© 2018 Franzis Verlag GmbH, 85540 Haar bei München, komplett durchgesehene und aktualisierte Ausgabe

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Raspberry Pi is a trademark of the Raspberry Pi Foundation

Satz & Layout: DTP-Satz A. Kugge, München, Matthias Vietmeier
Konzept: Christian Immler, Dr. Markus Stäuble, Jenny Pfeiffer
Programmleitung: Benjamin Hartlmaier
art & design: www.ideehoch2.de

ISBN 978-3-645-22268-6

Inhalt

1Betriebssystem mit NOOBS installieren

2Raspbian installieren

3Warnsymbole auf dem Bildschirm

4Pixeloberfläche auf Deutsch umstellen

5Wichtige Unterschiede gegenüber Windows bei Dateinamen und Verzeichnissen

6Speicherkarte komplett sichern

7Speicherkarte aus Image-Datei duplizieren

8Speicherkarte ohne PC duplizieren

9Betriebssysteme ohne NOOBS installieren

10ChameleonPi – das Spiele-Linux

11Spiele in ChameleonPi installieren

12Der Raspbian-Desktop

13Der Dateimanager PCManFM

14Wichtige Befehle auf der Linux-Kommandozeile

15Der Superuser root

16Dateimanager mit root-Rechten nutzen

17Eigenes Hintergrundbild für den Desktop

18Fan-Art als Hintergrundbild

19Texteditoren für Konfigurationsdateien

20Bildschirmschoner abschalten

21Diaschau im Vollbildmodus

22Fotos von PC oder Netzwerkfestplatte auf dem Raspberry Pi anzeigen

23Desktopverknüpfungen für Programme aus dem Startmenü anlegen

24Die wichtigsten Standardverzeichnisse in Linux

25LXTerminal mit weißem Hintergrund

26Zeit ohne Internetverbindung einstellen

27Software als Linux-Paket installieren

28Software über grafische Paketverwaltung installieren

29Ziffernblock aktivieren

30Freien Speicherplatz anzeigen

31Speicherkarte aufräumen, wenn der Raspberry Pi nicht mehr bootet

32Screenshots vom Raspbian-Desktop erstellen

33LibreOffice auf Deutsch

34Tipps zu LibreOffice

35Schlanke Alternative: AbiWord

36Einfache Bildbearbeitung mit Mirage

37Wissenschaftlicher Taschenrechner

38Drucker einrichten

39Drucken aus einem Linux-Programm

40Chrome-Browser – Sync mit PC/Smartphone

41DNT (Do Not Track) – ein Politikum im Internet

42Firefox mit dem PC synchronisieren

43Werbe-Pop-ups in Firefox blockieren

44Standardbrowser ändern

45CloudMe auf dem Raspberry Pi nutzen

46GMX-Mediacenter auf dem Raspberry Pi nutzen

47E-Mail mit Claws Mail

48Gmail in Claws Mail nutzen

49E-Mail mit Thunderbird

50OSMC-Mediacenter einrichten

51Nur Ton, kein Bild – was nun?

52Webradio in OSMC

53YouTube und Mediatheken in OSMC nutzen

54Fotos im OSMC-Mediacenter

55Wetter im OSMC-Mediacenter

56OSMC per WLAN nutzen

57Fernbedienung des Fernsehers über HDMI-CEC nutzen

58Smartphone als Fernbedienung für OSMC

59OSMC im Browser auf einem anderen PC fernsteuern

60ASCII-Art

61Pi Presents für Präsentationen

62Eigene Präsentationen mit Pi Presents erstellen

63Minecraft

64Spieleklassiker auf dem Raspberry Pi

65Textadventures – interaktive Fiktion

66Klassische Point-and-Click-Adventures

67Python Games

68Sinclair ZX Spectrum-Emulator

69DOSbox – PC-DOS-Emulator

70RetroPie – Sammlung von Emulatoren

71Der GamepadBlock

72Die Anschlüsse des Raspberry Pi 3

73Die Anschlüsse von Raspberry Pi Zero, Zero W und Zero WH

74Was unterscheidet die verschiedenen Raspberry-Pi-Modelle?

75Netzteil anschließen

76Audio einrichten

77MP3 aus dem Dateimanager abspielen

78WLAN einrichten

79Mehr Leistung durch Speichertuning

80Aktuelle Speicherauslastung anzeigen

81Das Raspberry-Pi-Touchscreen-Display

82Bildschirmtastatur für Touchscreen-Display

83Raspberry-Pi-Kamera anschließen

84Pi-NoIR-Kamera

85Fotografieren mit der Raspberry-Pi-Kamera

86Video mit der Raspberry-Pi-Kamera

87Mit der Raspberry-Pi-Kamera aufgenommene Videos abspielen

88TBOPlayer – grafische Oberfläche für den OMXPlayer

89USB-Sticks mounten

90Die Linux-Dateisysteme

91Komfortable Festplatteneinrichtung mit GParted

92Gehäuse für den Raspberry Pi bauen

93IP-Adresse und MAC-Adresse des Raspberry Pi anzeigen

94Feste IP-Adresse über statisches DHCP vergeben

95Feste IP-Adresse auf dem Raspberry Pi eintragen

96MINIBIAN – schlankes Raspbian für Server

97Vom PC über SSH auf dem Raspberry Pi anmelden

98Daten per SSH vom PC auf den Raspberry Pi kopieren – und umgekehrt

99Dateiübertragung mit dem Total Commander

100Dateiverwaltung mit dem Midnight Commander

101SSH-Client für Smartphones und Tablets

102Grafische Anwendungen vom Raspberry Pi auf dem PC nutzen

103Raspbian-Desktop per VNC auf den PC übertragen

104VNC-Server beim Booten automatisch mit starten

105Notebook als Tastatur und Monitor für Raspberry Pi nutzen

106Wenn keine Möglichkeit besteht, den Raspberry Pi mit Bildschirm und Tastatur zu booten

107VNC vom Tablet aus verbinden

108Externe Festplatten für Serverbetrieb mounten

109Webserver installieren

110Webserver über No-IP ins Internet bringen

111Portweiterleitung auf dem Router einrichten

112LionWiki – eigene kleine Wissensdatenbank einrichten

113Fotogalerie auf dem Webserver

114Samba-Server installieren

115Samba-Server im Windows-Netzwerk nutzen

116CloudServer FuguHub einrichten

117FuguHub im Netzwerk nutzen

118FuguHub als Dateiserver im Windows-Netzwerk

119FuguHub deinstallieren

120DLNA-Streamingserver MiniDLNA einrichten

121Medien auf Windows-PCs streamen

122Medien auf Android-Smartphones oder Tablets streamen

123MiniDLNA-Statusanzeige im Netzwerk

124Freeciv-Spieleserver

125Serverstatusanzeige htop

126RasPi Check – Statusanzeige auf dem Smartphone

127Raspcontrol

128Raspberry Pi als WLAN-Zugangspunkt

129WLAN-Zugangspunkt als Internetzugang nutzen

130Python als Taschenrechner

131Python-Programme nutzen

132Python 2 oder 3?

133Python-Programme über Kommandozeile starten

134Python 2 – Ausgabe auf dem Bildschirm

135Python 3 – Ausgabe auf dem Bildschirm

136Python – Variablen vom Typ Number

137Python – Variablen vom Typ String

138Python – Eingabe durch den Benutzer

139Python – Bedingungen mit if

140Python – Bedingungen mit if – else

141Python – Bedingungen mit if – elif – else

142Python – Bedingungen mit and und or verknüpfen

143Python – Schleifen mit for

144Python – Schleifen mit while

145Python – Funktionen ohne Parameter

146Python – Funktionen mit Parametern

147Python – Funktionen mit Rückgabewert

148Boolesche Wahr- und Falsch-Werte

149Einfaches Programmierbeispiel: Zahlen raten

150Farbige Texte im Terminalfenster

151Uhrzeiten in Python verarbeiten

152Analoguhr mit PyGame programmieren

153Zusätzliche Python-Pakete nachinstallieren

154Raspberry-Pi-Kamera mit Python steuern

155Raspberry-Pi-Kamera als Webcam

156Thonny Python IDE

157Programmieren in Scratch

158Verbesserungen in Scratch 2

159Scratch 2 auf Deutsch umschalten

160Kultspiel Flappy Bird in Scratch 2 nachbauen

161Programmieren in Java

162Elektronik über GPIO anschließen

163Passende Anschlusskabel für GPIO-Pins

164Elektronische Schaltungen ohne Löten aufbauen

165LEDs an die GPIO-Ports anschließen

166GPIO-Ports über Python ansteuern

167LED-Lauflicht

168PI-LITEr

169Taster am GPIO-Anschluss

170LED-Würfel

171Fußgängerampel mit LEDs und Taster

172IP-Adresse mit blinkender LED anzeigen

173Python-Programme auf dem LXDE-Desktop automatisch starten

174IP-Adresse auf LED-Streifen anzeigen

175IP-Adresse auf PI-LITEr anzeigen

176LEDs mit PWM dimmen

177PWM mit Python

178RGB-LEDs

179RGB-LEDs in Python steuern

180Farbverlauf auf RGB-LEDs

181Töne mit Piezo-Summer erzeugen

182Servos steuern

183Sieben-Segment-Anzeige zur Darstellung von Ziffern

184Sieben-Segment-Anzeige mit Python ansteuern

185Kamera mit Selbstauslöser und GPIO-Taste

186Mehrstellige Sieben-Segment-Anzeigen

187Zeitmultiplex – der Trick mit dem Nachleuchten

188Mehrstellige Sieben-Segment-Anzeige mit Python ansteuern

189Uhr auf der Sieben-Segment-Anzeige

190IP-Adresse auf der Sieben-Segment-Anzeige

191LED-Punktmatrixanzeigen

192LED-Punktmatrixanzeige mit Python ansteuern

193Zeichensatz für LED-Punktmatrixanzeige

194Zeichen auf LED-Punktmatrixanzeige ausgeben

195Zeichenorientiertes LCD anschließen

196Zeichenorientiertes LCD mit Python ansteuern

197IP-Adresse und Uhr auf dem LCD

198Vierzeiliges LCD ansteuern

199Statusanzeige für Server oder USB-Sticks

200LCD für Mediacenter

201i2c-Geräte adressieren und finden

202Der Portexpander MCP23017

203Der Portexpander MCP23016

204Lauflicht mit dem Portexpander (MCP23017)

205CPU-Lastanzeige mit Portexpander (MCP23017)

206Binäruhr mit Portexpander (MCP23017)

207i2c-LCDs (MCP23017) anschließen

208Der Portexpander PCF8574/PCF8574A

209i2c-LCDs (PCF8574) ansteuern

210i2c-Zusatzmodule für LCDs ansteuern

211Sensorkontakte selbst bauen

212Sensorkontakte mit Python nutzen

213Gamepad mit Sensorkontakten für bekannte Spiele

214Die GPIOzero-Bibliothek

215PI-LITEr mit GPIOzero nutzen

216GPIO mit Scratch

217LED-Würfel mit Scratch

218GPIO-Steuerung über Smartphones

219Web-App mit Python und PHP

220GPIO aus der Linux-Shell nutzen

221Erweiterungsplatine SenseHAT

222Der SenseHAT-Emulator

223Arduino mit dem Raspberry Pi programmieren

RASPBERRY PI

MACH’S EINFACH

DIE KOMPAKTESTE GEBRAUCHSANWEISUNG MIT

222 ANLEITUNGEN

Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;
detaillierte Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

Hinweis: Alle Angaben in diesem Buch wurden vom Autor mit größter Sorgfalt erarbeitet bzw. zusammengestellt und unter Einschaltung wirksamer Kontrollmaßnahmen reproduziert. Trotzdem sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Der Verlag und der Autor sehen sich deshalb gezwungen, darauf hinzuweisen, dass sie weder eine Garantie noch die juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen, übernehmen können. Für die Mitteilung etwaiger Fehler sind Verlag und Autor jederzeit dankbar. Internetadressen oder Versionsnummern stellen den bei Redaktionsschluss verfügbaren Informationsstand dar. Verlag und Autor übernehmen keinerlei Verantwortung oder Haftung für Veränderungen, die sich aus nicht von ihnen zu vertretenden Umständen ergeben. Evtl. beigefügte oder zum Download angebotene Dateien und Informationen dienen ausschließlich der nicht gewerblichen Nutzung. Eine gewerbliche Nutzung ist nur mit Zustimmung des Lizenzinhabers möglich.

Wie funktioniert das Buch?

Dieses Buch enthält 223 Lösungen, die im Umgang mit dem Minicomputer Raspberry Pi unabdingbar sind. Der Übersicht halber sind die Lösungen in verschiedene Themenbereiche aufgeteilt, die mit Farben gekennzeichnet sind:

Die einzelnen Lösungen in den Kategorien stehen für sich; sollten sie auf eine andere Lösung im Buch aufbauen, ist das vermerkt.

Zusatzmaterial:

Alle Code-Beispiele finden Sie gratis zum Download unter www.buch.cd.

Tragen Sie für dieses Produkt im Eingabefeld den Code 60351-5 ein.

Betriebssystem

NOOBS (New Out Of the Box Software) ist ein besonders einfacher Installer für Raspberry-Pi-Betriebssysteme, bei dem kein spezielles Image-Tool nötig ist.

1NOOBS herunterladen: www.raspberrypi.org/downloads.

2Zip-Archiv auf die Festplatte entpacken.

3Die Dateien des Hauptverzeichnisses und die Unterverzeichnisse auf eine neue, mindestens 8 GByte große SD-Karte kopieren.

4Wurde die SD-Karte bereits benutzt, mit dem SD-Formatter im PC neu formatieren: www.sdcard.org/downloads/formatter_4. Dabei Format Size Adjustment einschalten.

5SD-Karte aus dem PC nehmen, in Raspberry Pi einstecken und booten.

Raspbian ist das bekannteste und wichtigste Betriebssystem für den Raspberry Pi. Nach dem Booten mit der NOOBS-Speicherkarte erscheint ein Auswahlmenü.

1Ganz unten Deutsch als Installationssprache wählen. Damit wird automatisch auch die deutsche Tastatur ausgewählt. (Leider funktioniert das nicht immer.)

2Das Häkchen beim vorausgewählten Raspbian-Betriebssystem setzen.

3Nach Bestätigen einer Sicherheitsmeldung, dass die Speicherkarte überschrieben wird, startet die Installation, die einige Minuten dauert.

4Nach abgeschlossener Installation bootet der Raspberry Pi neu.

Bei schwerwiegenden Problemen zeigt die Raspberry-Pi-Firmware oben rechts auf dem Bildschirm Warnsymbole, und zwar unabhängig davon, ob ein grafischer Desktop oder ein kommandozeilenorientiertes Betriebssystem läuft.

	Zeigt eine zu geringe Spannungsversorgung an. Fällt die Versorgungsspannung unter 4,63 V, deutet das in den meisten Fällen auf ein zu schwaches Netzteil hin, das zwar eine Nennspannung von 5 V, aber weniger als 2.000 mA liefert.
	Die Temperatur des Prozessors liegt zwischen 80 und 85 °C. Aus Sicherheitsgründen wird die Leistung der Prozessorkerne gedrosselt.
	Die Temperatur des Prozessors liegt zwischen 80 und 85 °C. Aus Sicherheitsgründen wird die Leistung der Prozessorkerne und der GPU weiter gedrosselt.

Im Gegensatz zum früheren raspi-config wird das neue grafische Konfigurationsprogramm nicht automatisch gestartet.

1Mit einem Klick auf das Raspberry-Symbol oben links über das Menü Preferences/Raspberry Pi Configuration das Konfigurationsprogramm starten.

2Auf der Registerkarte Localisation auf Set Locale klicken und Language: de (German), Country: DE (Germany), Character Set: UTF-8 auswählen.

3Auf Set Timezone klicken und Area: Europe, Location: Berlin auswählen.

4Auf Set Keyboard klicken und Country: Germany, Variant: German auswählen.

5Alles mit OK bestätigen und Raspberry Pi neu starten.

Wer Dateien zwischen Raspberry Pi und Windows übertragen möchte, muss die Unterschiede bezüglich der Namensregeln kennen.

•Im Gegensatz zu Windows unterscheidet Linux bei Dateinamen zwischen Groß- und Kleinschreibung.

•Die Dateinamen sollten aussagekräftig sein, aber bei 256 Stellen kompletter Pfadlänge einschließlich der Verzeichnisnamen ist Schluss. Leerzeichen dürfen nicht verwendet werden.

•Linux kennt das Backslash-Zeichen \ für Pfadangaben nicht. Zur Angabe von Verzeichnissen wird immer der normale Schrägstrich / genutzt.

•Windows verwendet zur Kennzeichnung von Dateitypen die entsprechende Dateiendung, die klassischerweise aus drei Zeichen besteht, durch einen Punkt vom eigentlichen Dateinamen getrennt. Bei Linux kann einer Datei jeder beliebige Name gegeben werden. Es gibt keinen Unterschied zwischen Dateiname und Dateiendung.

Eine Komplettsicherung der Speicherkarte in eine Image-Datei auf dem PC bietet die Möglichkeit, diese bei einem Ausfall wiederherzustellen oder identisch zu duplizieren.

1USB Image Tool von www.alexpage.de auf dem PC installieren.

2Speicherkarte in den Kartenleser des PCs stecken.

3Im linken Fenster Speicherkarte auswählen, auf Backup klicken und Dateinamen festlegen.

1Im USB Image Tool den Device Mode wählen und die Speicherkarte auswählen.

2Auf Restore klicken, Image-Datei auswählen und Kopiervorgang starten.

Zum Duplizieren der Speicherkarte am Raspberry Pi ist ein zweiter Kartenleser erforderlich, der über USB angeschlossen wird.

1Leere, formatierte Speicherkarte in den zweiten Kartenleser stecken. Sie kann eine andere Größe haben als die Originalspeicherkarte, der Inhalt muss aber komplett darauf passen.

2Im Menü Zubehör/SD Card Copier auswählen.

3Bei Von Gerät kopieren die interne Speicherkarte auswählen, bei Auf Gerät kopieren die zweite Speicherkarte.

4New Partition UUIDs aktivieren, damit die Kopie eine neue ID bekommt.

5Start startet den Kopiervorgang.

Betriebssysteme, die nicht bei NOOBS enthalten sind, werden über Image-Dateien auf dem PC auf die Speicherkarte übertragen.

1Speicherkarte mit SD-Formatter im PC neu formatieren: www.sdcard.org/downloads/formatter_4. Dabei Format Size Adjustment einschalten.

2USB Image Tool von www.alexpage.de auf dem PC installieren.

3Im USB Image Tool den Device Mode wählen und die Speicherkarte auswählen.

4Auf Restore klicken, Image-Datei auswählen und Kopiervorgang starten.

Wer mit Emulatoren auf dem Raspberry Pi spielen möchte, braucht keinen Linux-Desktop. ChameleonPi ist eine spezielle Linux-Distribution mit Emulatoren für Retrospielkonsolen und ältere Home-Computer.

1Auf der Seite chameleon.enging.com die aktuelle Version des ChameleonPi-Image herunterladen.

2Das bz2-komprimierte Archiv entpacken, unter Windows z. B. mit dem Packer 7-Zip (www.7-zip.de).

3Wie in Anleitung 9 (Seite 15) beschrieben, Image mit dem USB Image Tool auf eine mindestens 8 GByte große Speicherkarte übertragen und den Raspberry Pi damit booten.

4Auf der ChameleonPi-Oberfläche vor dem ersten Start eines Emulators mit der Taste 0 das Optionsmenü aufrufen. Mit den Pfeiltasten die Zeile Resize roms partition wählen. Damit wird die Datenpartition für die Spiele auf die volle Größe der Speicherkarte ausgeweitet.

5Danach weiter unten im Menü Raspbian config starten und Tastatur, Sprache sowie Zeitzone auswählen.

6Im Menü Audio den verwendeten Lautsprecherausgang HDMI oder 3.5mm socket wählen.

7Über den Menüpunkt Open terminal ein Kommandozeilenfenster öffnen, um das System mit folgenden Befehlszeilen auf den aktuellen Stand zu bringen:

	  sudo apt-get update
	  sudo apt-get upgrade
	  sudo apt-get autoclean

8Kommandozeilenebene mit exit verlassen und ChameleonPi mit dem Menüpunkt Reboot now neu starten.

ChameleonPi bietet zwei Möglichkeiten zur Installation von Spielen. Diese müssen in Unterverzeichnisse von /roms auf die Speicherkarte kopiert werden:

•Speicherkarte in den PC stecken und Spieldateien kopieren.

•ChameleonPi enthält einen Samba-Server und legt automatisch eine Windows-Freigabe im Netzwerk an. So können Spieldateien in die jeweiligen Unterverzeichnisse unter RPICHAMELEON/roms kopiert werden. Beim ersten Mal ist eine Anmeldung erforderlich: Benutzername zx, Passwort spectrum.

Praxis

Raspbian bringt einen Dateimanager mit, der dem Windows-Explorer täuschend ähnlich sieht.

•Der Dateimanager wird über das Symbol in der Taskleiste neben dem Startmenü gestartet.

•Standardmäßig zeigt er nur das Home-Verzeichnis an. Unter Linux legt man alle eigenen Dateien ausschließlich unterhalb des eigenen Home-Verzeichnisses ab. Hier heißt es /home/pi nach dem Benutzernamen pi.

•Um mehr zu sehen, im Dateimanager oben links von Orte auf Verzeichnisbaum umschalten und dann im Menü unter Ansicht/Ordneransicht die Option Detailansicht wählen.

•Um wirklich alles zu sehen, im Menü Ansicht/Versteckte anzeigen einschalten.

•Dateien lassen sich mit der rechten Maustaste oder den Tastenkombinationen Strg + C und Strg + V kopieren. Auch Drag-and-drop zwischen zwei Dateimanagerfenstern funktioniert.

•Mit einem der letzten Updates wurde die Benutzeroberfläche des Dateimanagers anfängertauglich vereinfacht. Um alle Funktionen nutzen zu können, unter Bearbeiten/Einstellungen im Bereich Layout den Schalter Display simplified user interface and menus ausschalten.

Linux-Kommandos werden im Terminalfenster, direkt auf Terminalebene ohne grafische Oberfläche oder per SSH von einem anderen Computer im Netzwerk eingegeben.

Der auf dem Raspberry Pi standardmäßig angemeldete Benutzer pisudorootroot