Raspberry Pi Kochbuch, 4. Auflage

Kapitel 1. Einrichtung und Verwaltung

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1.0 Einleitung

Wenn du einen Raspberry Pi kaufst, kaufst du im Wesentlichen eine bestückte Leiterplatte oder, im Falle des Raspberry Pi 400, eine Leiterplatte in einem Tastaturgehäuse. Für ein voll funktionsfähiges System brauchst du mindestens eine geeignete Stromversorgung, ein Betriebssystem auf einer microSD-Karte und eine Maus.

In den Rezepten in diesem Kapitel geht es darum, deinen Raspberry Pi einzurichten und einsatzbereit zu machen.

Da der Raspberry Pi Standard-USB- und -Bluetooth-Tastaturen und -Mäuse verwendet, ist der Großteil der Einrichtung ziemlich einfach, sodass du dich nur auf die Aufgaben konzentrierst, die speziell für den Raspberry Pi gelten.

1.1 Auswahl eines Raspberry Pi-Modells

Problem

Es gibt viele Modelle des Raspberry Pi, und du bist dir nicht sicher, welches du verwenden sollst.

Lösung

Die Entscheidung, welches Raspberry Pi-Modell du verwenden möchtest, hängt stark davon ab, was du mit ihm vorhast. In Tabelle 1-1 sind einige Einsatzmöglichkeiten und meine Modellempfehlungen aufgeführt.

Tabelle 1-1. Ein Modell des Raspberry Pi auswählen

Verwendung	Vorgeschlagenes Modell	Anmerkungen
Desktop Computer Ersatz	Raspberry Pi 400 oder Raspberry Pi 4 Modell B (4 GB)	Du wirst die 4 GB Speicher benötigen, wenn du im Internet surfst. Der Pi 400 bietet den Vorteil, dass er in ein Tastaturgehäuse eingebaut ist.
Experimentieren mit Elektronik	Raspberry Pi 2 oder 3 Modell B	Angemessen aktuelle Hardware minimiert Softwareprobleme. Mehr Leistung ist nicht nötig.
Computer Vision	Raspberry Pi 4 Modell B (4 GB)	Maximale Leistung erforderlich.
Hausautomatisierung	Raspberry Pi 2 oder 3 Modell B	Niedriger Stromverbrauch und mehr als genug Leistung.
Medienzentrum	Raspberry Pi 3 oder 4	Für die Videoleistung.
Elektronische Anzeigetafel	Jedes Modell	Ein Modell mit WiFi, vorteilhaft für den Fernzugriff.
Eingebettetes drahtloses Elektronikprojekt	Raspberry Pi Zero 2 W oder Pico W	Kostengünstig und WiFi-fähig für IoT (Internet of Things) und andere drahtlose Projekte.
Projekt eingebettete Elektronik	Pico	Sehr kostengünstig und mit den meisten Raspberry Pis außer dem Namen wenig gemeinsam. Siehe Kapitel 19 für weitere Informationen.

Wenn du einen guten Allzweck-Raspberry Pi willst, empfehle ich dir den Raspberry Pi 4 Modell B. Mit viermal so viel Speicher wie der ursprüngliche Raspberry Pi und einem Quad-Core-Prozessor bewältigt er die meisten Aufgaben viel besser als der Pi Zero, wird aber nicht so heiß und verbraucht nicht so viel Strom wie der Raspberry Pi 4. Das Raspberry Pi 3 Modell B+ hat außerdem den großen Vorteil, dass WiFi und Bluetooth bereits eingebaut sind, sodass kein zusätzlicher USB-WiFi-Adapter oder Bluetooth-Hardware benötigt wird.

Der Raspberry Pi 4 Modell B

Zurzeit ist der Raspberry Pi 4 Modell B(Abbildung 1-1) der neueste Standard-Raspberry Pi.

Bei dem neuen Modell können die Nutzerinnen und Nutzer außerdem zum ersten Mal zwischen verschiedenen Speichergrößen wählen (1 GB, 2 GB, 4 GB oder 8 GB), wobei sich der Preis nach der gewählten Speichergröße richtet.

Eine der wichtigsten Änderungen ist, dass die Micro-USB-Buchse, über die frühere Versionen mit Strom versorgt wurden, zugunsten des USB-C-Anschlusses weggefallen ist. Außerdem wurde der einzelne HDMI-Anschluss in voller Größe der früheren Versionen durch ein Paar Micro-HDMI-Anschlüsse ersetzt - du brauchst also ein spezielles HDMI-Kabel oder einen Adapter. Und ja, du kannst zwei Monitore gleichzeitig anschließen.

Unter der Haube ist dieser Raspberry Pi viel schneller als seine Vorgänger (vor allem, wenn du dich für die Versionen mit 4 GB oder 8 GB Speicher entscheidest). Einige Benchmarks haben ergeben, dass er drei- bis viermal schneller ist als frühere Raspberry Pi. Der Preis dafür ist, dass der Hauptchip auf der Platine viel heißer ist als in früheren Versionen - heiß genug, um weh zu tun.

Abbildung 1-1. Der Raspberry Pi 4 Modell B

Wenn du hingegen einen Raspberry Pi für einen einzigen Zweck in ein Projekt einbindest, kann es durchaus eine Option sein, einen kompakten Pi Zero W zu verwenden und ein paar Dollar zu sparen.

Der Raspberry Pi 400

Der Raspberry Pi ist ein ziemlich guter Ersatz für einen Desktop-Computer, und kein Raspberry Pi ist dafür besser geeignet als der Raspberry Pi 400(Abbildung 1-2).

Abbildung 1-2. Der Raspberry Pi 400

Der Raspberry Pi 400 ist im Wesentlichen die gleiche Hardware wie der Raspberry Pi 4, aber in ein Tastaturgehäuse eingebaut, das an die Heimcomputer der 1990er Jahre erinnert. Die HDMI- und USB-Anschlüsse sind alle auf der Rückseite des Pi 400 zugänglich. Die GPIO-Pins sind auf der Rückseite des Computers zugänglich, aber nicht so leicht wie bei einem normalen Raspberry Pi. Wenn du einen Raspberry Pi kaufst, um etwas über Elektronik zu lernen, ist ein normaler Pi wahrscheinlich die bessere Wahl. Wenn du jedoch nur einen Desktop-Ersatz suchst, dann ist ein Pi 400 eine wirklich gute Wahl.

Diskussion

Abbildung 1-3 zeigt den Pi Zero W, den Raspberry Pi 3 B und den Raspberry Pi 4.

Abbildung 1-3. Von links nach rechts: der Raspberry Pi Zero W, der Raspberry Pi 3 B und der Raspberry Pi 4 B

Wie du in Abbildung 1-3 sehen kannst, ist der Pi Zero W etwa halb so groß wie der Pi 3 B oder Pi 4 B. Er hat eine einzige Micro-USB-Buchse für die Kommunikation und eine zweite für die Stromversorgung. Der Pi Zero W spart außerdem Platz, indem er eine Mini-HDMI-Buchse und eine micro-USB-Buchse für unterwegs hat. Wenn du eine Tastatur, einen Monitor und eine Maus an den Pi Zero anschließen möchtest, brauchst du Adapter für den USB- und den HDMI-Anschluss, bevor du Standard-Peripheriegeräte anschließen kannst. Der Raspberry Pi A+ ist größer als der Pi Zero und hat USB- und HDMI-Anschlüsse in voller Größe.

Tabelle 1-2 fasst die Unterschiede zwischen allen bisherigen Raspberry Pi-Modellen zusammen, wobei die zuletzt veröffentlichten Modelle ganz oben stehen.

Tabelle 1-2. Raspberry Pi Modelle

Modell	RAM	Prozessor (Kerne * Takt)	USB-Buchsen	Ethernet-Anschluss	Anmerkungen
400	4 GB	4 * 1,8 GHz	4 (2 x USB3)	ja	Eingebaut in eine Tastatur
4 B	1/2/4/8 GB	4 * 1,5 GHz	4 (2 x USB3)	ja	2 x micro-HDMI Video
Berechnen 4	1/2/4/8 GB	4 * 1,5 GHz	keine	keine	Zum Einbetten in Produkte (siehe Seitenleiste)
3 A+	512 MB	4 * 1,4 GHz	1	keine	WiFi und Bluetooth
3 B+	1 GB	4 * 1,4 GHz	4	ja	WiFi und Bluetooth
3 B	1 GB	4 * 1,2 GHz	4	ja	WiFi und Bluetooth
Null 2 W	512 MB	4 * 1 GHz	1 (Mikro)	keine	WiFi und Bluetooth
Null W	512 MB	1 * 1 GHz	1 (Mikro)	keine	WiFi und Bluetooth
Null	512 MB	1 * 1 GHz	1 (Mikro)	keine	Geringe Kosten
2 B	1 GB	4 * 900 MHz	4	ja
A+	256 MB	1 * 700 MHz	1	keine
B+	512 MB	1 * 700 MHz	4	ja	Abgekündigt
A	256 MB	1 * 700 MHz	1	keine	Abgekündigt
B rev2	512 MB	1 * 700 MHz	2	ja	Abgekündigt
B rev1	256 MB	1 * 700 MHz	2	ja	Abgekündigt

Wenn du eines der älteren oder ausgelaufenen Raspberry Pi-Modelle hast, ist es immer noch nützlich. Diese Modelle haben nicht ganz die Leistung des aktuellen Raspberry Pi 4, aber für viele Situationen spielt das keine Rolle.

Wenn du einen neuen Raspberry Pi kaufst, halte ich den Raspberry Pi 4 oder 400 für die beste Wahl, um ihn als Allzweckcomputer zu verwenden. Wenn du kein WiFi brauchst oder ein kleineres Gerät möchtest, kannst du auch den 3 B, den 2 B oder den Zero W in Betracht ziehen.

Der Raspberry Pi Compute 4

Der Raspberry Pi ist ein so nützliches Gerät, dass er in viele kommerzielle Produkte integriert wurde. Manchmal ist das ein wenig verschwenderisch, denn das Produkt braucht vielleicht nicht alle Anschlüsse und anderen Funktionen eines Raspberry Pi 4.

Der Raspberry Pi Compute 4 (und seine Vorgängermodelle) verfügt über ein hübsches Modul(Abbildung 1-4), das auf der Unterseite mit Anschlüssen für eine Trägerplatine versehen ist und eine einfache Möglichkeit bietet, einen Linux-Computer in ein Produkt zu integrieren. Da das Modul und die dazugehörigen WiFi- und Bluetooth-Geräte bereits CE- und FCC-zertifiziert sind, ist es viel einfacher, dein Produkt mit den relevanten Normen in Einklang zu bringen.

Abbildung 1-4. Das Raspberry Pi Compute Module 4

Siehe auch

Weitere Informationen zu den Raspberry Pi-Modellen findest du unter https://oreil.ly/oY-A_.

Wirf einen Blick auf die Raspberry Pi Compute Modules.

Die niedrigen Kosten der Modelle Pi Zero und Pi Zero W machen sie ideal, um sie in Elektronikprojekte einzubinden, ohne dass du dir Gedanken über die Kosten machen musst. Siehe Rezept 10.18.

1.2 Anschließen des Systems

Problem

Du hast alles, was du für deinen Raspberry Pi brauchst, und willst es anschließen .

Lösung

Wenn du deinen Raspberry Pi nicht in ein Projekt einbindest oder ihn als Media Center verwendest, musst du eine Tastatur (es sei denn, du verwendest einen Pi 400), eine Maus und einen Monitor anschließen.

Abbildung 1-5 zeigt ein typisches Raspberry Pi-System. Wenn du einen Raspberry Pi 4 hast, kannst du (wenn du wirklich willst) einen zweiten Monitor anschließen. Wenn du jedoch nur einen Monitor hast, schließe ihn an den micro-HDMI-Anschluss an, der sich am nächsten zum USB-C-Stromanschluss befindet.

Abbildung 1-5. Ein typisches Raspberry Pi-System

Diskussion

Der Raspberry Pi ist mit so ziemlich jeder USB-Tastatur und -Maus zufrieden, egal ob kabelgebunden oder kabellos.

Mit dem Raspberry Pi 4 kannst du zwei Monitore gleichzeitig an dein System anschließen. Wenn du das tust, kannst du deinen Mauszeiger zwischen den Bildschirmen hin- und herbewegen, aber Raspberry Pi OS muss wissen, wo die Bildschirme zueinander stehen. Um dies zu aktivieren, öffne das Raspberry-Menü (das mit dem Raspberry Pi-Symbol), gehe in den Bereich Einstellungen und öffne das Tool Bildschirmkonfiguration(Abbildung 1-6).

Abbildung 1-6. Anordnen mehrerer Bildschirme

Du kannst die beiden Felder mit der Bezeichnung HDMI-1 und HDMI-2 verschieben, um die physische Position der beiden Monitore darzustellen. In Abbildung 1-6 stehen die Monitore nebeneinander, wobei der Monitor, der an HDMI-1 angeschlossen ist, links steht.

Wenn du einen älteren Raspberry Pi oder ein Modell A oder A+ hast und dir die USB-Buchsen ausgehen, brauchst du außerdem einen USB-Hub.

Siehe auch

Schau dir den offiziellen Raspberry Pi Quick Start Guide an.

1.3 Einen Raspberry Pi umschließen

Problem

Du brauchst ein Gehäuse für deinen Raspberry Pi.

Lösung

Abgesehen vom Raspberry Pi 400 werden die Raspberry Pis nicht mit einem Gehäuse geliefert, es sei denn, du kaufst es als Teil eines Kits. Das macht ihn ein wenig anfällig, denn die blanken Anschlüsse befinden sich auf der Unterseite der Platine, die leicht kurzgeschlossen werden können, wenn der Raspberry Pi auf etwas Metallisches gestellt wird.

Es ist eine gute Idee, deinen Raspberry Pi in Form eines Gehäuses zu schützen. Wenn du die GPIO-Pins (GPIO = General Purpose Input/Output) des Raspberry Pi verwenden möchtest (die Pins, mit denen du externe Elektronik anschließen kannst), ist das in Abbildung 1-7 gezeigte Pibow Coupé ein schönes und praktisches Design, das sowohl für den Raspberry Pi 4 als auch für frühere Versionen erhältlich ist.

Diskussion

Du kannst aus einer Vielzahl von Koffern wählen, unter anderem aus den folgenden:

• Einfache, zweiteilige, zusammensteckbare Kunststoffboxen

• VESA-befestigbare Boxen (zum Anbringen an der Rückseite eines Monitors oder Fernsehers)

• LEGO-kompatible Boxen

• 3D-gedruckte Schachtel-Designs

• Lasergeschnittene Acryl-Designs

• Designs, die als große Wärmesenke zur Kühlung dienen

• Designs mit eingebautem Ventilator

• DIN-Schienen-Designs für Labore und Werkstätten

Abbildung 1-7. Ein Raspberry Pi 2 in einem Pibow Coupé

Welchen Koffer du kaufst, ist eine Frage des persönlichen Geschmacks. Bedenke jedoch Folgendes:

• Brauchst du Zugriff auf den GPIO-Anschluss? Das ist wichtig, wenn du externe Elektronik an deinen Raspberry Pi anschließen willst.

• Ist das Gehäuse gut belüftet? Das ist wichtig, wenn du vorhast, deinen Raspberry Pi zu übertakten(Rezept 1.13) oder ihn mit Videos oder Spielen zu belasten, denn das alles erzeugt mehr Wärme.

• Vergewissere dich, dass du ein Modell kaufst, das zu deinem Raspberry Pi passt.

Wenn du Zugang zu einem 3D-Drucker hast, kannst du auch dein eigenes Gehäuse drucken. Wenn du auf Thingiverse oder MyMiniFactory nach Raspberry Pi suchst, findest du viele Designs.

Es gibt auch Kits mit winzigen selbstklebenden Kühlkörpern, die an den Chips des Raspberry Pi befestigt werden. Diese können nützlich sein, wenn du deinem Raspberry Pi viel abverlangst, z. B. wenn du viele Videos abspielst, aber im Allgemeinen sind sie das Äquivalent zu den "Go-Faster"-Streifen an einem Auto.

Wenn du einen Raspberry Pi 4 hast, kannst du die Temperatur senken, indem du einen kleinen Lüfter wie den Pimoroni Fan SHIM einbaust, wie in Abbildung 1-8 gezeigt.

Abbildung 1-8. Der Pimoroni Fan SHIM

Siehe auch

Auch bei anderen Raspberry Pi-Anbietern und auf eBay findest du viele verschiedene Gehäuse.

1.4 Auswahl eines Netzteils

Problem

Du musst ein Netzteil für deinen Raspberry Pi auswählen.

Lösung

Die grundlegende elektrische Spezifikation für ein Netzteil, das für einen Raspberry Pi geeignet ist, ist, dass es einen geregelten 5V Gleichstrom (DC) liefert.

Die Stromstärke, die das Netzteil liefern muss, hängt sowohl vom Modell des Raspberry Pi als auch von den angeschlossenen Peripheriegeräten ab. Es lohnt sich, ein Netzteil zu kaufen, das mit dem Raspberry Pi mühelos zurechtkommt, und du solltest 1 A als Minimum für jedes Raspberry Pi-Modell betrachten.

Wenn du dein Netzteil dort kaufst, wo du auch den Raspberry Pi kaufst, sollte der Verkäufer in der Lage sein, dir zu sagen, ob es mit dem Raspberry Pi funktioniert.

Der Raspberry Pi 4 sollte mit einem 3A-Netzteil betrieben werden. Das liegt zum einen daran, dass die höhere Rechenleistung im Vergleich zu früheren Modellen mehr Strom benötigt, zum anderen aber auch daran, dass die beiden USB3-Anschlüsse bis zu 1,2 A für leistungsstarke USB-Peripheriegeräte wie externe USB-Laufwerke liefern können.

Wenn du WiFi- oder USB-Peripheriegeräte verwendest, die bei Modellen vor dem Raspberry Pi 4 viel Strom verbrauchen, solltest du ein Netzteil kaufen, das 1,5 A oder sogar 2 A liefern kann. Hüte dich auch vor sehr preiswerten Netzteilen, die möglicherweise keine genauen oder zuverlässigen 5 V liefern.

Diskussion

Der Raspberry Pi 4 ist der erste Raspberry Pi, der den moderneren USB-C-Anschluss verwendet. Im Gegensatz zum Micro-USB-Stecker, der bei früheren Boards verwendet wurde, ist dieser Stecker umkehrbar(Abbildung 1-9).

Abbildung 1-9. Strom- und Videoanschlüsse für den Raspberry Pi 3 (oben) und 4 (unten)

In Abbildung 1-9 siehst du den USB-C-Stromanschluss eines Raspberry Pi 4 unterhalb des Micro-USB-Anschlusses eines Raspberry Pi 3. Nebenbei kannst du auch die beiden Micro-HDMI-Videoanschlüsse sehen, die den einzelnen HDMI-Anschluss in voller Größe ersetzen.

Unabhängig davon, ob dein Raspberry Pi einen USB-C-Stecker oder einen Micro-USB-Stecker hat, sind die Stromversorgung und die Anschlüsse eigentlich die gleichen wie bei vielen Smartphone-Ladegeräten. Wenn sie in einem Micro-USB-Stecker enden, haben sie mit ziemlicher Sicherheit 5 V (aber überprüfe das). Die einzige Frage ist dann, ob sie genug Strom liefern können.

Wenn sie das nicht können, können ein paar schlimme Dinge passieren:

• Sie könnten heiß werden und ein potenzielles Brandrisiko darstellen.

• Sie könnten einfach fehlschlagen.

• Wenn der Pi stark belastet wird (z.B. wenn er WiFi benutzt oder Videos abspielt), kann die Spannung einbrechen und der Raspberry Pi kann sich selbst zurücksetzen.

Wenn du einen Raspberry Pi 3 oder älter verwendest, solltest du nach einem Netzteil suchen, das mindestens 1 A liefern kann. Wenn eine Wattzahl (W) statt einer Amperezahl (A) angegeben ist, teile die Wattzahl durch 5, um die Amperezahl zu erhalten. Ein 5-V-Netzteil mit 10 W kann also 2 A (2.000 mA) liefern.

Wenn du ein Netzteil mit einer maximalen Stromstärke von 2A verwendest, verbraucht es nicht mehr Strom als ein 700mA-Netzteil. Der Raspberry Pi nimmt nur so viel Strom auf, wie er braucht.

In Abbildung 1-10 messe ich die Stromaufnahme eines Raspberry Pi Modell B und vergleiche sie mit einem Raspberry Pi 2 Modell B und einem Raspberry Pi 4.

Abbildung 1-10. Stromverbrauch des Raspberry Pi beim Booten

Die neueren Raspberry Pis (beginnend mit dem A+ bis hin zum Pi 4) sind viel stromsparender als die ursprünglichen Raspberry Pi 1-Modelle, aber wenn der Prozessor voll ausgelastet ist und viele Peripheriegeräte angeschlossen sind, können sie immer noch einen ähnlichen Strombedarf erreichen, im Fall des Raspberry Pi 4 sogar deutlich mehr.

Wie du in Abbildung 1-10 sehen kannst, läuft ein Raspberry Pi 2 kühler und verbraucht viel weniger Strom als der neueste Raspberry Pi 4, wenn dein Raspberry Pi die ganze Zeit eingeschaltet sein soll .

In Abbildung 1-10 kannst du sehen, dass der Strom selten 700 mA überschreitet. Allerdings macht der Prozessor hier nicht wirklich viel. Wenn du anfängst, HD-Videos abzuspielen, würde der Strom erheblich ansteigen. Wenn es um die Stromversorgung geht, ist es immer besser, etwas in Reserve zu haben.

Siehe auch

Du kannst eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für den Raspberry Pi kaufen. Diese sorgt dafür, dass der Pi im Falle eines Stromausfalls 10-30 Minuten lang weiterlaufen kann.

Der Raspberry Pi hat keinen Ein/Aus-Schalter, aber du kannst ein Modul kaufen , das den Strom ausschaltet, wenn der Raspberry Pi heruntergefahren wird.

1.5 Auswählen eines Betriebssystems

Problem

Es gibt mehrere Raspberry Pi-Betriebssysteme und du bist dir nicht sicher, welches du verwenden sollst.

Lösung

Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, was du mit deinem Raspberry Pi machen willst .

Für den allgemeinen Gebrauch als Computer oder für die Verwendung in elektronischen Projekten solltest du Raspberry Pi OS verwenden, die offizielle Standarddistribution für den Raspberry Pi.

Wenn du deinen Raspberry Pi als Media Center nutzen willst, gibt es eine Reihe von Distributionen (Versionen von Linux), die speziell für diesen Zweck geeignet sind (siehe Rezept 4.1).

In diesem Buch verwenden wir fast ausschließlich Raspberry Pi OS, obwohl die meisten Rezepte mit jeder Debian-basierten Linux-Distribution funktionieren.

Diskussion

Wenn du verschiedene Distributionen ausprobieren möchtest, kannst du dir ein paar microSD-Karten kaufen, die nicht teuer sind, und die verschiedenen Distributionen darauf kopieren. Wenn du das tust, ist es eine gute Idee, deine Dateien, die du nicht verlieren willst, auf einem USB-Stick aufzubewahren, der an deinen Raspberry Pi angeschlossen ist.

Beachte, dass du einen Computer mit einem SD-Kartensteckplatz (und einem SD-zu-microSD-Adapter) brauchst, wenn du eines der kommenden Rezepte zum Beschreiben deiner eigenen SD-Karte verwendest, oder du kannst einen preiswerten USB-SD-Kartenleser kaufen.

Siehe auch

Schau dir die offizielle Liste der Raspberry Pi Distributionen an.

1.6 Installation eines Betriebssystems mit dem Raspberry Pi Imager

Problem

Du willst das Betriebssystem für deinen Raspberry Pi direkt auf eine microSD-Karte packen, damit es von deinem Pi verwendet werden kann.

Lösung

Bevor du deinen Raspberry Pi benutzen kannst, musst du eine microSD-Karte mit dem Raspberry Pi OS-Betriebssystem vorbereiten, indem du ein Disk-Image auf die microSD-Karte schreibst.

Der Prozess des Schreibens des Disk-Images auf die microSD-Karte läuft folgendermaßen ab:

1. Lade den Raspberry Pi Imager auf einem Mac, Windows- oder Linux-Computer herunter (nicht auf deinem Raspberry Pi).
2. Lege die microSD-Karte in deinen Computer ein. Es ist auch eine gute Idee, alle anderen Wechselmedien zu entfernen, damit du nicht versehentlich das falsche Gerät überschreibst.
3. Starte den Raspberry Pi Imager(Abbildung 1-11).
4. Wähle als Betriebssystem das Raspberry Pi OS (32-bit) und die SD-Karte aus.
5. Klicke auf Schreiben und warte, während die Imagedatei auf den Wechseldatenträger kopiert wird.

Abbildung 1-11. Raspberry Pi Imager zum Beschreiben einer SD-Karte verwenden

Nachdem du die SD-Karte oder einen anderen Wechseldatenträger vorbereitet hast, kannst du sie in deinen Raspberry Pi einstecken. Wenn der Raspberry Pi eingeschaltet wird, bootet er mit dem von dir installierten Betriebssystem.

Diskussion

Hersteller von Hardware bieten manchmal ihr eigenes Disk-Image an, das die Unterstützung für ihre Hardware enthält. Am besten vermeidest du es, solche Images zu verwenden, weil du dann nicht alle Vorteile einer Standard-Raspberry Pi OS-Distribution und der vorinstallierten Software nutzen kannst. Das bedeutet auch, dass es viel schwieriger ist, Support zu finden, wenn du ein Problem mit einer Software hast, weil du eine nicht standardisierte Distribution verwendest.

Die Hardware des Raspberry Pi 4 und 400 hat zwar einen 64-Bit-Prozessor und eine 64-Bit-Version des Betriebssystems ist verfügbar, aber zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels ist die 32-Bit-Standardversion des Raspberry Pi OS viel stabiler.

microSD-Karten

Nicht alle microSD-Karten sind gleich und die Leistung deines Raspberry Pi wird mit einer besseren Karte besser sein. Achte also auf eine Karte mit der Bezeichnung "Class 10". Raspberry Pi OS enthält ein Dienstprogramm(Abbildung 1-12), mit dem du deine microSD-Karte testen kannst. Du findest es, indem du im Raspberry-Menü Zubehör und dann Raspberry Pi Diagnostics auswählst.

Abbildung 1-12. Verwendung des Raspberry Pi Diagnose-Tools zum Testen der SD-Karte

Wenn es um die Kapazität geht, solltest du nach Karten mit mindestens 16 GB Ausschau halten, und angesichts des geringen Preisunterschieds ist eine 32-GB-Karte die bessere Wahl, da sie dir viel Platz für Erweiterungen bietet.

Siehe auch

Die Raspberry Pi Anleitung zur Installation von Raspberry Pi OS findest du unter https://www.raspberrypi.com/software.

1.7 Deinen Raspberry Pi zum ersten Mal hochfahren

Problem

Du hast eine microSD-Karte eingerichtet und möchtest wissen, wie du deinen Raspberry Pi einrichten kannst.

Lösung

Wenn du deinen Raspberry Pi zum ersten Mal hochfährst (wie in Abbildung 1-13 gezeigt), wirst du durch einige Einrichtungsfragen geführt.

Abbildung 1-13. Raspberry Pi nach der Installation konfigurieren

Wenn du auf Weiter klickst, wirst du aufgefordert, ein neues Benutzerkonto zu erstellen (Abbildung 1-14).

Abbildung 1-14. Erstellen eines Benutzerkontos

Vor April 2022 war dieser Schritt nicht Teil des Einrichtungsvorgangs, da der Benutzername "pi" automatisch für dich erstellt wurde. Daher gehen viele Anleitungen und Bücher davon aus, dass dein Home-Verzeichnis /home/pi ist. Wenn dir dein Benutzername nicht wichtig ist, empfehle ich dir, den Benutzernamen "pi" beizubehalten, aber ein sicheres Passwort zu erstellen (nicht das Standardpasswort "raspberry").

Nachdem du eingerichtet bist,, solltest du als Erstes deinen Raspberry Pi mit dem Internet verbinden (Rezepte 2.1 und 2.5), denn als Nächstes wirst du aufgefordert, dich mit einem WiFi-Netzwerk zu verbinden, um nach Updates zu suchen. Die Aktualisierung erfordert eine Internetverbindung, also funktioniert sie nur, wenn du mit deinem Netzwerk verbunden bist. Wenn du mit deinem Netzwerk verbunden bist (entweder über WiFi oder Ethernet), ist es eine gute Idee, jetzt nach Updates zu suchen. Wenn nicht, kannst du später mit Rezept 3.40 nachsehen.

Diskussion

Es ist eine gute Idee, die richtige Zeitzone einzustellen. Wenn du das nicht tust, zeigt der Raspberry Pi die falsche Zeit an, weil er seine Zeit von einem Internet-Zeitserver bezieht.

Siehe auch

Die Raspberry Pi Anleitung zur Installation von Raspberry Pi OS findest du unter https://www.raspberrypi.com/software.

1.8 Einrichten eines kopflosen Raspberry Pi

Problem

Du möchtest einen Raspberry Pi verwenden, ohne eine Tastatur, eine Maus und einen Monitor anschließen zu müssen.

Lösung

Verwende die Einstellungsoption im Raspberry Pi Imager starte deinen Raspberry Pi mit Netzwerkanmeldeinformationen und aktiviere SSH(Rezept 2.7), damit du dich von einem anderen Computer aus mit dem Raspberry Pi verbinden kannst.

Nachdem du das Betriebssystem im Raspberry Pi Imager ausgewählt hast, erscheint ein Symbol für die Rädcheneinstellungen. Wenn du darauf klickst, wird dir eine Liste mit Einstellungen angezeigt(Abbildung 1-15), mit denen du deinen Raspberry Pi so vorkonfigurieren kannst, dass sich andere Computer in deinem Netzwerk mit ihm verbinden können.

Um aus der Ferne auf den Raspberry Pi zugreifen zu können, musst du mindestens folgende Voraussetzungen erfüllen

• Aktiviere SSH (Secure Shell)
• Lege den Benutzernamen und das Passwort fest
• Konfiguriere das drahtlose LAN mit dem Namen deines Netzwerks (SSID, oder Service Set Identifier) und dem Passwort

Es ist auch keine schlechte Idee, den Hostnamen festzulegen, besonders wenn du mehr als einen Raspberry Pi in deinem Netzwerk hast und du wissen willst, welcher welcher ist.

Abbildung 1-15. Vorkonfiguration eines Raspberry Pi mit dem Pi Imager

Diskussion

Sobald du die microSD-Karte in deinen Raspberry Pi gesteckt und hochgefahren hast, kannst du dich von einem anderen Computer aus per SSH mit deinem Raspberry Pi verbinden. Das einzige Hindernis dabei ist, dass du die IP-Adresse wissen musst, die dein Home Hub deinem Raspberry Pi zugewiesen hat, als er sich mit ihm verbunden hat. Das kannst du herausfinden, indem du vorübergehend Tastatur, Maus und Monitor anschließt und Rezept 2.2 befolgst. Danach solltest du Rezept 2.3 befolgen, damit die IP-Adresse feststeht.

Manchmal ist es nicht bequem, all diese Dinge an deinen Raspberry Pi anzuschließen. In diesem Fall kannst du die verschiedenen auf Android und iOS verfügbaren Tools nutzen, um dein Netzwerk von deinem Handy aus zu scannen und eine Liste der verbundenen Computer mit ihren IP-Adressen zu melden(Abbildung 1-16).

Abbildung 1-16. Scannen deines Netzwerks, um eine IP-Adresse zu finden

Siehe auch

Weitere Informationen zur Verbindung mit deinem Raspberry Pi über SSH findest du in Rezept 2.7.

1.9 Booten von einer echten Festplatte oder einem USB-Flash-Laufwerk

Problem

Deine microSD-Karte ist zu klein und/oder du hast Bedenken, dass dein gesamtes Betriebssystem auf einer SD-Karte läuft.

Lösung

Bevor es den Raspberry Pi 4 und 400 gab, war das Booten von einer Festplatte oder einem Flash-Laufwerk zwar möglich, aber nicht sehr einfach. Wenn du einen Raspberry Pi 4 oder 400 hast, ist es jetzt ganz einfach und beginnt mit dem Raspberry Pi Imager.

Das Verfahren ist ähnlich wie das Einrichten einer microSD-Karte mit dem Raspberry Pi Imager. Um diesem Rezept zu folgen, brauchst du einen Windows-, Mac- oder Linux-Computer, eine USB-SSD (Solid State Drive) und eine microSD-Karte. Auch wenn es bei diesem Rezept darum geht, die microSD-Karte als Boot-Gerät zu ersetzen, brauchst du zwei microSD-Karten: eine für dein bestehendes microSD-Boot-Gerät für deinen Raspberry Pi und eine zweite leere microSD-Karte.

1. Lege die leere microSD-Karte in dein Kartenlesegerät ein.
2. Starte den Raspberry Pi Imager und wähle in der Dropdown-Liste Betriebssystem die Optionen Misc Utility Images, Bootloader und USB Boot(Abbildung 1-17). Wenn diese Optionen in deinem Raspberry Pi Imager nicht vorhanden sind, musst du wahrscheinlich die neueste Version herunterladen.
3. Wähle deine microSD-Karte aus der Dropdown-Liste Speicherung aus und klicke dann auf Schreiben.
4. Setze die neu beschriebene microSD-Karte in deinen Raspberry Pi ein und schalte ihn ein. Der einzige Zweck dieses microSD-Karten-Images ist es, deinen Raspberry Pi für das Booten per USB neu zu konfigurieren. Sobald es seine Arbeit getan hat, wird der Bildschirm grün.
5. Schalte deinen Raspberry Pi aus und tausche die microSD-Karten aus, so dass du jetzt deine ursprüngliche microSD-Systemkarte im Raspberry Pi hast.
6. Starte deinen Raspberry Pi und wähle im Raspberry-Menü Zubehör und dann SD-Kartenkopierer(Abbildung 1-18). Wähle die microSD-Karte deines Systems als Quelle und das externe USB-Laufwerk als Ziel und klicke dann auf Start.
7. Wenn der Kopiervorgang abgeschlossen ist, kannst du deinen Raspberry Pi wieder herunterfahren und die microSD-Karte entfernen. Wenn du deinen Raspberry Pi das nächste Mal einschaltest, sollte er von dem USB-Laufwerk booten.

Abbildung 1-17. Verwendung des Raspberry Pi Imagers zum Konfigurieren des USB-Boots

Abbildung 1-18. Kopieren deiner microSD-Karte auf ein externes Flash-Laufwerk

Diskussion

Wenn du mit einem neuen Image beginnst und nicht den aktuellen Inhalt deiner microSD-Karte kopieren willst, kannst du auch nur eine microSD-Karte verwenden. Zwischen den Schritten 4 und 5 richtest du die microSD-Karte mit einem neuen Raspberry Pi OS-Image ein, indem du Rezept 1.6 befolgst.

Siehe auch

Schau dir die Dokumentation für den Raspberry Pi Imager an.

1.10 Anschließen eines DVI- oder VGA-Monitors

Problem

Dein Monitor hat keinen HDMI-Anschluss, aber du möchtest ihn mit deinem Raspberry Pi verwenden.

Lösung

Viele Menschen sind von diesem Problem überrascht worden. Glücklicherweise ist es möglich, Adapter für Monitore mit einem DVI- oder VGA-Eingang, aber ohne HDMI-Anschlüsse zu kaufen.

DVI-Adapter sind am einfachsten und am billigsten. Sie sind für weniger als 5 $ erhältlich, wenn du nach "HDMI-Stecker zu DVI-Buchse Konverter" suchst.

Diskussion

Die Verwendung von VGA-Adaptern ist komplizierter, da sie eine Elektronik benötigen, um das Signal von digital in analog umzuwandeln, also hüte dich vor Kabeln, die diese nicht enthalten. Der offizielle Konverter heißt Pi-View und ist überall dort erhältlich, wo der Raspberry Pi verkauft wird. Pi-View hat den Vorteil, dass es getestet wurde und mit dem Raspberry Pi funktioniert. Du kannst im Internet günstigere Alternativen finden, aber oft funktionieren diese nicht.

Da aber alle neuen Monitore über HDMI-Anschlüsse verfügen, ist es wahrscheinlich besser, wenn du dein Geld für einen neuen Monitor ausgibst als für einen Adapter.

Siehe auch

eLinux hat Tipps, worauf du bei einem Konverter achten solltest.

1.11 Verwendung eines Composite-Video-Monitors/Fernsehers

Problem

Der Text auf deinem niedrig auflösenden Composite-Monitor ist unleserlich.

Lösung

Du musst die Auflösung des Raspberry Pi für einen kleinen Bildschirm anpassen.

Der Raspberry Pi hat zwei Arten von Videoausgängen: (1) HDMI und (2) Composite Video von der Audiobuchse, für die du ein spezielles Kabel brauchst. HDMI ist bei weitem die qualitativ bessere Option. Wenn du vorhast, ein Composite-Video als Hauptbildschirm zu verwenden, solltest du dir das vielleicht noch einmal überlegen.

Wenn du einen Composite-Video-Bildschirm verwendest - z. B. weil du einen sehr kleinen Bildschirm brauchst - musst du ein paar Anpassungen vornehmen, um die Videoausgabe an den Bildschirm anzupassen. Du musst einige Änderungen in der Datei /boot/config.txt vornehmen.

Du kannst diese Datei auf deinem Mac oder PC bearbeiten, indem du die SD-Karte wieder in einen SD-Kartenleser steckst, oder du kannst sie auf dem Raspberry Pi bearbeiten, ohne die Karte zu entfernen. Das Bearbeiten von Dateien auf dem Raspberry Pi selbst erfolgt normalerweise mit dem nano-Editor. Das ist ein bisschen knifflig und ich empfehle dir, Rezept 3.7 gründlich zu lesen, bevor du versuchst, deine erste Datei zu bearbeiten. Wenn du die Datei mit nano bearbeiten möchtest, gib den folgenden Befehl in einer Terminal-Sitzung ein:

$ sudo nano /boot/config.txt

Um zu speichern und nano zu beenden, drückst du Strg-X, dann Y (zum Bestätigen) und anschließend die Eingabetaste.

Das Terminal

Wenn du ein Mac- oder Windows-Benutzer bist, bist du vielleicht nicht mit der Idee eines Terminals oder einer Kommandozeile vertraut. Das Raspberry Pi OS basiert auf Linux, und obwohl die meisten Dinge in Linux per Mausklick erledigt werden können, ist es manchmal notwendig, Befehle auszuführen, wenn du Software installierst oder das Betriebssystem auf irgendeine Weise konfigurierst. Um einen Überblick über die Verwendung des Terminals zu bekommen, lies weiter bei Rezept 3.3.

Wenn der Text zu klein ist, um ihn zu lesen, nimmst du am besten die SD-Karte aus dem Raspberry Pi und steckst sie in deinen Computer. Die Datei befindet sich dann im obersten Verzeichnis auf der SD-Karte und du kannst sie mit einem Texteditor auf deinem PC (z. B. Notepad++) bearbeiten.

Du musst die Auflösung deines Bildschirms kennen. Bei vielen kleinen Bildschirmen ist das 320 x 240 Pixel. Finde die beiden Zeilen in der Datei, die wie folgt lauten:

#framebuffer_width=1280
#framebuffer_height=720

Entferne das # am Anfang jeder Zeile und ändere die beiden Zahlen in die Breite und Höhe deines Bildschirms. Wenn du das # entfernst, wird die Zeile aktiviert. Im folgenden Beispiel wurde die Bildschirmgröße auf 320 x 240 geändert:

framebuffer_width=320
framebuffer_height=240

Speichere die Datei und starte deinen Raspberry Pi neu. Du solltest feststellen, dass jetzt alles viel einfacher zu lesen ist. Du wirst wahrscheinlich auch feststellen, dass es einen dicken Rand um den Bildschirm gibt. Um dies zu ändern, siehe Rezept 1.12.

Diskussion

Es gibt viele preiswerte Überwachungsmonitore, die sich hervorragend für den Raspberry Pi eignen, wenn du z. B. eine Retro-Spielkonsole bauen willst(Rezept 4.4). Allerdings haben diese Monitore oft eine sehr niedrige Auflösung.

Siehe auch

Eine weitere Anleitung zur Verwendung von zusammengesetzten Monitoren findest du in diesem Adafruit-Tutorial.

Siehe auch die Rezepte 1.10 und 1.12, um dein Bild einzustellen, wenn du den HDMI-Videoausgang verwendest.

1.12 Einstellen der Bildgröße auf deinem Monitor

Problem

Wenn du einen Raspberry Pi zum ersten Mal an einen Monitor anschließt, kann es passieren, dass du einen Teil des Textes nicht lesen kannst, weil er über den Bildschirm hinausragt, oder dass das Bild nicht den gesamten verfügbaren Platz auf dem Bildschirm nutzt.

Lösung

Wenn dein Problem darin besteht, dass ein großer schwarzer Rand um das Bild herum ist, kannst du mit dem Desktop-Konfigurationswerkzeug des Raspberry Pi (siehe Abbildung 1-19) dafür sorgen, dass der Bildschirm die gesamte Fläche des Monitors ausfüllt. Um es zu öffnen, gehst du in das Raspberry-Menü, wählst Einstellungen, klickst auf Raspberry Pi Konfiguration und wählst die Registerkarte Anzeige.

Klicke auf den Kippschalter neben Underscan. Beachte, dass die Änderung erst dann wirksam wird, wenn du auf OK klickst und deinen Raspberry Pi neu startest.

Wenn du das gegenteilige Problem hast und dein Text über die Kanten des Bildschirms hinausragt, ist die Lösung dieselbe: Klicke auf den Kippschalter für Underscan.

Abbildung 1-19. Verwendung des Raspberry Pi Konfigurationstools zur Steuerung des Underscans

Der zweite Schritt besteht darin, die Datei /boot/config.txt zu bearbeiten . Das kannst du entweder tun, indem du die SD-Karte entnimmst und sie auf deinem PC oder Mac einbaust oder indem du die SD-Karte auf dem Raspberry Pi bearbeitest. Das Bearbeiten von Dateien auf dem Raspberry Pi selbst geschieht normalerweise mit dem nano-Editor. Das ist ein bisschen knifflig; ich empfehle dir, Rezept 3.7 gründlich zu lesen, bevor du versuchst, deine erste Datei zu bearbeiten. Wenn du die Datei mit nano bearbeiten möchtest, gibst du in einer Terminal-Sitzung den folgenden Befehl ein:

$ sudo nano /boot/config.txt

Suche den Abschnitt, der sich mit Overscan beschäftigt. Die vier Zeilen, die du ändern musst, sind in der Mitte von Abbildung 1-20 dargestellt und beginnen jeweils mit #overscan.

Abbildung 1-20. Einstellen des Overscans

Damit die Zeilen wirksam werden, musst du sie aktivieren, indem du das Zeichen # am Anfang jeder Zeile entfernst.

Ändere dann durch Ausprobieren die Einstellungen, bis der Bildschirm so viel Platz wie möglich einnimmt. Beachte, dass die vier Zahlen negativ sein sollten. Versuche, sie für den Anfang alle auf -20 zu setzen. Dadurch wird der genutzte Bereich des Bildschirms verkleinert.

Um zu speichern und nano zu beenden, drückst du Strg-X, dann Y (zum Bestätigen) und anschließend die Eingabetaste.

Diskussion

Es ist etwas mühsam, den Raspberry Pi immer wieder neu zu starten, um die Auswirkungen der Auflösungsänderungen zu sehen. Zum Glück musst du diesen Vorgang nur einmal durchführen. Die meisten Monitore und Fernsehgeräte funktionieren auch ohne Unterabtastung einwandfrei.

Siehe auch

Du kannst die Unterabtastung auch mit dem Dienstprogrammraspi-config konfigurieren.

1.13 Leistung maximieren

Problem

Dein Raspberry Pi scheint sehr langsam zu sein, also willst du ihn übertakten, damit er schneller läuft.

Lösung

Wenn du einen Raspberry Pi 3, 4 oder 400 mit einem Quad-Core-Prozessor hast, ist es unwahrscheinlich, dass er zu langsam ist. Ältere Raspberry Pis 1 und 2 können jedoch ziemlich träge sein.

Du kannst die Taktfrequenz eines Raspberry Pi 1 oder 2 erhöhen, damit er etwas schneller läuft. Dadurch verbraucht er etwas mehr Strom und wird etwas heißer (siehe den folgenden Abschnitt "Diskussion").

Die hier beschriebene Methode der Übertaktung wird als dynamische Übertaktung bezeichnet, weil sie automatisch die Temperatur des Raspberry Pi überwacht und die Taktrate wieder senkt, wenn es zu heiß wird. Dies wird Throttling genannt.

Führe das Dienstprogramm raspi-config aus, indem du den folgenden Befehl in einem SSH-Terminal eingibst:

$ sudo raspi-config

Wähle die Option Overclock. Daraufhin werden dir die in Abbildung 1-21 gezeigten Optionen angezeigt.

Abbildung 1-21. Konfigurieren der Übertaktung mit dem Dienstprogramm raspi-config über die Befehlszeile

Wähle eine Option. Wenn du feststellst, dass dein Raspberry Pi instabil wird und sich unerwartet aufhängt, musst du möglicherweise eine konservativere Option wählen oder die Übertaktung ausschalten, indem du sie auf None zurücksetzt.

Diskussion

Die Leistungssteigerung durch Übertaktung kann ziemlich dramatisch sein. Um diese zu messen, habe ich einen Raspberry Pi B ohne Gehäuse bei einer Raumtemperatur von 60 Grad (15 Grad C) verwendet.

Das Testprogramm war das folgende Python-Skript. Es lässt den Prozessor richtig hart arbeiten und ist nicht wirklich repräsentativ für die anderen Dinge, die in einem Computer vor sich gehen, wie z. B. das Schreiben auf die SD-Karte, die Grafik und so weiter. Es gibt jedoch einen guten Hinweis auf die reine CPU-Leistung, wenn du die Auswirkungen einer Übertaktung deines Raspberry Pi testen möchtest:

import time

def factorial(n):
  if n == 0:
    return 1
  else:
    return n * factorial(n-1)

before_time = time.process_time()
for i in range(1, 10000):
  factorial(200)
after_time = time.process_time()

print(after_time - before_time)

Beachte, dass wir hier sehr weit vorausspringen. Wenn du dich also noch nicht mit Python auskennst, kommst du zu diesem Thema zurück, wenn du Kapitel 5 gelesen hast.

Schau dir die Ergebnisse des Tests in Tabelle 1-3 an. Der Strom und die Temperatur wurden mit Testgeräten gemessen.

Tabelle 1-3. Übertaktung

	Geschwindigkeitstest	Aktuell	Temperatur (Grad C)
700 MHz	15,8 Sekunden	360mA	27
1 GHz	10,5 Sekunden	420mA	30

Wie du siehst, hat sich die Leistung um 33 % erhöht, allerdings um den Preis einer höheren Stromaufnahme und einer etwas höheren Temperatur.

Ein gut belüftetes Gehäuse trägt dazu bei, dass dein Raspberry Pi mit voller Geschwindigkeit läuft. Es gibt auch Versuche, den Raspberry Pi mit einer Wasserkühlung zu versehen. Ehrlich gesagt, ist das albern.

Siehe auch

Viele weitere Informationen über das Dienstprogramm raspi-config findest du unter https://oreil.ly/1lwy6.

1.14 Ändern deines Passworts

Problem

Du willst dein Passwort ändern.

Lösung

Nachdem du Raspberry Pi OS auf deiner SD-Karte installiert hast, wirst du aufgefordert, ein Benutzerkonto und ein dazugehöriges Passwort zu erstellen. Du kannst das Passwort jederzeit über das Raspberry Pi Konfigurationstool ändern. Gehe dazu in das Raspberry Menü, wähle Einstellungen und klicke auf Raspberry Pi Konfiguration. Klicke auf die Registerkarte System. Dort findest du die Option Passwort ändern(Abbildung 1-22).

Abbildung 1-22. Ändern deines Passworts mit dem Raspberry Pi Konfigurationstool

Das Ändern deines Passworts ist eine Einstellung, für die du deinen Raspberry Pi nicht neu starten musst, damit die Änderung wirksam wird.

Diskussion

Du kannst das Passwort auch von einer Terminal-Sitzung aus ändern, indem du den Befehl passwd wie folgt verwendest:

$ passwd
Changing password for pi.
(current) UNIX password:
Enter new UNIX password:
Retype new UNIX password:
passwd: password updated successfully

Siehe auch

Du kannst dein Passwort auch mit dem Dienstprogrammraspi-config ändern.

1.15 Herunterfahren des Raspberry Pi

Problem

Du möchtest deinen Raspberry Pi herunterfahren.

Lösung

Klicke in der oberen linken Ecke des Desktops auf das Raspberry-Menü. Es öffnet sich ein Dialogfeld, das drei Optionen zum Herunterfahren anbietet(Abbildung 1-23):

Abschaltung

Schaltet den Raspberry Pi aus. Du musst den Netzstecker ziehen und ihn wieder einstecken, damit der Raspberry Pi wieder hochfährt. Wenn du einen Pi 400 hast, kannst du auch die Power-Taste auf der Tastatur drücken.

Neustart

Startet den Raspberry Pi neu.

Abmelden

Meldet dich ab und zeigt eine Eingabeaufforderung zur Eingabe deiner Anmeldedaten an, damit du dich wieder anmelden kannst.

Abbildung 1-23. Herunterfahren des Raspberry Pi

Du kannst den Neustart auch über das Terminal durchführen, indem du den folgenden Befehl eingibst:

$ sudo reboot

Möglicherweise musst du dies tun, nachdem du eine Software installiert hast. Wenn du neu startest, siehst du die in Abbildung 1-24 gezeigte Meldung, die die Mehrbenutzernatur von Linux verdeutlicht und alle mit dem Pi verbundenen Benutzer warnt.

Abbildung 1-24. Herunterfahren des Raspberry Pi über das Terminal

Diskussion

Es ist besser, deinen Raspberry Pi wie beschrieben auszuschalten, als einfach den Netzstecker zu ziehen, denn dein Raspberry Pi könnte gerade dabei sein, auf die microSD-Karte zu schreiben, wenn du ihn ausschaltest. Das könnte zu Dateibeschädigungen führen.

Wenn du einen Raspberry Pi herunterfährst, wird er nicht wirklich ausgeschaltet. Er geht in einen Stromsparmodus über - und er ist ohnehin ein ziemlich stromsparendes Gerät (aber die Raspberry Pi-Hardware hat keine Kontrolle über seine Stromversorgung).

Wenn ein Raspberry Pi 400 (mit eingebauter Tastatur) heruntergefahren wurde, kannst du ihn durch Drücken der Taste F10 einschalten, auf der sich auch ein Ein/Aus-Symbol befindet.

Siehe auch

Du kannst ein Modul kaufen , das den Strom abschaltet, wenn der Raspberry Pi heruntergefahren wird.

Informationen zum Hinzufügen von einem Start-Button zu deinem Raspberry Pi findest du in Rezept 13.13.

1.16 Installation des Raspberry Pi Kameramoduls

Problem

Du möchtest das Raspberry Pi Kameramodul verwenden.

Lösung

Das Raspberry Pi Kameramodul(Abbildung 1-25) wird mit einem Flachbandkabel an einem Raspberry Pi befestigt.

Abbildung 1-25. Das Raspberry Pi Kameramodul

Es gibt drei Versionen der Pi Camera: die ursprüngliche Version 1 (wie in Abbildung 1-25 dargestellt), die neuere Version 2 mit höherer Auflösung und die HQ-Kamera (High Quality), die mit Wechselobjektiven ausgestattet ist und eine Auflösung von 12 Megapixeln hat.

Das Flachbandkabel wird an einem speziellen Anschluss zwischen den Audio- und HDMI-Buchsen eines Raspberry Pi 2, 3 oder 4 befestigt. Um das Kabel an deinem Pi zu befestigen, ziehst du die Hebel auf beiden Seiten des Steckers vorsichtig nach oben, so dass sie entriegelt werden, und drückst das Kabel dann in den Steckplatz, wobei die glänzenden metallischen Anschlussflächen des Kabels von der Ethernet-Buchse wegzeigen. Drücke die beiden Hebel des Steckers wieder nach unten, um das Kabel zu verriegeln(Abbildung 1-26).

Abbildung 1-26. Anbringen eines Raspberry Pi Kameramoduls an einem Raspberry Pi 4 Modell B

Warnung

Auf der Verpackung des Kameramoduls steht, dass es empfindlich gegenüber statischer Elektrizität ist. Bevor du es anfasst, erde dich, indem du etwas Geerdetes berührst, z. B. das Metallgehäuse eines PCs.

Beachte, dass der Raspberry Pi Zero ein spezielles Kabel oder einen Adapter benötigt, weil sein Kameraanschluss kleiner ist als der eines ausgewachsenen Raspberry Pi (siehe "Module").

Das Kameramodul erfordert eine gewisse Softwarekonfiguration. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels wird die Kamera-Schnittstelle von der Raspberry Pi-spezifischen Software auf die libcamera Bibliothek umgestellt. Bevor du den Anweisungen folgst, solltest du dich also über den aktuellen Stand der Software des Kameramoduls informieren.

Diese Anleitung beschreibt die "alte" Raspberry Pi-Kamerasoftware, die auch auf ganz alten Raspberry Pi-Modellen funktioniert.

Das grafische Raspberry Pi Konfigurationstool enthält keine Option, um die Kamera zu aktivieren, daher musst du das raspi-config Dienstprogramm über eine Terminal-Sitzung starten.

$ sudo rasp-config

Hier werden Optionen für die Konfiguration deines Raspberry Pi angezeigt.

Wähle "Schnittstellenoptionen" und du wirst die Option "Kamera" sehen(Abbildung 1-27). Wähle die erste Option aus, um die Legacy-Unterstützung zu aktivieren, und starte deinen Raspberry Pi dann neu.

Abbildung 1-27. Aktivieren der Kamera mit raspi-config über die Kommandozeile

Für die Aufnahme von Standbildern und Videos stehen zwei Befehle zur Verfügung: raspistill und raspivid.

Um ein einzelnes Standbild aufzunehmen, verwende den Befehl raspistill:

$ raspistill -o image1.jpg

Ein Vorschaubildschirm wird etwa fünf Sekunden lang angezeigt. Danach wird ein Foto aufgenommen und in der Datei image1.jpg im aktuellen Verzeichnis gespeichert.

Um ein Video aufzunehmen, verwende den Befehl raspivid:

$ raspivid -o video.h264 -t 10000

Die Zahl am Ende der Zeile gibt die Aufzeichnungsdauer in Millisekunden an - in diesem Fall 10 Sekunden.

Diskussion

Sowohl raspistill als auch raspivid haben eine große Anzahl von Optionen. Wenn du einen der beiden Befehle ohne Parameter eingibst, zeigt der Hilfetext die verfügbaren Optionen an.

Du kannst auch eine NoIR (no infrared)-Version der Kamera kaufen, bei der der Infrarotfilter aus dem Kameramodul entfernt wurde, damit die Kamera auch nachts bei Infrarotbeleuchtung funktionieren kann.

Eine Alternative zum Kameramodul ist die Verwendung einer USB-Webcam (siehe Rezept 8.2).

Siehe auch

Erfahre mehr über das Raspberry Pi Kameramodul unter https://oreil.ly/diUuB.

1.17 Bluetooth verwenden

Problem

Du möchtest Bluetooth mit deinem Raspberry Pi verwenden.

Lösung

Wenn du einen Raspberry Pi 3, 4 oder 400 hast, ist die gute Nachricht, dass du neben WiFi auch Bluetooth-Hardware bekommst. Wenn du einen älteren Raspberry Pi hast, kannst du einen USB-Bluetooth-Adapter an ihn anschließen. In beiden Fällen ist die Software, die du für Bluetooth brauchst, jetzt in Raspberry Pi OS enthalten.

Wenn du einen älteren Raspberry Pi hast, solltest du beachten, dass nicht alle Bluetooth-Adapter mit dem Raspberry Pi kompatibel sind. Die meisten sind es, aber um sicherzugehen, solltest du einen Adapter kaufen, der als kompatibel mit dem Raspberry Pi beworben wird. Abbildung 1-28 zeigt einen Raspberry Pi 2, der sowohl mit einem USB-Bluetooth-Adapter (in der Nähe der Kamera) als auch mit einem USB-WiFi-Adapter ausgestattet ist.

Abbildung 1-28. Raspberry Pi 2 mit USB-Bluetooth- und WiFi-Adaptern

Die Bluetooth-Funktionen sind in den Raspberry Pi OS-Desktop integriert, und zwar auf ähnliche Weise wie bei einem Mac. In der oberen rechten Ecke des Bildschirms siehst du das Bluetooth-Symbol(Abbildung 1-29). Klicke es an, um ein Menü mit Bluetooth-Optionen zu öffnen.

Abbildung 1-29. Das Bluetooth-Menü des Raspberry Pi OS

Wenn du ein Bluetooth-Peripheriegerät, wie z. B. eine Tastatur, verbinden möchtest, klicke auf Gerät hinzufügen. Das Dialogfeld Neues Gerät hinzufügen wird geöffnet und zeigt eine Liste der verfügbaren Geräte an, mit denen du eine Verbindung oder ein Pairing herstellen kannst(Abbildung 1-30).

Abbildung 1-30. Ein Bluetooth-Gerät koppeln

Dann wählst du das Gerät aus, mit dem du dich koppeln möchtest, und folgst den Anweisungen, die auf deinem Raspberry Pi und dem Gerät, mit dem du dich koppelst, erscheinen.

Diskussion

Du kannst Telefone, Bluetooth-Lautsprecher, Tastaturen und Mäuse mit deinem Raspberry Pi verbinden. Ich habe festgestellt, dass das Verbinden eines neuen Bluetooth-Geräts nicht immer beim ersten Mal funktioniert. Wenn du also anfangs Probleme hast, ein Gerät zu koppeln, versuche es noch ein paar Mal, bevor du aufgibst.

Meistens ist es bequem, die Desktop-Oberfläche zu verwenden, um Bluetooth-Geräte zu deinem Raspberry Pi-System hinzuzufügen; du kannst Bluetooth-Geräte aber auch über die Kommandozeilen-Schnittstelle koppeln.

Um Bluetooth-Befehle über die Kommandozeile auszuführen, verwende den Befehl bluetoothctl :

$ bluetoothctl
[NEW] Controller B8:27:EB:50:37:8E raspberrypi [default]
[NEW] Device 51:6D:A4:B8:D1:AA 51-6D-A4-B8-D1-AA
[NEW] Device E8:06:88:58:B2:B5 si’s keyboard #1
[bluetooth]#

Sie sucht nach Bluetooth-Geräten und bietet außerdem den Befehl pair, mit dem du das Gerät anhand seiner ID koppeln kannst - zum Beispiel:

[bluetooth]# pair E8:06:88:58:B2:B5

Siehe auch

Hier findest du eine Liste von Bluetooth-Adaptern, die mit dem Raspberry Pi kompatibel sind.

Mit der Blue Dot Software für Android-Telefone kannst du Hardware, die an deinem Raspberry Pi angeschlossen ist, über Bluetooth und dein Mobiltelefon steuern. Ein Beispiel dafür findest du in Rezept 11.8.

Wenn du deinen Raspberry Pi mit einem Bluetooth-Lautsprecher koppelst, musst du auch den Lautsprecher als Ausgang für den Ton einstellen(Rezept 16.2).