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Projekte mit dem Raspberry Pi

Book Description

  • Ansteuerung von LED-Lichterketten über Musik, Hausautomation mit Webcam und E-Mail-Alarm
  • Twitter- und Facebook-Anbindung, Hightech-Vogelhäuschen, Zusammenarbeit von Arduino und Raspberry Pi
  • Python-Grundlagen anhand mehrerer Software-Projekte

Sie haben mit Ihrem Raspberry Pi schon die ersten Schritte unternommen und stellen sich nun die Frage – und jetzt? Genau hier setzt dieses Buch an. Sie finden zahlreiche inspirierende Projekte für den Raspberry Pi, die Sie direkt umsetzen könnenDie Autoren stellen 16 interessante und zunehmend anspruchsvollere Projekte vor, mit denen Sie Ihre Kenntnisse erweitern können. Dazu gehören unter anderem:

  • Erstellen einfacher Programme mit Python, z.B. das Spiel Tic-Tac-Toe
  • Nachprogrammierung von Spieleklassikern wie Pong und Pac Man
  • Minecraft Maze Maker, ein Python-Programm, das Minecraft-Labyrinthe erzeugt
  • Anschluss von Schnittstellen-Hardware und Bau eines Reaktionstesters
  • Ein softwaregesteuertes Spielzeug, das auf Twitter zugreift und Tweets vorliest
  • Disco-Beleuchtung: Ansteuerung von LED-Lichterketten im Takt der Musik
  • Aufbau eines vernetzten Überwachungssystems mit Türkontaktschalter, Bewegungsmelder, Webcam und E-Mail-Alarm
  • Computergesteuerte Projekte wie Modellrennbahn und Türschloss
  • Ein Bilder zeichnender Drehgeber als Zaubertafel mit Facebook-Anbindung
  • Elektronischer Harmonograph: eine Maschine zum Zeichnen komplizierter Muster, ein Arduino hilft beim Sammeln von Daten in Echtzeit
  • Hightech-Vogelhäuschen mit Lichtschranke zum Aufzeichnen und Auswerten von Bewegungsdaten

Das Buch zeigt Ihnen, wie Sie den Raspberry Pi programmieren und coole automatisierte, interaktive Technikspielereien basteln. Am Ende aller Kapitel finden Sie Vorschläge zum Ausbau der Projekte.Es werden keine Kenntnisse vorausgesetzt. Für Neulinge wird am Anfang kurz erläutert, wie Sie den Raspberry Pi zum Laufen bekommen. Python-Einsteiger finden eine Einführung in die Programmierung mit Python.

Table of Contents

  1. Spannende Projekte mit dem Raspberry Pi®
  2. Impressum
  3. Widmung
  4. Über die Autoren
  5. Einleitung
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. Die Geschichte des Bastelns
    3. Computer für den Endverbraucher
    4. Computerkenntnisse für alle
    5. Der Raspberry Pi
    6. Über dieses Buch
    7. Verwendung dieses Buches
      1. Teil 1: Erste Schritte mit dem Raspberry Pi
      2. Teil 2: Software-Projekte
      3. Teil 3: Hardware-Projekte
    8. Ausblick
  6. Teil I: Erste Schritte mit dem Raspberry Pi
  7. Kapitel 1: Den Raspberry Pi zum Laufen bringen
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 1.1 Das Betriebssystem
      1. 1.1.1 Das Betriebssystem auf eine SD-Karte schreiben
    3. 1.2 Den Raspberry Pi anschließen
      1. 1.2.1 Anschluss eines Bildschirms
      2. 1.2.2 Anschluss ans Netzwerk
      3. 1.2.3 Start des Betriebssystems
      4. 1.2.4 Einschalten!
    4. 1.3 Der Startvorgang​
      1. 1.3.1 Sprache, Ländereinstellungen und Tastaturbelegung anpassen
    5. 1.4 Die grafische Benutzeroberfläche starten
    6. 1.5 Terminal unter X starten
    7. 1.6 Fehlerbehebun​g
      1. 1.6.1 Häufige Fehlerquellen
      2. 1.6.2 Weitere Hilfestellung
    8. 1.7 Der Spaß geht los!
  8. Kapitel 2: Ein erstes Programm: Der Beschimpfungsgenerator
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 2.1 Das erste Python-Programm
    3. 2.2 Das Programm speichern
    4. 2.3 Beschimpfung generieren
      1. 2.3.1 Variablen
      2. 2.3.2 Strings
      3. 2.3.3 Listen
      4. 2.3.4 Funktionen
    5. 2.4 Beschimpfung mit Anrede
      1. 2.4.1 Bedingtes Verhalten
    6. 2.5 Ein ganzer Schwall an Beschimpfungen
      1. 2.5.1 Eigene Funktionen erstellen
      2. 2.5.2 Schleifen
    7. 2.6 Fazit
  9. Teil II: Software-Projekte
  10. Kapitel 3: Tic-Tac-Toe
    1. von Mike Cook
    2. 3.1 Fehle​r
    3. 3.2 Zum Auftakt das Spielbrett
      1. 3.2.1 Verbesserung der Spielbrettausgabe
      2. 3.2.2 Gibt es einen Gewinner?
      3. 3.2.3 Hilfsfunktionen
    4. 3.3 Ein Spiel für zwei Teilnehmer
    5. 3.4 Der Computer als Spieler
      1. 3.4.1 Der Computer als Fünfjähriger
      2. 3.4.2 Einen siegreichen Spielzug erkennen
      3. 3.4.3 Eine Strategie hinzufügen​
      4. 3.4.4 Strategieverfeinerung
    6. 3.5 Sie sind am Zug!
  11. Kapitel 4: Hier sind die Nachrichten
    1. von Mike Cook
    2. 4.1 Die ersten Teleprompter
    3. 4.2 Der Pi-Prompter
    4. 4.3 Erforderliche Schritte
    5. 4.4 Ein weiterer Schritt zu einem brauchbaren Programm
    6. 4.5 Das fertige Programm
    7. 4.6 Mechanischer Aufbau
    8. 4.7 Sie sind am Zug!
  12. Kapitel 5: Ping
    1. von Mike Cook
    2. 5.1 Erste kommerzielle Produkte
    3. 5.2 Das Spiel
      1. 5.2.1 Bewegung auf dem Bildschirm
      2. 5.2.2 Kollisionen feststellen
      3. 5.2.3 Aufpralltest
    4. 5.3 Das Spiel verfeinern
    5. 5.4 Version für Einzelspieler
    6. 5.5 Version für zwei Spieler
    7. 5.6 Sie sind am Zug!
  13. Kapitel 6: Pie-Man: Ein Pac-Man-Klon
    1. von Mike Cook
    2. 6.1 Das Spiel
    3. 6.2 Ressourcen zusammentragen
      1. 6.2.1 Die Soundeffekte
      2. 6.2.2 Die Spielfiguren
    4. 6.3 Bühne frei!
    5. 6.4 Das Spielgeschehen
      1. 6.4.1 Pillen verspeisen
      2. 6.4.2 Das Ende des Pie-Mans – oder eines Geistes
      3. 6.4.3 Die jagende Meute
    6. 6.5 Bildschirmdarstellung
    7. 6.6 Die main()-Funktion
      1. 6.6.1 Das Spiel beginnt
      2. 6.6.2 Geisterjagd
      3. 6.6.3 Spielende
    8. 6.7 Sie sind am Zug!
  14. Kapitel 7: Minecraft Maze Maker
    1. von Sean McManus
    2. 7.1 Minecraft installieren
    3. 7.2 Start des Spiels
    4. 7.3 Spielablauf
      1. 7.3.1 Umherstreifen
      2. 7.3.2 Objekte erzeugen und zerstören
    5. 7.4 Vorbereitungen für den Einsatz von Python
    6. 7.5 Verwendung des Minecraft-Moduls
      1. 7.5.1 Koordinaten in Minecraft
      2. 7.5.2 Neupositionierung des Spielers
      3. 7.5.3 Bausteine hinzufügen
      4. 7.5.4 Änderungen durch den Spieler verhindern
      5. 7.5.5 Die Parameter des Labyrinths
      6. 7.5.6 Das Fundament legen
      7. 7.5.7 Aufbau der Wände
      8. 7.5.8 Der Labyrinth-Algorithmus
      9. 7.5.9 Variablen und Listen vorbereiten
      10. 7.5.10 Funktionen erstellen
      11. 7.5.11 Die Hauptschleife
      12. 7.5.12 Eine Decke hinzufügen
      13. 7.5.13 Die Spielfigur positionieren
      14. 7.5.14 Der endgültige Code
    7. 7.6 Sie sind am Zug!
  15. Teil III: Hardware-Projekte
  16. Kapitel 8: Schnappen
    1. von Mike Cook
    2. 8.1 Das Spiel implementieren
      1. 8.1.1 Die Theorie
      2. 8.1.2 Das Gehäuse herstellen
    3. 8.2 Die Software zum Testen des Geräts
    4. 8.3 Die Spielsoftware
    5. 8.4 Sie sind am Zug!
  17. Kapitel 9: Reaktionstest
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 9.1 Willkommen in einer anderen Computerwelt!
      1. 9.1.1 Bewährte Verfahrensweisen
    3. 9.2 Beschaffung von Bauteilen
      1. 9.2.1 Eine Schnittstellen-Platine
      2. 9.2.2 PiFace-Digital
    4. 9.3 PiFace-Digital einrichten
      1. 9.3.1 Installation der PiFace-Digital-Software
    5. 9.4 PiFace-Digital anschließen
    6. 9.5 Den Emulator verwenden
    7. 9.6 Die Schnittstelle zu Python
      1. 9.6.1 LED einschalten
      2. 9.6.2 Schaltzustand erkennen
    8. 9.7 Der Reaktionstest
      1. 9.7.1 Die Anschlüsse des PiFace-Digital
      2. 9.7.2 Einen Taster und eine LED anschließen
      3. 9.7.3 Mit dem Reaktionstester spielen
    9. 9.8 Schnittstellen
  18. Kapitel 10: Gezwitscher
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 10.1 Das Spielzeug hacken
      1. 10.1.1 Verdrahtung
    3. 10.2 Das Huhn zum Sprechen bringen
      1. 10.2.1 espeak in Python verwenden
      2. 10.2.2 Test des espeak-Moduls
    4. 10.3 Bewegungssteuerung
      1. 10.3.1 Klassen erstellen
      2. 10.3.2 Objekte erzeugen
      3. 10.3.3 Ständiges Testen
    5. 10.4 Verbindungsaufnahme mit Twitter
      1. 10.4.1 Das Python-Modul kompilieren und installieren
      2. 10.4.2 Kommunikation mit Twitter​​
    6. 10.5 Fertigstellung
    7. 10.6 Fazit
      1. 10.6.1 Weitere Ideen
  19. Kapitel 11: Disco-Beleuchtung
    1. von Mike Cook
    2. 11.1 Die Reihenfolge festlegen
    3. 11.2 Den Code erweitern
    4. 11.3 Ein kleiner theoretischer Exkurs
    5. 11.4 Entwurf des Sequenzers
    6. 11.5 Implementierung des Sequenzers
    7. 11.6 Lichterketten
    8. 11.7 Längere Lichterketten
    9. 11.8 Musik als Taktgeber​​
    10. 11.9 Schaltungsentwurf
    11. 11.10 Schaltungsaufbau
    12. 11.11 Anschluss der Schaltung
    13. 11.12 Sie sind am Zug!
  20. Kapitel 12: Türschloss
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 12.1 Überblick
    3. 12.2 Sicherheitskritische Systeme
    4. 12.3 Die Türschloss-Hardware
    5. 12.4 Software-Simulation
    6. 12.5 Ausgabe
      1. 12.5.1 Anschluss der Schaltung
      2. 12.5.2 Programmierung der Türsteuerung
    7. 12.6 Eingabe
      1. 12.6.1 Benutzereingabe abfragen
    8. 12.7 Authentifizierung
      1. 12.7.1 Vertrauliche Daten speichern​​
    9. 12.8 Berührungsloses Türöffnen
      1. 12.8.1 Anschluss des RFID-Lesegeräts
      2. 12.8.2 Den RFID-Leser in Python verwenden
      3. 12.8.3 Die Programmteile zusammenfügen
    10. 12.9 Programmtest und Schlosseinbau
    11. 12.10 Mehrere Türen vernetzen
    12. 12.11 Sie sind am Zug!
    13. 12.12 Die Kunst der Programmierung
  21. Kapitel 13: Hausautomation
    1. von Jonathan Evans
    2. 13.1 Das Internet der Dinge
    3. 13.2 Projekt 1: Bewegungsmelder und Türkontaktschalter
      1. 13.2.1 Schaltungsaufbau
      2. 13.2.2 Software
    4. 13.3 Projekt 2: Überwachung per Webcam
      1. 13.3.1 Schaltungsaufbau
      2. 13.3.2 Software
    5. 13.4 Projekt 3: Temperaturanzeige
      1. 13.4.1 Schaltungsaufbau
      2. 13.4.2 Software
    6. 13.5 Projekt 4: Warnmeldungen via E-Mail versenden
      1. 13.5.1 Anforderungen
      2. 13.5.2 Software
    7. 13.6 Projekt 5: E-Mail per Funkfernsteuerung versenden
      1. 13.6.1 Schaltungsaufbau
      2. 13.6.2 Software
    8. 13.7 Sie sind am Zug!
  22. Kapitel 14: Computergesteuertes Modellbahnrennen
    1. von Mike Cook
    2. 14.1 Beschaffung einer Modellrennbahn
    3. 14.2 Umbau der Rennbahn
      1. 14.2.1 Test der Schaltung
    4. 14.3 Spielereingaben
      1. 14.3.1 Taster
      2. 14.3.2 Gehäuse
      3. 14.3.3 Joystick-Test
    5. 14.4 Die Software
    6. 14.5 Das Spiel
    7. 14.6 Sie sind am Zug!
  23. Kapitel 15: Drehgeber mit Facebook-Anbindung
    1. von Mike Cook
    2. 15.1 Das Konzept
    3. 15.2 Drehgebertypen
    4. 15.3 Ausgabe des Drehgebers
    5. 15.4 Automatisches Hinaufladen
      1. 15.4.1 Flickr
    6. 15.5 Das fertige Programm
    7. 15.6 Symmetrische Muster erzeugen
    8. 15.7 Sie sind am Zug!
  24. Kapitel 16: Das Pi-Pendel – ein Harmonograph
    1. von Mike Cook
    2. 16.1 Das Konzept
    3. 16.2 Der Hall-Effekt​
    4. 16.3 Kurz vorgestellt: Der Arduino
    5. 16.4 Zusammenbau
      1. 16.4.1 Sanfte Schwingungen
      2. 16.4.2 Elektronik
    6. 16.5 Programmierung des Arduino
      1. 16.5.1 Der fertige Arduino-Code
    7. 16.6 Programmierung des Raspberry Pi
    8. 16.7 Das Pi-Pendel in Aktion
    9. 16.8 Sie sind am Zug!
  25. Kapitel 17: Das Hightech-Vogelhäuschen – Beobachtung der Tierwelt
    1. von Dr. Andrew Robinson
    2. 17.1 Bau einer Lichtschranke
      1. 17.1.1 Erforderliche Bauteile
      2. 17.1.2 Anschluss des Senders
      3. 17.1.3 Anschluss des Empfängers
      4. 17.1.4 Test der Sensoren
    3. 17.2 Montage der Sensoren
      1. 17.2.1 Schutz vor Wind und Wetter
    4. 17.3 Aktivitäten aufzeichnen
      1. 17.3.1 Verarbeitung in Echtzeit oder im Nachhinein?
      2. 17.3.2 Das Programm zum Aufzeichnen
      3. 17.3.3 Das Programm testen
    5. 17.4 Die Daten verarbeiten
      1. 17.4.1 Endliche Automaten​​
      2. 17.4.2 Ein einfaches Programm zur Auswertung
    6. 17.5 Störsignale handhaben
      1. 17.5.1 Störsignale​ herausfiltern
      2. 17.5.2 Auswertungsprogramm mit Störsignalfilterung​
    7. 17.6 Ein Diagramm erstellen
    8. 17.7 Das Vogelhäuschen in Betrieb nehmen
    9. 17.8 Sie sind am Zug!
      1. 17.8.1 Teilen Sie Ihre Daten
      2. 17.8.2 Weitere Sensoren hinzufügen
    10. 17.9 Unbegrenzte Möglichkeiten