Raspberry Pi Kochbuch, 4. Auflage

Table of contents

1. Vorwort zur vierten Auflage
   1. Dieses Buch verwenden
   2. In diesem Buch verwendete Konventionen
   3. Code-Beispiele verwenden
   4. O'Reilly Online Learning
   5. Wie du uns kontaktierst
   6. Danksagungen
2. 1. Einrichtung und Verwaltung
   1. 1.0. Einführung
   2. 1.1. Auswählen eines Raspberry Pi-Modells
   3. 1.2. Anschließen des Systems
   4. 1.3. Einen Raspberry Pi umschließen
   5. 1.4. Auswahl eines Netzteils
   6. 1.5. Auswahl eines Betriebssystems
   7. 1.6. Installation eines Betriebssystems mit dem Raspberry Pi Imager
   8. 1.7. Deinen Raspberry Pi zum ersten Mal hochfahren
   9. 1.8. Einrichten eines kopflosen Raspberry Pi
   10. 1.9. Booten von einer echten Festplatte oder einem USB-Stick
   11. 1.10. Anschließen eines DVI- oder VGA-Monitors
   12. 1.11. Verwendung eines Composite-Video-Monitors/Fernsehers
   13. 1.12. Einstellen der Bildgröße auf deinem Monitor
   14. 1.13. Maximierung der Leistung
   15. 1.14. Dein Passwort ändern
   16. 1.15. Herunterfahren deines Raspberry Pi
   17. 1.16. Installation des Raspberry Pi Kameramoduls
   18. 1.17. Bluetooth verwenden
3. 2. Networking
   1. 2.0. Einführung
   2. 2.1. Verbindung mit einem kabelgebundenen Netzwerk
   3. 2.2. Deine IP-Adresse finden
   4. 2.3. Einstellen einer statischen IP-Adresse
   5. 2.4. Einstellen des Netzwerknamens eines Raspberry Pi
   6. 2.5. Einrichten einer drahtlosen Verbindung
   7. 2.6. Verbinden mit einer Konsolenleitung
   8. 2.7. Den Pi mit SSH ferngesteuert kontrollieren
   9. 2.8. Pi mit VNC aus der Ferne steuern
   10. 2.9. Verwendung eines Raspberry Pi für Network-Attached Storage
   11. 2.10. Einrichten eines Netzwerkdruckers
4. 3. Betriebssystem
   1. 3.0. Einführung
   2. 3.1. Dateien grafisch durchsuchen
   3. 3.2. Kopieren von Dateien auf einen USB-Stick
   4. 3.3. Starten einer Terminal-Sitzung
   5. 3.4. Navigieren im Dateisystem mit einem Terminal
   6. 3.5. Kopieren einer Datei oder eines Ordners
   7. 3.6. Umbenennen einer Datei oder eines Ordners
   8. 3.7. Eine Datei bearbeiten
   9. 3.8. Den Inhalt einer Datei anzeigen
   10. 3.9. Eine Datei ohne Editor erstellen
   11. 3.10. Ein Verzeichnis erstellen
   12. 3.11. Löschen einer Datei oder eines Verzeichnisses
   13. 3.12. Durchführen von Aufgaben mit Superuser-Rechten
   14. 3.13. Dateiberechtigungen verstehen
   15. 3.14. Ändern von Dateiberechtigungen
   16. 3.15. Ändern des Dateibesitzes
   17. 3.16. Eine Bildschirmaufnahme machen
   18. 3.17. Software mit apt installieren
   19. 3.18. Entfernen von Software, die mit apt installiert wurde
   20. 3.19. Installation von Python-Paketen mit pip3
   21. 3.20. Dateien über die Kommandozeile abrufen
   22. 3.21. Abrufen des Quellcodes mit Git
   23. 3.22. Abrufen des Begleitcodes zu diesem Buch
   24. 3.23. Automatisches Ausführen eines Programms beim Starten
   25. 3.24. Automatisches Ausführen eines Programms als Dienst
   26. 3.25. Automatisches Ausführen eines Programms in regelmäßigen Abständen
   27. 3.26. Eine Datei finden
   28. 3.27. Verwendung der Kommandozeilen-Historie
   29. 3.28. Überwachung der Prozessortätigkeit
   30. 3.29. Arbeiten mit Dateiarchiven
   31. 3.30. Auflisten der angeschlossenen USB-Geräte
   32. 3.31. Ausgabe von der Kommandozeile in eine Datei umleiten
   33. 3.32. Dateien verketten
   34. 3.33. Rohre verwenden
   35. 3.34. Ausblenden der Ausgabe an das Terminal
   36. 3.35. Programme im Hintergrund ausführen
   37. 3.36. Erstellen von Befehlsaliasen
   38. 3.37. Einstellen von Datum und Uhrzeit
   39. 3.38. Herausfinden, wie viel Platz du auf der SD-Karte hast
   40. 3.39. Herausfinden, welche Betriebssystemversion du verwendest
   41. 3.40. Raspberry Pi OS aktualisieren
5. 4. Vorgefertigte Software verwenden
   1. 4.0. Einführung
   2. 4.1. Ein Medienzentrum bauen
   3. 4.2. Installation der empfohlenen Software
   4. 4.3. Office-Software verwenden
   5. 4.4. Einen Emulator für eine alte Spielkonsole ausführen
   6. 4.5. Verwandle deinen Raspberry Pi in einen Funksender
   7. 4.6. Bitmap-Bilder bearbeiten
   8. 4.7. Bearbeiten von Vektorbildern
   9. 4.8. Bücherregal verwenden
   10. 4.9. Internetradio abspielen
   11. 4.10. Visual Studio Code verwenden
   12. 4.11. Steuerung eines Laserschneiders
6. 5. Python-Grundlagen
   1. 5.0. Einführung
   2. 5.1. Die Entscheidung zwischen Python 2 und Python 3
   3. 5.2. Auswahl eines Python-Editors
   4. 5.3. Bearbeiten von Python-Programmen mit Thonny
   5. 5.4. Bearbeiten von Python-Programmen mit Mu
   6. 5.5. Die Python-Konsole verwenden
   7. 5.6. Python-Programme vom Terminal aus starten
   8. 5.7. Namen für Werte (Variablen) zuweisen
   9. 5.8. Anzeige der Ausgabe
   10. 5.9. Benutzereingaben lesen
   11. 5.10. Arithmetische Operatoren verwenden
   12. 5.11. Strings erstellen
   13. 5.12. Verketten (Verbinden) von Strings
   14. 5.13. Zahlen in Zeichenketten umwandeln
   15. 5.14. Strings in Zahlen umwandeln
   16. 5.15. Die Länge einer Zeichenkette ermitteln
   17. 5.16. Die Position einer Zeichenkette innerhalb einer anderen finden
   18. 5.17. Teil einer Zeichenkette extrahieren
   19. 5.18. Ersetzen einer Zeichenfolge durch eine andere innerhalb einer Zeichenfolge
   20. 5.19. Umwandlung einer Zeichenkette in Groß- oder Kleinbuchstaben
   21. 5.20. Befehle unter Vorbehalt ausführen (if)
   22. 5.21. Werte vergleichen
   23. 5.22. Logische Operatoren verwenden
   24. 5.23. Genaue Anzahl von Wiederholungen von Anweisungen
   25. 5.24. Wiederholung von Anweisungen, bis sich eine Bedingung ändert
   26. 5.25. Aus einer Schleife ausbrechen
   27. 5.26. Definieren einer Funktion in Python
7. 6. Python-Listen und -Wörterbücher
   1. 6.0. Einführung
   2. 6.1. Eine Liste erstellen
   3. 6.2. Zugriff auf Elemente einer Liste
   4. 6.3. Ermitteln der Länge einer Liste
   5. 6.4. Hinzufügen von Elementen zu einer Liste
   6. 6.5. Entfernen von Elementen aus einer Liste
   7. 6.6. Erstellen einer Liste durch Parsen einer Zeichenkette
   8. 6.7. Iterieren über eine Liste
   9. 6.8. Aufzählung einer Liste
   10. 6.9. Prüfen, ob etwas in einer Liste ist
   11. 6.10. Sortieren einer Liste
   12. 6.11. Eine Liste zerschneiden
   13. 6.12. Comprehensions verwenden
   14. 6.13. Ein Wörterbuch erstellen
   15. 6.14. Zugriff auf ein Wörterbuch
   16. 6.15. Einträge aus einem Wörterbuch entfernen
   17. 6.16. Iteration über Wörterbücher
8. 7. Fortgeschrittene Python
   1. 7.0. Einführung
   2. 7.1. Zahlen formatieren
   3. 7.2. Datums- und Zeitangaben formatieren
   4. 7.3. Mehr als einen Wert zurückgeben
   5. 7.4. Definieren einer Klasse
   6. 7.5. Definieren einer Methode
   7. 7.6. Vererbung
   8. 7.7. Schreiben in eine Datei
   9. 7.8. Lesen aus einer Datei
   10. 7.9. Beizen zum Speichern und Laden von Daten in einer Datei verwenden
   11. 7.10. Umgang mit Ausnahmen
   12. 7.11. Module verwenden
   13. 7.12. Zufallszahlen generieren
   14. 7.13. Webanfragen von Python aus stellen
   15. 7.14. Angeben von Kommandozeilenargumenten in Python
   16. 7.15. Linux-Befehle von Python aus ausführen
   17. 7.16. E-Mails von Python aus versenden
   18. 7.17. Einen einfachen Webserver in Python schreiben
   19. 7.18. Nichts tun in Python
   20. 7.19. Mehr als eine Sache zur gleichen Zeit tun
   21. 7.20. Parsen von JSON-Daten
   22. 7.21. Speichern von Wörterbüchern als JSON-Dateien
   23. 7.22. Benutzeroberflächen erstellen
   24. 7.23. Reguläre Ausdrücke verwenden, um nach Mustern im Text zu suchen
   25. 7.24. Reguläre Ausdrücke zur Überprüfung der Dateneingabe verwenden
   26. 7.25. Reguläre Ausdrücke für Web Scraping verwenden
9. 8. Computer Vision
   1. 8.0. Einführung
   2. 8.1. OpenCV installieren
   3. 8.2. Einrichten einer USB-Kamera für Computer Vision
   4. 8.3. Verwendung eines Raspberry Pi Kameramoduls für Computer Vision
   5. 8.4. Münzen zählen
   6. 8.5. Gesichtserkennung
   7. 8.6. Bewegungserkennung
   8. 8.7. Text aus einem Bild extrahieren
10. 9. Maschinelles Lernen
    1. 9.0. Einführung
    2. 9.1. Objekte im Video mit TensorFlow Lite identifizieren
    3. 9.2. Reagieren auf Objekte im Video mit TensorFlow Lite
    4. 9.3. Geräusche mit TensorFlow Lite identifizieren
    5. 9.4. Reagieren auf einen Pfiff mit TensorFlow Lite
    6. 9.5. Installation von Edge Impulse
    7. 9.6. Erkennen eines gesprochenen Befehls (in der Cloud)
    8. 9.7. Erkennen eines gesprochenen Befehls (lokal)
    9. 9.8. Reagieren auf einen gesprochenen Befehl in Python
11. 10. Hardware-Grundlagen
    1. 10.0. Einführung
    2. 10.1. Sich am GPIO-Anschluss zurechtfinden
    3. 10.2. Verwendung des GPIO-Anschlusses an einem Raspberry Pi 400
    4. 10.3. Wie du deinen Raspberry Pi bei der Verwendung des GPIO-Anschlusses sicher hältst
    5. 10.4. I2C einrichten
    6. 10.5. I2C-Tools verwenden
    7. 10.6. SPI einrichten
    8. 10.7. Installation von pySerial für den Zugriff auf die serielle Schnittstelle aus Python heraus
    9. 10.8. Installation von Minicom zum Testen der seriellen Schnittstelle
    10. 10.9. Verwendung eines Steckbretts mit Überbrückungskabeln
    11. 10.10. Einen Raspberry Squid verwenden
    12. 10.11. Einen Raspberry Squid Button verwenden
    13. 10.12. Umwandlung von 5V-Signalen in 3,3V mit zwei Widerständen
    14. 10.13. Umwandlung von 5V-Signalen in 3,3V mit einem Pegelwandlermodul
    15. 10.14. Stromversorgung eines Raspberry Pi mit einem LiPo-Akku
    16. 10.15. Erste Schritte mit dem Sense HAT
    17. 10.16. Erste Schritte mit dem Explorer HAT Pro
    18. 10.17. Einen HUT machen
    19. 10.18. Verwendung des Raspberry Pi Zero 2 und Pi Zero 2 W
12. 11. Hardware steuern
    1. 11.0. Einführung
    2. 11.1. Anschließen einer LED
    3. 11.2. Die GPIO-Pins in einem sicheren Zustand belassen
    4. 11.3. Steuerung der Helligkeit einer LED
    5. 11.4. Schalten eines Hochleistungs-Gleichstromgeräts mithilfe eines Transistors
    6. 11.5. Schalten eines Hochleistungsgeräts mit einem Relais
    7. 11.6. Schalten mit einem Halbleiterrelais
    8. 11.7. Steuerung von Hochspannungs-AC-Geräten
    9. 11.8. Steuerung von Hardware mit Android und Bluetooth
    10. 11.9. Eine Benutzeroberfläche erstellen, um Dinge ein- und auszuschalten
    11. 11.10. Erstellen einer Benutzeroberfläche zur Steuerung der PWM-Leistung für LEDs und Motoren
    12. 11.11. Erstellen einer Benutzeroberfläche zum Ändern der Farbe einer RGB-LED
    13. 11.12. Verwendung eines analogen Messgeräts als Anzeige
13. 12. Motoren
    1. 12.0. Einführung
    2. 12.1. Steuerung von Servomotoren
    3. 12.2. Präzise Steuerung von Servomotoren
    4. 12.3. Präzise Steuerung mehrerer Servomotoren
    5. 12.4. Steuerung der Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors
    6. 12.5. Steuerung der Drehrichtung eines Gleichstrommotors
    7. 12.6. Verwendung eines unipolaren Schrittmotors
    8. 12.7. Verwendung eines bipolaren Schrittmotors
    9. 12.8. Verwendung eines Schrittmotor-HATs zum Antrieb eines bipolaren Schrittmotors
14. 13. Digitale Eingänge
    1. 13.0. Einführung
    2. 13.1. Anschluss eines Druckschalters
    3. 13.2. Umschalten mit einem Druckschalter
    4. 13.3. Verwendung eines Kipp- oder Schiebeschalters mit zwei Stellungen
    5. 13.4. Verwendung eines Kipp- oder Schiebeschalters in der Mitte
    6. 13.5. Entprellung eines Tastendrucks
    7. 13.6. Verwendung eines externen Pull-Up-Widerstands
    8. 13.7. Verwendung eines Drehgebers (Quadratur)
    9. 13.8. Verwendung eines Tastenfeldes
    10. 13.9. Bewegung aufspüren
    11. 13.10. Hinzufügen von GPS zum Raspberry Pi
    12. 13.11. Tastendrucke abfangen
    13. 13.12. Mausbewegungen abfangen
    14. 13.13. Dem Raspberry Pi einen Reset-Knopf geben
15. 14. Sensoren
    1. 14.0. Einführung
    2. 14.1. Widerstandsfähige Sensoren verwenden
    3. 14.2. Licht messen
    4. 14.3. Temperaturmessung mit einem Thermistor
    5. 14.4. Methan aufspüren
    6. 14.5. Messung der Luftqualität (CO2)
    7. 14.6. Bodenfeuchtigkeit messen
    8. 14.7. Eine Spannung messen
    9. 14.8. Reduzieren der Spannungen für die Messung
    10. 14.9. Verwendung von Widerstandssensoren mit einem ADC
    11. 14.10. Temperaturmessung mit einem ADC
    12. 14.11. Messung der CPU-Temperatur des Raspberry Pi
    13. 14.12. Messen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck mit einem Sense HAT
    14. 14.13. Temperaturmessung mit einem digitalen Sensor
    15. 14.14. Messung der Beschleunigung mit einem MMA8452Q-Modul
    16. 14.15. Mit dem Sense HAT den magnetischen Norden finden
    17. 14.16. Verwendung der Trägheitsmesseinheit des Sense HAT
    18. 14.17. Abfrage eines Magneten mit einem Reed-Schalter
    19. 14.18. Erfassen eines Magneten mit dem Sense HAT
    20. 14.19. Entfernung mit Ultraschall messen
    21. 14.20. Entfernung mit einem Lichtlaufzeitsensor messen
    22. 14.21. Hinzufügen von Berührungsempfindlichkeit zu deinem Raspberry Pi
    23. 14.22. Lesen von Chipkarten mit einem RFID-Lese-/Schreibgerät
    24. 14.23. Anzeige der Sensorwerte
    25. 14.24. Loggen auf einem USB-Stick
16. 15. Zeigt an.
    1. 15.0. Einführung
    2. 15.1. Verwendung einer vierstelligen LED-Anzeige
    3. 15.2. Anzeige von Grafiken auf einer I2C-LED-Matrix
    4. 15.3. Verwendung der Sense HAT LED-Matrix-Anzeige
    5. 15.4. Verwendung einer OLED-Grafikanzeige
    6. 15.5. Adressierbare RGB-LED-Streifen verwenden
    7. 15.6. Verwendung des Pimoroni Einhorn-Hutes
    8. 15.7. Verwendung eines ePaper-Displays
17. 16. Ton
    1. 16.0. Einführung
    2. 16.1. Anschluss eines Lautsprechers
    3. 16.2. Steuern, wo der Ton ausgegeben wird
    4. 16.3. Audio auf einem Raspberry Pi ohne Audiobuchse abspielen
    5. 16.4. Sound über die Kommandozeile abspielen
    6. 16.5. Sound aus Python abspielen
    7. 16.6. Ein USB-Mikrofon verwenden
    8. 16.7. Einen Summton erzeugen
18. 17. Das Internet der Dinge
    1. 17.0. Einführung
    2. 17.1. GPIO-Ausgänge über ein Webinterface steuern
    3. 17.2. Anzeige der Sensormesswerte auf einer Webseite
    4. 17.3. Erste Schritte mit Node-RED
    5. 17.4. Senden von E-Mails und anderen Benachrichtigungen mit IFTTT
    6. 17.5. Tweets mit ThingSpeak verschicken
    7. 17.6. Ändern der LED-Farbe mit CheerLights
    8. 17.7. Senden von Sensordaten an ThingSpeak
    9. 17.8. Mit Dweet und IFTTT auf Tweets reagieren
19. 18. Hausautomatisierung
    1. 18.0. Einführung
    2. 18.1. Einen Raspberry Pi mit Mosquitto in einen Message Broker verwandeln
    3. 18.2. Verwendung von Node-RED mit einem MQTT-Server
    4. 18.3. Flashen eines Sonoff WiFi Smart Switches für die MQTT-Nutzung
    5. 18.4. Einen Sonoff WiFi Smart Switch konfigurieren
    6. 18.5. Verwendung von Sonoff Web Switches mit MQTT
    7. 18.6. Verwendung geflashter Sonoff-Schalter mit Node-RED
    8. 18.7. Ein- und Ausschalten von Dingen über das Node-RED-Dashboard
    9. 18.8. Zeitplanungsprogramm mit Node-RED
    10. 18.9. Veröffentlichung von MQTT-Nachrichten aus einer Wemos D1
    11. 18.10. Verwendung eines Wemos D1 mit Node-RED
20. 19. Raspberry Pi Pico und Pico W
    1. 19.0. Einführung
    2. 19.1. Anschließen eines Pico oder Pico W an einen Computer
    3. 19.2. Verwendung der Python-Shell auf einem Pico
    4. 19.3. Verwendung eines Pico mit einem Breadboard
    5. 19.4. Digitale Ausgänge auf einem Pico verwenden
    6. 19.5. Digitale Eingänge an einem Pico verwenden
    7. 19.6. Analoge (PWM-)Ausgänge auf einem Pico verwenden
    8. 19.7. Analoge Eingänge auf einem Pico verwenden
    9. 19.8. Steuerung eines Servomotors über einen Pico
    10. 19.9. Verwendung des Dateisystems von Pico und Pico W
    11. 19.10. Die Nutzung des zweiten Kerns
    12. 19.11. Betrieb eines WiFi-Webservers auf dem Pico W
    13. 19.12. Pico-kompatible Boards verwenden
    14. 19.13. Verwendung des Pico mit Batterien
21. Teile und Zulieferer
    1. Teile
    2. Prototyping-Ausrüstung und Bausätze
    3. Widerstände und Kondensatoren
    4. Transistoren und Dioden
    5. Integrierte Schaltkreise
    6. OptoElectronics
    7. Module
    8. Sonstiges
22. Raspberry Pi Pinbelegungen
    1. Raspberry Pi 400/4/3/2 Modell B, B+, A+, Zero
    2. Raspberry Pi Modell B Revision 2, A
    3. Raspberry Pi Model B Revision 1
    4. Raspberry Pi Pico
23. Index
24. Über den Autor