – gerade für Kinder – intuitiv begreifbare Möglichkeit für den Einstieg in die Programmierung, ohne scheinbar eine Pro-grammiersprache zu lernen. Zum Anderen scheint mir der Lerneffekt und die Übertragung auf andere Programmiersprachen beschränkt zu sein. Die Scratch-Programmierer entwi-ckeln vielfach nur einen eingeschränkten Bezug zur Programmierung mit Text und Bedien-elementen.

3.x.1. Python interessante Links: python.org

Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 124ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 132ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 138ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 144ff

3.x.2. Scratch Graphik-betonte Ausgabe interessante Links: scratch.mit.edu

Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 110f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 112f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 116f


Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 120ff

3.x.3. BASIC Programmierung kann so einfach sein. Mit BASIC entstand vor einigen Jahrzehnten eine sehr populäre Programmiersprache. Mit der – ursprünglich als Interpretersprache angelegte – Programmiersprache gelang es Anfängern sehr schnell, kleine Programme zu schreiben. 10 PRINT "Quadratzahlen"

20 INPUT Endzahl

30 FOR K=1 TO Endzahl

40 PRINT K*K

50 PRINT "fertig"

60 PRINT "Wollen Sie weiter machen? [j]"

70 INPUT Eingabe

80 IF Eingabe="j" THEN GOTO 20

Heute gibt es zwar Compiler-Versionen, aber die Entwicklungen der Programmier-Techniken hat BASIC einwenig überholt. Andere moderne Sprachen und Konzepte sind einfach Leis-tungs-fähiger. Wer aber ohne viel Lern-Aufwand in die Programmierung einsteigen möchte, ist bei BASIC nicht falsch. Man lernt das Grundprinzip von EVA und die ersten Strategien zum Finden von Programmierfehlern. Diese Erfahrungen kann man dann in anderen Programmiersprachen super anwenden. Wer solche Sprachen, wie BASIC, Python und PASCAL gelernt hat, wird sich schnell in an-dere Programmiersprachen dieses Types einarbeiten. Der (direkte) Zugriff auf Hardware allgemein und besonders auf moderne Geräte(-Typen) ist mangels Bibliotheken / Modulen od.ä. nur selten und sehr eingeschränkt möglich. Leider scheint das Projekt aktuell nicht mehr so einfach verfügbar sein. Alle Links und Su-chen enden auf toten Links – Schade eigentlich. interessante Links:

3.x.4. C ist eine sehr Maschinen-nahe Programmiersprache, sehr schnell Hardware-nah gute Portabilität auf andere Geräte Compiler-Sprache; es werden also ausführbare Programm-Dateien erzeugt, die auch weiter-gegeben werden können der Endnutzer braucht kein C-Programmier-System oder irgendwelche Runtime-Umgebungen etwas aufwändiger Lernaufwand mit C++ kam die Objekt-Orientierung sehr eigen in bestimmten Programmier-Strukturen (die Entwickler wollten betont einiges an-ders machen) für Trick-Programmierung verschriehen


interessante Links: cprogramming.com

3.x.5. Java die Platform-übergreifende Hochsprache schlechthin extrem Objekt-orientiert relativ hoher Schreib-Aufwand (großer Overhead) Alzweckwaffe für jede Art von Programmen und Geräten interessante Links: java.net

3.x.6. PHP Skriptsprache besonders für Web-Projekte mit größeren Datenmangen (Datenbanken) geeignet und ver-wendet häufig mit Apache-Webserver und mySQL-Datenbank kombiniert Kombination ist nicht trivial zu adminstrieren! interessante Links: php.net apache.org mysql.com

3.x.7. Shell-Skripting die üblichen Shell-Befehle werden mit Kontrollstrukturen erweitert und als Programm-Datei abgespeichert (entsprechen den BAT-Dateien (Batch-Datein) in der DOS-Windows-Welt) interessante Links:

3.x.8. Ruby KidsRuby für Raspberry Pi, Linux und Windows verfügbar interessante Links:


http://kidsruby.com/ (KidsRuby)

3.x.9. Xojo groß gelobt für einfache, schnelle und effektive Programmierung intuitiv erschließbar, Konzentration auf das Wesentliche Objekt-orientierte Programmierung möglich erinnert an Python, erfordert aber Deklaration von Variablen, Konstanten usw. sofort graphische Oberfläche freie Lizenz vorhanden, aber beschränkte Nutzungs-Möglichkeiten für Raspberry Pi aber wohl frei verfügbar Registrierung notwendig auf Webseite sind diverse Video's und Webinare verfügbar; englisch; auch als youtube-Kanal für Umsteiger aus anderen Programmmiesprachen ohne Probleme verständlich Plattform-übergreifende Entwicklung von Apps / Anwendungen für Desktop bzw. das Web; für iOS und Raspberry Pi die Erstellung der Programme muss aber auf einem Windows-, Linux- oder Mac-Rechner erfolgen, da es für ARM-Systeme (noch?) keine IDE gibt interessante Links: http://www.xojo.com/ (Xojo)


4. Projekte Bei den folgenden Projekten gibt es – zumindestens hinsichtlich der ersten Untergliederung keine Sach-Reihenfolge. Die Projekte erscheinen in der Notier-Reihenfolge und können so-mit unabhängig von einander durchgeführt oder nachvollzogen werden.

4.1.Serie einfacher Erkundungs-Projekte Zum Erkunden des / der Raspberry Pi's oder auch der anderen Einplatinen-Rechner bietet sich die folgende Tour an. Besonders, wenn man so gar keine Vorstellungen und auch Be-rührungs-Ängste hat, dann ist eine vorsichtige, kleinschrittige Annäherung angebracht. Ich biete eine solche Tour an. Natürlich muss die nicht vom ersten bis letzten Projekt so er-ledigt werden. Vielleicht haben Sie das Eine oder Andere schon ausprobiert oder können einzelne Projekte wegen absolutem Desinteresse ausschließen. Manchmal erschließt man sich ganz neue Interessenbereiche, wenn man sie mal kurz ausprobiert hat. Machen Sie es, wie Sie es für sinnvoll erachten.

übergreifende Aufgaben

1. Erstellen Sie eine Textdatei, in der Sie die Erkundungen dokumentieren!

2. Erstellen Sie ein ansprechendes Deckblatt (1. Seite der Textdatei) zum

Raspberry Pi!

3. Dokumentieren Sie zu jeder durchgeführten Erkundung:

Thema / Ziel / Aufgabe usw.

notwendige Vorbereitungen (einschließlich Literatur / Internet-Links /

…)

durchgeführte Arbeiten / Tätigkeiten (nachvollziehbar für Außenstehen-

den!)

Erkundungs-Ergebnisse

auftretende Probleme / Schwierigkeiten / Fehler

4.1.1. Geräte-Aufbau und erste Inbetriebnahme

4.1.2. Desktop-Anwendung (Office) hier gehen wir zuerst einmal von einem vorinstallierten System – z.B. Raspian – aus. Benutzer-Oberfläche / Desktop


Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 36f Office-Anwendung Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 44ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 56f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 66ff weitere Anwendungen: Gibt es denn auch Spiele für dien Pi?

4.1.3. Programmieren mit Scratch Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 112ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 116ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 118ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 126ff Aufgaben: Abwandeln eines fertigen Scratch-Programms Fehlersuche in einem Scratch-Programm Erstellen eines eigenen Scratch-Programms Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 120ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 122ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 124ff Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 128ff

4.1.4. Programmieren mit Phyton

4.1.5. Einspielen und Installieren eines Betriebssystems Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 30f Raspian:


Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 32 Pidora Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 33 Arch Linux Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 34 Ubuntu MATE Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 35

4.1.6. Installieren zusätzlicher Anwendungs-Software Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 56ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 40f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 42ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 46f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 48f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 60f

4.1.7. Daten-Austausch zwischen Raspberry Pi und Windows

4.1.8. Drucken von Office-Dokumenten Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 58ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 62f Kabel-los drucken Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 92ff


4.1.9. Vernetzen von Geräten Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 26 Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 28 Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 28f

4.1.10. Internet-Recherche Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 38f

4.1.11. eMail

4.1.12. eine Ampel bauen und betreiben Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 78ff

4.1.13. Messwerte aufnehmen

4.1.14. Musik abspielen – der Raspberry Pi als MP3- bzw. Media-Player


Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 42ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 54f

4.1.15. Mindcraft spielen Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 52ff fortgeschritten (Powerhandschuh für Mindcraft) Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 126ff weitere Spiel-Projekte Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 52ff

4.1.16. Musizieren mit dem Raspberry Pi Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 10ff weiterführend Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 98ff fortgeschritten Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 116ff

4.1.17. Informationen im internen Netz anbieten – RP als Webserver Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 18ff

4.1.18. Raspberry Pi als Medien-Center Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 74ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 74f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 92f


4.1.19. Mindcraft programmieren Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 14ff weiterführend: Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 60ff Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 64ff Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 66ff

4.1.20. Retro – Pong programmieren und spielen Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 26ff

4.1.21. eine Animation erstellen zuerst einmal einfach nur Fotos und Videos erstellem Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 76f Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 28ff

4.1.22. einen Public-Display betreiben abgewandelt nach: Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 56ff

4.1.23. Arduino mit Raspberry Pi im Gespann Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 22ff


Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 24ff

4.1.y. Experimente verfolgen – ExpEYES und Raspberry Pi im Gespann Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 82ff

4.1.y. Signale verfolgen mit BitScope Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 120ff

4.1.y. der Pi hilft beim twittern Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 96ff Tweepy als Python-Schnittstelle / -Bibliothek

4.1.y. WebCam liefert Video-Stream z.B. als Überwachungs-Kamera in einem Aktenordner oder zur Brut-Beobachtung in einem Nistkasten Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 100ff

4.1.y. Spielen auf und mit dem dem Pi Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 58f


4.1.y. Bilder betrachten mit dem Pi (digitaler Bilderrahmen) Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 52f

4.1.y. Web-Apps programmieren mit google's coder Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 132ff

4.1.y.

4.1.y.

4.1.y. Raspberry Pi mit externer Festplatte als Fileserver für Intra- und Internet geeignet Nutzung einer (alten) externen Festplatte z.B. auch für Backup's im Netz Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 104ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 70ff


4.1.y. Emulation von alten Spiele-Konsolen / Rechnern Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 30ff

4.2. fortgeschrittene Klein-Projekte von der Erkundungs-Tour zur Anwendungs-Erprobung für erfahrene Nutzer mit praktischen Nutzungs-Vorstellungen und etwas Hintergrundwissen

4.2.y. Konfiguration mit raspi-config Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 50f

4.2.y. einen Router betreiben Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 26ff

4.2.y. Reset-Schalter für den Pi Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 78f

4.2.y. Gesten-Steuerung mit Hover Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 134ff


4.2.y. Modell-Auto mit Raspberry Pi steuern Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 40ff Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 50ff

4.2.y. Radio-Empfangen mit Pi Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 154ff bit.ly/1om6BQE http://www.icrobotics.co.uk/wiki/index.php/Turning_the_Raspberry-_Pi_Into_an_FM_Transmitter

4.2.y. Sturm-Warnungen tweeten Basis ist: Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 48ff Windrad als Sensor

4.2.y. Sprachsteuerung Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 76ff Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 78ff Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 80ff

4.2.y. Bewegungs- und Gesichts-Erkennung Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 96ff

http://bit.ly/1om6BQE

http://www.icrobotics.co.uk/wiki/index.php/Turning_the_Raspberry_Pi_Into_an_FM_Transmitter

http://www.icrobotics.co.uk/wiki/index.php/Turning_the_Raspberry_Pi_Into_an_FM_Transmitter


4.2.y. Win10-Applikationen auf dem Raspberry Pi

4.2.y. Raspberry Pi als Wetterstation und Internet-Wetteranzeige Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 26ff

4.2.y. Hausautomation mit dem Pi Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 26ff Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 98f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 100f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 102f Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 104f

4.2.y. einen Auto-Computer bauen und nutzen Q: Raspberry Pi Projekte (PCGH GUIDE 11/16), S. 106ff

4.2.y. Raspberry Pi mit Batterien, Akku's oder einem PowerBlock betrei-ben

Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 80f

4.2.y. Pi als WLAN-Zugriffs-Punkt Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 84f


4.2.y. Filesharing unbedingt Rechtliche Rahmen-Bedingungen beachten; nur eigene oder Lizenz-freie Dateien sharen! Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 86f

4.2.y. Pi als Nachtsicht-Gerät / IR-Kamera IR-Kamera-Modul ev. zusätzliche IR-Licht-Quelle notwendig! Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 88f

4.2.y. Ja wer fliegt denn da? – Flugüberwachung für zuhause

4.3. Nutzung der Pi's (1-3) mit kleinen elektronischen Schal-

tungen vorrangig Nutzung / Ansteuerung / Auswertung mit Python-Programmen eine der Nutzungen, die als Grundidee für das Raspberry-Pi-Projekt steht Spaß am Basteln und Erforschen von Elektronik und Computer-Technik


Links / Downloads: https://www.raspberrypi.org/learning/physical-computing-with-python/ (engl.; Anleitung; GPIO-Nut-

zung; Programmierung mit Python)

Farbcodierung von Widerständen

Farbe Wert Multiplikator Toleranz

1. Stel-le

2. Stelle

silber 0,01 10 %

gold 0,1 5 %

schwarz 0 1

braun 1 1 10 1 %

rot 2 2 100 2 %

orange 3 3 1'000 k

gelb 4 4 10'000

grün 5 5 100'000 0,5 %

blau 6 6 1'000'000 0,2 % M

violett 7 7 10'000'000 0,1 %

grau 8 8

weiß 9 9

schöne und kostengünstige Einsteiger-Pakete mit Hardware (Peripherie), Anleitungen (engl.) und Python-Code-Beispielen sind die CamJam-EduKit's besonders zu empfehlen Kit 1 (einf. Schaltungen) und 3 (Robotics)

4.3.y. Schaltplan-Entwicklung und Darstellung mit Fritzing Schaltpläne zu lesen und in praktische Schaltungen umzusetzen ist nicht so einfach, wie es scheint. Das liegt u.a. auch am hohen Abstarktions-Grad der Schaltpläne. Mit Fritzing (- ein Projekt der FH Potsda

m -) kann man Zusammenschaltungen von Bauteilen sehr praxisnah darstellen. Fritzing-Schaltpläne kann man immer gut am Logo irgendwo auf dem Plan erkennen.

Fritzing-Schriftzug Q: fritzing.org

Der Nutzer / Nachbauer kann die Schaltungen dann sehr gut visuell nachverfolgen, nach-bauen und auch kontrollieren. Ein weiterer Vorteil ist die Verwendung von Real- bzw. Sche-ma-Bildern auch für komplexe Bauteile, wie z.B. den Raspberry Pi.Dadurch lassen sich die richtigen Anschlüsse und Pins viel leichter finden und beschalten. Die Software gibt es frei im Internet. Spenden sind natürlich gerne gesehen. Auch Kleinvieh macht Mist. Wer die Software mehr professionell nutzt, sollte den gefühlten Gegenwert für die eigene Arbeits-Ersparnis als Unterstützung überweisen. Links / Download: fritzing.org

https://www.raspberrypi.org/learning/physical-computing-with-python/

http://fritzing.org/


4.4. "Das Franzis Lernpaket – Elektronik mit Linux" Original-Hersteller / -Verlag: Franzis VerlagGmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, 85540 Haar (ISBN 978-3-645651-5) gut abgesicherte Experimentier-Platine, die eine serielle Schnittstelle über USB zur Verfü-gung stellt sehr gutes Begleitheft mit umfangreichen Erklärungen verschiedene Experimente angesagt für Linux gemeint ist primär die Distribution OpenSUSE Verweis auf "Übersetzer-Seite" (http://www.linuxintro.org/wiki/Distribution-translations) für andere Distributionen vorhanden ist aber auch schon kleine Herausforderung für einen Anfänger; auch nur einige Distribution beachtet (Ubuntu, Fedora, Knoppix, DamnSmall-Linux) Problem sind die unterschiedlichen Paket-Manager zur Installation neuer Software Raspbian benutzt statt yast

Anweisungen

für Raspbian (übersetzt) für OpenSUSE (original) yast –i python-pyserial gcc

libconfuse- devel

yast –i libftd1-devel wireshark make

gnuplot

beim zero – wie praktisch immer bei diesem Gerät – ein USB-Hub notwendig

http://www.linuxintro.org/wiki/Distribution-translations


4.5. Smart-Home-Test-Platine von Adafruit

4.5.0. die Hardware

4.5.1. direktes Programmieren mit Python Programme wurde alle von open.hpi.de (aus dem Kurs "Embedded Smart Home 2017") ge-nommen und ev. leicht geändert Abfrage des Temperatur-Feuchtigkeits-Sensor (an Pin 5 der GPIO)

import Adafruit_DHT

def main():

sensor = Adafruit_DHT.DHT11

feuchtigkeit, temperatur = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, 5)

print("Temperatur: " + str(temperatur) + " °C")

print("Feuchtigkeit: " + str(feuchtigkeit) + " %")

if __name__ == "__main__":

main()

Q: open.hpi.de (Kurs: Embedded Smart Home 2017); leicht geändert: dre

>>>

Temperatur: 22 °C

Feuchtigkeit: 52 %

Abfrage des Licht-Sensor (an Pin 27 der GPIO)

import RPi.GPIO as GPIO

import time

def main():

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(27, GPIO.IN) # Lichtsensor beim Adafruit-Board

while(True):

if GPIO.input(27):

print("es ist dunkel!")

else:

print("es ist hell!")

time.sleep(10) # 10 ms warten

http://www.open.hpi.de/


if __name__ == "__main__":

main()


>>>

es ist hell!

es ist hell!

es ist hell!

es ist hell!

es ist dunkel!

es ist dunkel!

es ist dunkel!

es ist hell!

es ist hell!

es ist hell!

es ist hell!

es ist hell!

Abfrage des Bewegungs-Melders und Ansteuern der LED's (an Pin 12 und 25 der GPIO)


import time

def main():


GPIO.setup(12, GPIO.OUT) # LED

GPIO.setup(25, GPIO.OUT) # LED

GPIO.setup(22, GPIO.IN) # Bewegungssensor beim Adafruit-Board

erkannt = 0

while(True):

if GPIO.input(22) and erkannt == 0:

GPIO.output(12,1)

GPIO.output(25,1)

erkannt = 1

print("eine Bewegung wurde um "

+ time.strftime("%H:%M:%S")+ " erkannt!")

elif not GPIO.input(22) and erkannt ==1:

print("keine Bewegung mehr feststellbar!")

GPIO.output(12,0)

GPIO.output(25,0)

erkannt = 0

if __name__ == "__main__":

main()


>>>

eine Bewegung wurde um 10:23:44 erkannt!

keine Bewegung mehr feststellbar!

eine Bewegung wurde um 10:24:12 erkannt!

keine Bewegung mehr feststellbar!

Licht-Sensor liegt auf Pin 27


Bild(er) von der Kamera anzeigen

import time

from picamera import PiCamera

def main():

camera = PiCamera()

camera.start_preview()

time.sleep(10)

camera.stop_preview()

if __name__ == "__main__":

main()


Bild(er) von der Kamera anzeigen (mit Zusatztext und Bildeffekt)

import time


def main():

camera = PiCamera()


camera.annotate_text = "aktuelles Bild"

camera.effect = 'cartoon'

time.sleep(10)

camera.stop_recording()


if __name__ == "__main__":

main()


Bild(er) von der Kamera anzeigen und speichern

import time


def main():

camera = PiCamera()


camera.annotate_text = "aktuelles Bild"

camera.start_recording('/home/pi/test.h264')

time.sleep(10)

camera.stop_recording()


if __name__ == "__main__":

main()


Ansteuern externer Geräte


import time

def main():


GPIO.setup(27, GPIO.IN) # Lichtsensor beim Adafruit-Board

GPIO.setup(2, GPIO.OUT) # z.B. PC-Lüfter am Pin 2 (+) und 39 (GND)


while(True):

if GPIO.input(27):

print("es ist dunkel!")

GPIO.output(2, 1)

else:

print("es ist hell!")

GPIO.output(2, 0)

time.sleep(1) # 1 ms warten

if __name__ == "__main__":

main()


Lüfter oder Verbraucher für kleine Spannung (hier 3 V (am Pin 2)) z.B. Servo besser über ein Relais am Pin 2 und eigener Strom-Versorgung für den Verbraucher scheinbar empfiehlt sich ein GPIO.cleanup() am Ende der main-Methode, um die GPIO zu-rückzusetzen / zu löschen

4.5.2. Erstellung einer Web-Oberfläche für Anzeige und Bedienung

Grob-Struktur des Projektes

Web-Server auf dem RaspPi Web-Client zuerst auch auf dem RaspPi (später dann extern) Server generiert Web-Site (kompletter Web-Auftritt) Server kann Code (Python) ausführen Server schickt auf Anfrage durch den Client eine (ev. speziell zugeschnittetene) Web-Seite an den Client Client zeigt Web-Seite im Browser

Flask – ein (Micro-Web-Framework für Python

Link: http://flask.pocoo.org Merkmale / Funktionalität von Flask öffnet Socket's wartet auf TCP-Verbindung (TCP-Handling / Handshack) übernimmt http-Requests an (Anforderungs-Entgegennahme) analysiert Anfragen, ruft passende, definierte Funktionen auf und erstellt eine HTML-Antwort schickt die HTML-Nachricht an Client dynamische Generierung der Gesamt-Antwort / Web-Seite Template-Engine Layout-Gerüst wird beeitgestellt mit Python-Code werden die Anpassungen etc. vorgenommen speziell wird die Erweiterung Bootstrap benutzt

http://flask.pocoo.org/


Einrichtung installieren einer virtuellen Entwicklungs-Umgebung sudo pip3 install virtualenv erstellen der virtuellen Entwicklungs-Umgebung virtualenv venv aktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung source venv/bin/activate ev. zum deaktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung source venv/bin/deactivate installieren von Flask und Bootstrap-Erweiterung sudo pip3 install flask flask-bootstrap (ev. mit Punkt hintendran???) exportieren des Hauptprogramm als Enviroment-Variable export FLASK_APP=smarthome.py unter Windows: set FLASK_… starten von Flask python3 –m flask run im Browser: http://localhost:5000 Server kann beendet werden mit: [ Strg ] [ c ] Flask unter Windows auf der Konsole (als Administrator) virtuelle Entwicklungs-Umgebung installieren pip3 install virtualenv ein Arbeits-Verzeichnis / eine virtuelle Entwicklungs-Umgebung anlegen und hineinwechseln mkdir envir1 cd envir1 virtualenv venv aktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung venv\Scripts\activate in der virtellen Entwicklungs-Umgebung (zu erkennen am neuen Prompt) flask mit der Erwei-terung bootstrap installieren pip3 install flask flask-bootstrap ev. deaktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung deactivate dannach wieder normaler Prompt Flask unter Mac-OS


auf der Konsole (als Administrator) virtuelle Entwicklungs-Umgebung installieren sudo pip3 install virtualenv virtualenv venv aktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung source venv\bin\activate in der virtellen Entwicklungs-Umgebung (zu erkennen am neuen Prompt) flask mit der Erwei-terung bootstrap installieren pip3 install flask flask-bootstrap ev. deaktivieren der virtuellen Entwicklungs-Umgebung deactivate dannach wieder normaler Prompt "Hello Welt" mit Flask erstellen einer Ordner-Struktur für das Projekt und hineinwechseln mkdir app mkdir app\static bei Linux (RaspPi) oder MacOS / statt \ mkdir app\templates cd app notepad helloworld.py bei Linux (RaspPi) oder MacOS nano statt notepad

import flask from Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/') # Basis Pfad

@app.route('/index') # zusätzlicher Pfad / symbol. Link / Verknüpfung

def index(): # beliebiger Name

return "Hallo Welt"


bei den Routen muss ein exakter / gewünschter vollständiger Pfad (Link) angegeben wer-den, ev. auch mit abschließenden Slash / Backslash starten des Programms (unter Windows) set starten des Programm (Linux od. MacOS) export FLASK_APP = helloworld.py python3 –m flask run liefert die http-Adresse des Web-Servers (mit der erstellten Seite) diese dann im Browser aufrufen (z.B. rüberkopieren) typisch: http://127.0.0.1:5000 alternative Web-Adresse http://127.0.0.1:5000/index für den zusätzlichen Pfad / symbolischen Link


Erstellen einer Nutzer-Web-Seite (Grund-Gerüst; UI … user interface) von github: git clone https://github.com/openHPI/Embedded-Smart-Home-2017.git im Arbeits-Ordner: export FLASK_APP = smarthome.py python3 –m flask run SQLite installieren apt-get install sqlitebrowser

import threading

import time

import datetime

import Adafruit_DHT

import sqlite3

class TemperaturThread(threading.Thread):

def __init__(self):

threading.Thread.__init__(self)

# Festlegen des Senso-Kanals

self.sensor = Adafruit_DHT.DHT11

def run(self):

while True:

# Sensor auslesen

humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(self.sensor, 5)

conn = sqlite3.connect('Datenbank.sqlite')

c = conn.cusor()

# Daten in DB einspeichern / eintragen

now = datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")

c.execute("INSERT INTO sensoren (name, wert, einheit, zeit")

VALUES ('temp',"+str(int(temperature))+", '°C','"

+str(now)+"')")

# Speichern

conn.commit()

# Verbindung lösen

conn.close()

# Pausieren

time.sleep(60) # sek

if __name__== "__main__":

# Temperatur-Thread

temperatureThread = TemperatureThread()

# starten des Thread's

temperatureThread.start()

# warten auf Thread-Ende

temperaturThead.join()

externe Daten nutzen


z.B.: openWeatherMap.org dort: API Daten kommen als JSON-Datei lassen sich in Python durch die Bibliothek json z.B. in ein Objekt umwandel und dann weiter benutzen


5. Problem-Behandlung / Tips und Tricks Ich habe versucht die Probleme in größere Gruppen einzugliedern. Manchmal ist die Sache nicht so einfach. ImZweifelsfall schauen Sie erst in der Gruppe nach, die Ihnen am Offen-sichtlichsten erscheint. Werden Sie nicht fündig, probiert man die, welche als zweite ver-dächtigt wurde usw. usf. Im bösesten Fallfinden Sie nirgens etwas zu Ihrem Problem, dann kann man ev. google be-mühen oder sich ähnliche Probleme anschauen. Manchmal beschreibt man selbst ein Prob-lem anders, als es andere tun.

5.1. Hardware-bezogene Probleme "Keine Anzeige trotz blinkender grüner LED" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 140 "Grüne LED leuchtet, Bildschirm bleibt aus" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 150 "USB-Festplatte wird nicht angezeigt" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 140 "USB-Laufwerk wird nicht angezeigt" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 150 "Pi fährt plötzlich herunter oder startet neu" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 140 "Pi stürzt ab oder startet unkontrolliert neu" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 150 "Bildrauschen bei HDMI-Ausgabe vom RasPi" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 140 "HDMI-Bildausgabe rauscht" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 150 "Ein Teil der Platine ist abgebrochen!" (silberner, Zylinder-förmiger Kondensator) Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 141 "Ich habe was abgebrochen" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 151 "Das Ethernet funktioniert nicht" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 141 "Netzwerk streikt bei manchen USB-Geräten" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 151 "Das RasPi bootet nicht (immer) korrekt" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 141 "Raspberry Pi startet oft nicht" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 151 "Screen schwarz trotz leuchtende Power-LED" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 141 "Rote LED leuchtet, kein Bild" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 151


Display zeigt alles verkehrt herum an in der Konsole: sudo nano /boot/config.txt

in der Datei nach Option "lcd_rotate" suchen und gegebenenfalls ändern bzw. am Ende der Datei hinzuschreiben: lcd_rotate=2

mit [Strg] + [o] Änderung(en) speichern Änderung(en) erst nach Neustart / Reboot aktiv

5.2. Software-bezogene Probleme "Das Pi bootet nicht mehr" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 142 "Kernel Panic bei jedem Bootvorgang" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 152 "Ethernet-Verbindung: Nur 10 statt 100 MBit" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 142 "Nur 10- statt 100-Mbit-Netzwerk" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 152 "Keine SSH-Netzwerkverbindung zum Pi" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 142 "Kein SSH-Zugriff auf dem Raspberry Pi" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 152 "Aktiver Desktop wird nicht mehr angezeigt" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 143 "Desktop geht über Bildschrimrand hinaus" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 153 "Ich kenne das root-Passwort nicht mehr" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 143 "Ich kenne das Root-Paswort nicht!" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 153 in der Konsole: sudo passwd root

"Software nicht per apt-get installierbar" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 143 "Keine neue Software per agt-get" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 153 "Composit-Video-Output ist schwarz-weiß" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 143 "Composite-Signal nur schwarzweiß" Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 153


"???" Raspberry Pi Handbuch (CHIP-Sonderheft 02/2014), S. 142 Raspberry Pi für Einsteiger (PCGH Insider 05/16); S. 153 Passwort zurücksetzen (für alle Systeme auf Raspian-Basis) - SD-Karte aus RPi entfernen und in einem anderen System (z.B. Windows) in ein Lesegerät

/ Frontpanel-Slot einstecken - im Normalfall sollte dann die Partition "boot" angezeigt werden, hier jetzt die Datei

"cmdline.txt" in einem Editor öffnen

- in de ersten oder letzten Zeile – direkt !!! hinter dem dort stehenden Befehl – den folgenden

Text hinzuschreiben (natürlich mit einem Leerzeichen abgetrennt): init=/bin/sh (Ach-tung! den Befehl nicht in eine eigene Zeile schreiben!!!)

Beispiel: dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2∫

rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

wird zu: dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2∫

rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait init=bin/sh

- nach dem Speichern die Karte ordnungsgemäß abmelden / entfernen und wieder in den Raspberry Pi einbauen

- RPi booten ( man erhält eine Konsole mit eine einfachen Shell in einem root-Kontext (Rechte und Verzeichnis-Struktur) (Achtung! Sehr wahrscheinlich ist nur das englische Tastaur-Layout aktiv: [ z ] = y; [ y ] = z; [ - ] = /; [ ß ] = -; [ , ] = =; [ ö ] = ;; [Ö] = :

- ev.: mount –o remount,rw / (falls es keinen Schreibzugriff gibt; selten auch Angabe des

Gerätenamen notwendig: mount –o remount, rw Gerätename / (Achtung! Ev. ist vor

jedem der nachfolgenden Befehle ein sudo notwendig!)

- mit: passwd pi kann das Passwort für den Standard-Nutzer pi neu gesetzt werden (Ach-tung! Passwort wird 2x angefordert aber nicht angezeigt (auch nicht als Sternchen od.ä.!!!)

- wenn mit Schreibrechten gemountet wurde, dann jetzt wieder auf Nur-lesen zurücksetzen: mount –o remount, ro /

- fortsetzen des Systems-Starts mit: sync und dann exec /sbin/init

- !!! nun muss der Shell-Aufruf beim Start wieder entfernt werden! Entweder man macht das wie oben beschrieben auf einem externe Rechner oder in der Konsole unter Zuhilfenahme

des Editors nano: sudo nano /boot/cmdline.txt

wenn das System automatisch startet, dann kann in der Konsole auch: sudo passwd pi

genutzt werden


Literatur und Quellen: /1/

ISBN /A/ Wikipedia http://de.wikipedia.org Die originalen sowie detailliertere bibliographische Angaben zu den meisten Literaturquellen sind im Internet unter http://dnb.ddb.de zu finden.

Links und Download-Möglichkeiten (z.B. für Magazine / Zeitschriften) The MagPi – das offizielle Raspberry Pi Magazin https://www.raspberrypi.org/magpi Lizenz: Creative Commons (BY-SA-NC 3.0) Download der Ausgabe-Nr. 70: https://www.raspberrypi.org/magpi/issues/70/ Hackspace https://hackspace.raspberrypi.org Download des Hackspace-Magazin mit der Nummer 8: https://hackspace.raspberrypi.org/issues/8

http://de.wikipedia.org/

http://dnb.ddb.de/

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/


Abbildungen und Skizzen entstammen den folgende ClipArt-Sammlungen: /A/ 29.000 Mega ClipArts; NBG EDV Handels- und Verlags AG; 1997 /B/ andere Quellen sind direkt angegeben. Alle anderen Abbildungen sind geistiges Eigentum: /I/ lern-soft-projekt: drews (c,p) 1997-2019 lsp: dre verwendete freie Software:

Inkscape von: inkscape.org (www.inkscape.org)

CmapTools von: Institute for Human and Maschine Cognition (www.ihmc.us) - (c,p)2016 - 2019 lern-soft-projekt: drews - - 18069 Rostock; Luise-Otto-Peters-Ring 25 - - Tel/AB (0381) 760 12 18 FAX 760 12 11 -

http://www.inkscape.org/

http://www.ihmc.us/


Vorlagen:

Die Belohnung für eine gute getane Sache ist, sie getan zu haben Ralph Waldo EMERSON

Definition(en): Mesomerie

Übung(en): progressive Muskel-Entspannung nach JACOBSON

Regel ...

Exkurs:

Experiment für Zuhause

Dieser Versuch kann mit Haushaltsmitteln und auch zuhause durchgeführt werden! Trotzdem bitte unbedingt die allgemeinen Regeln und Vorsichtsmaßnahmen beim Ex-perimentieren beachten!

Labor-Experiment


Grundlagen / Prinzipien:

Materialien / Geräte:

Hinweise:

Vorbereitung:

Durchführung / Ablauf: -

Zusatzuntersuchung:

Experiment mit Lebensmittel

Versuch möglichst in einer Küche, einem Küchenlabor od.ä. durchführen!!!

Bei diesen Experimenten darf im Normalfall auch probiert werden, was ja eigentlich in der Chemie nicht erlaubt ist. Es sollten – um Verwechselungen auszuschließen – grundsätzlich Haushalts-Geräte und –Gefäße (Gläser, Teller, Tassen usw. usf.) benutzt werden.

Oxidation von Ethanol mit Cupferoxid (Reinigung von Cupfer)

Hinweise: Spiritus ist brennbar! Deshalb einen sicheren Abstand zwischen Wärme-Quelle zum Erhitzen des Cupfer und dem

Materialien / Geräte: oxidiertes (dunkelbraunes) Stück Cupfer (CuO); Becherglas od.ä., in welches das Stück Cupfer passt; Ethanol (z.B. Spiritus); Wärme-Quelle (möglichst keine offene Flamme!)

Durchführung / Ablauf: - Becherglas mit Spiritus füllen - das Stück Cupfer erhitzen und dann in den Spiritus eintauchen - ev. Prozedur mehrfach wiederholen alternativ: - Cupferstück mindestens ein paar Tage in Spiritus legen (Gefäß abdecken, damit nicht un-

nötig viel Ethanol verdunstet)

5.5. Begriffe und Begriffsbestimmungen, Definitionen

Ziffern und Zei-


chen

2-Aminosäure Aminosäure, bei der sich die / eine Amino-Gruppe am 2.

Cohlenstoff-Atom – der von der Säure-Gruppe aus gezähl-ten – Cohlenstoff-Kette befindet

-Aminosäure 2-Aminosäure; (alpha) steht für die erste Nachfolge-Position in der Cohlenstoff-Kette vom höchstoxidierten C-Atom aus gezählt

-Bindung (pi-Bindung)

Bindung zwischen zwei Atomen, an denen nicht-hybridisierte Elektronen beteiligt sind (nicht rotationssym-metrisch / drehbar)

-Bindung (sigma-Bindung)

Bindung zwischen zwei Atomen, an denen hybridisierte Elektronen beteiligt sind (immer rotationssymmetrisch / drehbar)

A

abgeschlossenes System isoliertes System

Aldehyde Alkanale; Stoffgruppe der Stoffe mit endständiger

Carbonyl-Gruppe

Aldose Monosaccharid ( Einfachzucker) mit einer (endständi-gen) Aldehyd-Gruppe im Molekül

Alkanale Aldehyde; Stoffgruppe der Stoffe mit endständiger Carbonyl-Gruppe

Alkanone Ketone; Stoffgruppe der Stoffe mit doppelt-gebundenem Sauerstoff-Atom an einem sekundärem C-Atom im Moleküle

Alkene Cohlenwasserstoffe mit mindestens einer Doppel-Bindung im Molekül (außer Aromate)

Aktiniden sind die Elemente mit den Ordnungs-Zahlen ab 90. Ihre Atome sind durch Außen-Elektronen auf 5f-Orbitalen ge-kennzeichnet.

Aktivierungs-Energie ist die Energie, welche die Teilchen (im aktivierten Zustand) besitzen müssen, um miteinander zu reagieren

Amine Substitutions-Produkte des Ammoniaks, bei dem mindes-tens ein Wasserstoff-Atom durch einen Cohlenwasserstoff-Rest (od. dessen Derivat) ausgetauscht wurde

Oxidation und Oxidierbarkeit der Alkohole (III)


Materialien / Geräte: 1-Propanol, 2-Propanol,2-Methylprop-2-ol, 20%ige Schwefelsäue, Kaliumdichromat-Lösung, Wasserbad (warm); Reagenzgläser (RG)

Durchführung / Ablauf: - je 1 ml jedes Alkohols in jeweils ein RG - jeweils mit 2 – 3 Tropfen Schwefelsäure ansäuern - jeweils 0,5 – 1 ml Kaliumdichromat-Lösung dazugeben und im Wasserbad erwärmen; eini-

ge Minuten abwarten Reaktion mit elementarem Natrium:

Nachweismittel Bedingungen Beobachtungen Ergebnis

… zus. noch dun-kel-grün-Färbung

Resorcin

heftige Blasen- bzw. Schaum-Bildung (ev. Flamme od. Knis-tern)

Wasser

sehr schwache Bla-senbildung

langkettiger Alkohol

(2 ml)

Probe (Alkohol) +

frisch entrindetes

Natrium-Stück (Kantenlänge max.

0,5 cm !)

Schutzbrille /

unter dem Abzug

Blasen-Bildung (Na löst sich auf)

kurzkettiger Alkohol

(silber) anders

kein Alkohol

Oxidation der Alkohole:


(1 ml)

Probe (Alkohol) +

0,5 ml 20%ige H2SO4; 0,5 – 1 ml

verd. Kaliumperman-ganat-Lösung

warmes

Wasserbad

braun (Niedeschlag) (grün)

prim. od. sek. Alkohol

(violett) anders

ev. tert. Alkohol

oder kein Alkohol

Prüfung der Art des Alkohols:



(Zimmertempe-ratur; schnell zu-sammenkippen und schütteln)

Eintrübung, langsame Pha-sen-Bildung (erst nach 5 min) (ev. auch erst nach (längerem) Erwärmen)

sek. Alkohol

2 ml Probe +

12 ml LUCAS Lösung

(136 g ZnCl2 in 105 g cHCl)

schnelle Eintrü-bung (untere Phase)

u. Phasen-Bildung

tert. Alkohol Benzylalkohol

Allylalkohol

(farblos) (opt. Temp.: 26 – 27 °C)

anderes: keine Trübung, keine Phasen-Bildung (auch bei längerem Erwärmen)

prim. Alkohol od. kein Alkohol

Problem-Fragen für Selbstorganisiertes Lernen ?

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