Schnelleinstieg Raspberry Pi 2 - Installation, Bedienung, Programmierung und Elektronik für die Praxis

Schnelleinstieg Raspberry Pi 2 - Installation, Bedienung, Programmierung und Elektronik für die Praxis

 

 

 

von: Christian Immler

Franzis, 2015

ISBN: 9783645223348

Sprache: Deutsch

161 Seiten, Download: 16286 KB

 
Format:  EPUB, PDF, auch als Online-Lesen

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Schnelleinstieg Raspberry Pi 2 - Installation, Bedienung, Programmierung und Elektronik für die Praxis



1. Kleiner Computer ganz groß


Kaum ein elektronisches Gerät in seiner Preisklasse hat im letzten Jahr so viel von sich reden gemacht wie der Raspberry Pi. Der Raspberry Pi ist – auch wenn es auf den ersten Blick gar nicht so aussieht – ein vollwertiger Computer, etwa in der Größe einer Kreditkarte und vor allem zu einem sehr günstigen Preis. Nicht nur die Hardware ist günstig, die Software noch mehr. Das Betriebssystem und alle im Alltag notwendigen Anwendungen werden kostenlos zum Download angeboten.

Der Name

Raspberry ist das englische Wort für Himbeere. Schon früher wurden Computer nach Früchten benannt, wie z. B. Apple, Apricot, Blackberry. Pi steht für Python Interpreter, die wichtigste Programmiersprache auf dem Raspberry Pi. Zusammen ergibt sich ein Name, der mit dem englischen Wort für Himbeerkuchen, raspberry pie, phonetisch identisch ist.

Die Webseite rastrack.co.uk zeigt eindrucksvoll, wie viele Raspberry Pis auf der ganzen Welt im Einsatz sind. Der Schwerpunkt liegt natürlich, wie zu erwarten, in Großbritannien, der Heimat des Raspberry Pi.

Linksammlung zum Raspberry Pi

Den Link zur abgebildeten Webseite sowie auch alle anderen im Buch erwähnten Links und noch mehr finden Sie in unserer Linksammlung zum Raspberry Pi unter www.softwarehandbuch.de/raspberry-pi.

Eine Himbeere verzückt die Maker-Szene


Mit dem speziell angepassten Linux mit grafischer Oberfläche ist der Raspberry Pi ein stromsparender, lautloser PC-Ersatz. Seine frei programmierbare GPIO-Schnittstelle macht den Raspberry Pi besonders interessant für Hardwarebastler und die Maker-Szene. Im Februar 2015 erschien der aktuelle Raspberry Pi 2, eine erweiterte neue Version des Raspberry Pi B+ mit 900 MHz Quad-Core ARM Cortex-A7 CPU und 1 GB RAM. Formfaktor und alle Anschlüsse entsprechen dem Raspberry Pi B+.

Der Raspberry Pi 2 Modell B und seine Hardwareanschlüsse.

Die Leistungsfähigkeit ist mit einem ein paar Jahre alten Office-PC vergleichbar und somit völlig ausreichend. Die Grafikleistung entspricht etwa der Xbox 1 und liefert HDMI-Qualität beim Abspielen von Videos. Somit eignet sich ein Raspberry Pi durchaus auch als Media Center im Wohnzimmer oder als einfacher PC-Ersatz.

Als die britische Stiftung Raspberry Pi Foundation im Mai 2011 den ersten Raspberry Pi der Presse vorstellte, war das eigentliche Ziel, Schülern mehr Interesse am Programmieren und an elektronischen Basteleien zu vermitteln. Die Entwickler hatten damals für diese Zielgruppe an weltweite Verkaufszahlen um 1.000 Stück gedacht. Nachdem ein vom britischen Fernsehsender BBC gedrehtes Video zur Vorstellung des Raspberry Pi auf YouTube 600.000 Mal angesehen wurde (youtu.be/pQ7N4rycsy4), erhöhten die Entwickler spontan die Erstauflage des Modells B auf 10.000 Stück.

Beim Verkaufsstart im Februar 2012 wurden jedoch am ersten Tag bereits 100.000 Stück bestellt, sodass es zu erheblichen Lieferengpässen kam. Daraufhin schloss die Raspberry Pi Foundation Verträge mit den großen britischen Elektronikdistributoren Premier Farnell und RS Components, die Herstellung und Vertrieb der Geräte übernahmen. Inzwischen sind über 5.000.000 Geräte verkauft, darunter bereits über 500.000 Geräte des neuen Typs Raspberry Pi 2. Raspberry Pi ist damit unter den britischen Computerherstellern der mit dem größten Absatz (in Stückzahlen).

Das unterscheidet die verschiedenen Raspberry-Pi-Modelle


Bevor der aktuelle Raspberry Pi 2 Modell B erschien, sprach man, wenn vom Raspberry Pi die Rede war, fast immer vom klassischen Modell B oder dessen Nachfolger B+.

Neben dem Modell B gab es anfangs noch ein Modell A ohne Netzwerkanschluss und nur mit 256 MB RAM, das vergleichsweise wenig verbreitet war. Für den Industrieeinsatz wird das Raspberry Pi Compute Modul angeboten. Diese Variante entspricht in der Bauform einem SO-DIMM Speichermodul, wie es in Notebooks Verwendung findet. Da das Modul keinerlei Schnittstellen hat, muss es in Industrieelektronik eingebaut werden. Für Maker und Entwickler wird eine I/O-Platine mit diversen Schnittstellen geliefert, auf der das Compute Modul aufgesteckt wird.

Technische Daten der verschiedenen Raspberry-Pi-Modelle.

Oben: Raspberry Pi A+, Raspberry Pi B+, Raspberry Pi 2 – Unten: Compute Modul mit I/O-Platine, Raspberry Pi B altes Modell, Raspberry Pi B neues Modell (auf älteren Platinen fehlen die beiden auffälligen Schraublöcher sowie die beiden Lötösen für den Reset-Schalter links des HDMI-Anschlusses).

Das Betriebssystem auf dem Raspberry Pi


Linux ist ein freies Betriebssystem auf Basis des früheren Großrechner-Betriebssystems Unix. Es wurde ursprünglich für die Intel-x86-Plattform entwickelt, inzwischen gibt es aber auch Varianten für andere Systeme. Der Name Linux ist abgeleitet von Linus Torvalds, einem finnischen Programmierer, der den ersten freien Unix-Kernel veröffentlichte und damit den Grundstein für das heutige Linux legte. Verschiedene Linux-Varianten wurden speziell für den Raspberry Pi angepasst. Die Raspberry-Pi-Stiftung empfiehlt Raspbian, das auf dem bekannten Debian-Linux basiert und eigens für die Hardware des Raspberry Pi optimiert wurde. Dieses Betriebssystem unterstützt sämtliche Hardwarekomponenten aller Raspberry-Pi-Modelle optimal.

Für jeden Zweck das passende Linux

Das Betriebssystem wird auf einer Speicherkarte installiert, die sich leicht wechseln lässt. So kann man je nach Einsatzzweck den Raspberry Pi mit einem speziellen Betriebssystem booten. Neben dem klassischen Raspbian gibt es unter anderem die Multimedia-Distribution Raspbmc oder das Spiele-Linux ChameleonPi.

Braucht man ein Gehäuse?


Der Raspberry Pi wird als einzelne Elektronikplatine mit offen liegenden Kontakten und Bauteilen geliefert, was einerseits ziemlich cool aussieht, andererseits aber die Gefahr von Kurzschlüssen durch Berührung mit herumliegenden Metallteilen birgt.

Natürlich kann man den Raspberry Pi ohne Gehäuse betreiben. Ein Gehäuse schützt die Platine, muss aber die Anschlüsse, die an allen vier Seiten liegen, weiterhin benutzbar halten. Diverse Firmen bieten unterschiedlichste Gehäuseformen an, teilweise aus Acryl, um die Platine wie auch die LEDs weiterhin zu sehen. Links zu verschiedenen Gehäuseherstellern finden Sie in unserem Linkverzeichnis unter www.softwarehandbuch.de/raspberry-pi. Beachten Sie, dass die Gehäuse der älteren Raspberry-Pi-Modelle nicht zum Raspberry Pi B+ und Raspberry Pi 2 passen.

Ein wenig Zubehör für die Inbetriebnahme


Der Raspberry Pi ist trotz seiner geringen Größe ein vollwertiger Computer. Um ihn allerdings nutzen zu können, braucht man wie bei einem »normalen« PC noch einiges an Zubehör: ein Betriebssystem, Stromversorgung, Netzwerk, Monitor, Tastatur und diverse Anschlusskabel.

Hier finden Sie Erweiterungskomponenten


In den Anfangszeiten war der Raspberry Pi nur über die englischen Shops von Premier Farnell Element14 (de.farnell.com/raspberry-pi-accessories) und RS Components (bit.ly/16aDyZv) zu bekommen, was mit Wartezeiten und hohen Versandkosten verbunden war. Mittlerweile bieten diverse Händler den Raspberry Pi online an. Bei Conrad bekommt man ihn ebenfalls im Online-Shop (www.conrad.de) sowie auch – wenn nicht gerade ausverkauft – in den Filialen.

Die Preise für den Raspberry Pi 2 liegen in Deutschland zwischen 30 und 45 Euro. Das größte Angebot an Erweiterungskomponenten für den Raspberry Pi bietet der Online-Shop von Farnell.

Strom über Micro-USB-Handyladegerät


Für den Raspberry Pi reicht jedes moderne Handynetzteil. Ältere Ladegeräte aus den Anfangszeiten der USB-Ladetechnik sind noch zu schwach. Schließt man leistungshungrige USB-Geräte wie externe Festplatten ohne eigene Stromversorgung an, ist ein stärkeres Netzteil erforderlich. Das Netzteil muss 5 V und mindestens 700 mA liefern, besser 1000 mA. Der eingebaute Leistungsregler verhindert ein »Durchbrennen« bei zu starken Netzteilen.

So äußert sich ein zu schwaches Netzteil

Wenn der Raspberry Pi zwar bootet, sich dann aber keine Mausbewegung erkennen lässt oder das System nicht auf Tastatureingaben reagiert, deutet das auf eine zu schwache Stromversorgung hin. Auch wenn der Zugriff auf angeschlossene USB-Sticks oder Festplatten nicht möglich ist, sollten Sie ein stärkeres Netzteil verwenden.

Der Raspberry Pi kann seinen Strom auch aus dem USB-Anschluss eines PCs beziehen. Allerdings braucht man hier (offiziell) einen USB-3.0-Anschluss mit Micro-USB-2.0-Kabel, da diese Anschlüsse nach Spezifikation 900 mA liefern, ein normaler USB-2.0-Anschluss aber nur 500 mA. Viele Notebooks haben aber schon USB-2.0-Anschlüsse mit 700 mA Leistung oder mehr.

Eine Micro-SD-Speicherkarte agiert als FestplatteDie Speicherkarte dient sozusagen als Festplatte. Sie enthält das Betriebssystem. Eigene Daten und installierte Programme werden ebenfalls darauf gespeichert. Die Speicherkarte sollte mindestens 4 GB groß sein und nach Herstellerangaben des Raspberry Pi mindestens den Class-4-Standard unterstützen. Dieser Standard gibt die Geschwindigkeit der Speicherkarte an. Eine aktuelle Class-10-Speicherkarte macht sich in der Performance deutlich positiv bemerkbar.

Die Zahl im Kreis gibt...

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