Michael Kofler hat Telematik an der TU Graz studiert und ist einer der erfolgreichsten deutschsprachigen IT-Fachbuchautoren. Zu seinen Themengebieten zählen neben Linux auch IT-Sicherheit, Python, Swift, Java und der Raspberry Pi. Er ist Entwickler, berät Firmen und
arbeitet als Lehrbeauftragter.

  Vorwort ... 15
  Geleitwort von Eben Upton ... 20
TEIL I.  Den Raspberry Pi kennenlernen ... 21
  1.  Kauf und Inbetriebnahme ... 23
       1.1 ... Kauf ... 23
       1.2 ... Raspberry-Pi-Distributionen ... 37
       1.3 ... Installation ... 39
  2.  Erste Schritte mit Raspberry Pi OS ... 43
       2.1 ... Basiskonfiguration ... 44
       2.2 ... Der PIXEL Desktop ... 51
       2.3 ... Wichtige Programme ... 53
       2.4 ... WLAN-Konfiguration ... 63
       2.5 ... Bluetooth-Konfiguration ... 64
       2.6 ... USB-Sticks und -Festplatten ... 65
       2.7 ... Drucker ... 66
  3.  Arbeiten im Terminal ... 69
       3.1 ... Erste Experimente ... 69
       3.2 ... Eingabeerleichterungen und Tastenkürzel ... 75
       3.3 ... Die Bourne Again Shell (bash) ... 78
       3.4 ... Arbeiten mit Administratorrechten (sudo) ... 84
       3.5 ... Textdateien lesen und ändern ... 87
       3.6 ... Verzeichnisse und Dateien ... 92
       3.7 ... Komprimierte Dateien und Archive ... 99
       3.8 ... Prozessverwaltung ... 103
       3.9 ... Netzwerkkommandos ... 108
  4.  Tipps & Tricks ... 113
       4.1 ... Raspberry Pi OS Lite ... 113
       4.2 ... WLAN und SSH-Server vorkonfigurieren ... 116
       4.3 ... PIXEL Desktop konfigurieren ... 117
       4.4 ... Screenshots erstellen ... 120
       4.5 ... Mehr Farbe im Terminal ... 121
       4.6 ... Overclocking ... 123
       4.7 ... USB-Booting ... 127
       4.8 ... SSDs mit PCIe verwenden ... 131
       4.9 ... Notfall-Tipps ... 135
  5.  Arbeitstechniken ... 143
       5.1 ... Programme installieren und verwalten ... 143
       5.2 ... Updates ... 147
       5.3 ... SSH ... 152
       5.4 ... Remote-Desktop-Nutzung (VNC) ... 160
       5.5 ... Netzwerkverzeichnisse nutzen ... 166
       5.6 ... Netzwerkverzeichnisse anbieten (Samba-Server) ... 171
       5.7 ... Internetzugriff auf den Raspberry Pi ... 178
       5.8 ... Programme beim Systemstart ausführen ... 187
       5.9 ... Programme regelmäßig ausführen (Cron) ... 188
       5.10 ... Monitor ein- und ausschalten ... 191
       5.11 ... Backups erstellen ... 193
  6.  Linux-Grundlagen ... 199
       6.1 ... Benutzer und Gruppen ... 200
       6.2 ... Zugriffsrechte ... 207
       6.3 ... Paketverwaltung ... 214
       6.4 ... Verwaltung des Dateisystems ... 216
       6.5 ... Netzwerkkonfiguration ... 224
       6.6 ... Bluetooth ... 229
       6.7 ... Systemstart ... 231
       6.8 ... Systemeinstellungen in config.txt ... 239
       6.9 ... Grafiksystem ... 243
       6.10 ... Kernel und Module ... 246
       6.11 ... Device Trees ... 249
  7.  Ubuntu ... 253
       7.1 ... Installation ... 253
       7.2 ... Desktop-Nutzung ... 255
       7.3 ... Servereinsatz ... 258
TEIL II.  Der Raspberry Pi als Media-Center und Spielekonsole ... 259
  8.  Audioplayer mit Smartphone-Fernbedienung ... 261
       8.1 ... Musik hören mit dem Raspberry Pi ... 262
       8.2 ... HiFiBerry ... 263
       8.3 ... MPD-Installation und -Konfiguration ... 266
       8.4 ... Volumio ... 274
  9.  Multimedia-Center mit Kodi und LibreELEC ... 279
       9.1 ... Installation und Konfiguration ... 280
       9.2 ... Anwendung ... 288
10.  RetroPie ... 295
       10.1 ... Gehäuse und Controller ... 296
       10.2 ... Installation ... 300
       10.3 ... Spiele starten, speichern und laden ... 306
TEIL III.  Hardware-Grundlagen ... 309
11.  Hardware-Einstieg ... 311
       11.1 ... Platinenaufbau ... 311
       11.2 ... Der BCM2712 ... 312
       11.3 ... GPIO-Kontakte ... 316
       11.4 ... Stromversorgung ... 324
       11.5 ... Gehäuse ... 331
12.  Elektrotechnik-Crashkurs ... 335
       12.1 ... Strom, Spannung und das ohmsche Gesetz ... 335
       12.2 ... Grundschaltungen ... 337
       12.3 ... Elektronische Grundbauteile ... 342
       12.4 ... Das Multimeter ... 347
       12.5 ... Breadboard oder Platine? ... 350
       12.6 ... Löten ... 352
       12.7 ... Breadboardadapter ... 354
13.  LEDs, Motoren und Relais ... 359
       13.1 ... Leuchtdioden (LEDs) ... 359
       13.2 ... Optokoppler ... 377
       13.3 ... Elektromotoren ... 378
       13.4 ... Schrittmotoren ... 389
       13.5 ... Servomotoren ... 399
       13.6 ... Relais ... 406
       13.7 ... Remote GPIO ... 409
14.  Bussysteme ... 413
       14.1 ... SPI ... 413
       14.2 ... Der Analog-digital-Wandler MCP3008 ... 422
       14.3 ... Der Digital-analog-Wandler MCP4811 ... 428
       14.4 ... I2C ... 433
       14.5 ... UART ... 441
       14.6 ... Der Audio-Bus I2S ... 445
       14.7 ... 1-Wire ... 446
15.  Sensoren ... 449
       15.1 ... PIR-Bewegungssensor ... 449
       15.2 ... Ultraschallsensor ... 453
       15.3 ... Wasserstandssensor ... 455
       15.4 ... Bodenfeuchtigkeitssensor ... 457
       15.5 ... Temperatursensoren ... 462
       15.6 ... Fotowiderstand ... 466
       15.7 ... Das Multi-Analogsensor-Board PCF8591 ... 468
       15.8 ... Raspberry Pi Camera Boards ... 471
       15.9 ... Reed-Kontakt ... 483
       15.10 ... Hardware Real-Time Clock ... 485
       15.11 ... IR-Empfänger ... 488
       15.12 ... Fingerabdruck-Scanner ... 490
       15.13 ... Leitfaden für fremde Sensoren ... 498
16.  Erweiterungsboards ... 501
       16.1 ... StromPi -- USV und Wide-Range-Spannungsversorgung ... 501
       16.2 ... Pimoroni Zero LiPo ... 505
       16.3 ... Raspberry-Pi-HATs ... 506
       16.4 ... Sense HAT -- das Multitalent ... 511
       16.5 ... Adafruit PWM/Servo-HAT ... 516
17.  Displays ... 521
       17.1 ... 7-Segment-Anzeige ... 521
       17.2 ... 16x2-LC-Display ... 524
       17.3 ... PiTFT -- der Touchscreen für den Raspberry Pi ... 526
       17.4 ... Kfz-Rückfahrmonitore ... 530
       17.5 ... Das offizielle Raspberry-Pi-Touchdisplay ... 534
       17.6 ... PaPiRus -- das E-Paper-Display ... 539
TEIL IV.  Programmierung ... 547
18.  Python kennenlernen ... 549
       18.1 ... Python ausprobieren ... 550
       18.2 ... Python-Konzepte interaktiv kennenlernen ... 552
       18.3 ... Eigene Scripts programmieren ... 562
19.  Python-Grundlagen ... 567
       19.1 ... Elementare Syntaxregeln ... 567
       19.2 ... Variablen und Objekte ... 572
       19.3 ... Operatoren ... 578
       19.4 ... Verzweigungen (if) ... 580
       19.5 ... Schleifen (for und while) ... 582
       19.6 ... Zeichenketten ... 588
       19.7 ... Listen ... 593
       19.8 ... Umgang mit Fehlern (Exceptions) ... 597
       19.9 ... Funktionen ... 602
       19.10 ... Objektorientiertes Programmieren ... 612
       19.11 ... Systemfunktionen ... 617
       19.12 ... Externe Module installieren (pip) ... 620
20.  Python-Programmierung ... 623
       20.1 ... GPIO-Zugriff mit gpiozero ... 623
       20.2 ... GPIO-Zugriff mit lgpio ... 631
       20.3 ... GPIO-Zugriff mit rpi-lgpio ... 632
       20.4 ... GPIO-Zugriff mit gpiod ... 634
       20.5 ... Reset/Shutdown-Taste ... 634
       20.6 ... Kamera ... 637
       20.7 ... E-Mails versenden ... 642
       20.8 ... Textdateien lesen und schreiben ... 646
       20.9 ... Grafikprogrammierung ... 650
       20.10 ... Grafische Benutzeroberflächen mit tkinter ... 657
       20.11 ... matplotlib ... 669
21.  bash-Programmierung ... 675
       21.1 ... Einführung ... 675
       21.2 ... Variablen ... 679
       21.3 ... Schleifen, Bedingungen und Funktionen ... 684
       21.4 ... GPIO-Steuerung per Kommando ... 695
       21.5 ... GPIO-Informationen ermitteln ... 697
       21.6 ... Die Kommandos 'gpioget' und 'gpioset' ... 700
       21.7 ... Das Kommando pinctrl ... 705
22.  C-Programmierung ... 707
       22.1 ... Hello World ... 707
       22.2 ... GPIO-Steuerung mit C ... 711
23.  PHP-Programmierung ... 715
       23.1 ... Apache installieren und konfigurieren ... 716
       23.2 ... Webverzeichnisse einrichten und absichern ... 718
       23.3 ... HTTPS ... 724
       23.4 ... PHP installieren und konfigurieren ... 728
       23.5 ... MariaDB installieren und administrieren ... 730
       23.6 ... 'Hello World' in PHP ... 735
       23.7 ... GPIO-Steuerung mit PHP ... 737
       23.8 ... Kamerafunktionen mit PHP nutzen ... 741
24.  Mathematica und die Wolfram Language ... 745
       24.1 ... Arbeiten mit Mathematica ... 746
       24.2 ... Programmieren mit der Wolfram Language ... 752
       24.3 ... Grafische Darstellung von Temperaturdaten ... 758
TEIL V.  Projekte ... 763
25.  Der Raspberry Pi im Vogelhaus ... 765
       25.1 ... Einbau des Raspberry Pi samt Kameramodul in ein Vogelhaus ... 765
       25.2 ... Kamerapraxis ... 768
       25.3 ... Bewegungserkennung mit motion ... 771
       25.4 ... Das Vogelhaus im praktischen Einsatz ... 774
26.  Zeitmessung mit Lichtschranken ... 777
       26.1 ... Versuchsaufbau (Hardware) ... 777
       26.2 ... Programmcode ... 780
27.  Das autonome Auto ... 783
       27.1 ... Der Bau des Autos ... 783
       27.2 ... Die Software ... 792
28.  RFID-Türöffner mit Zutrittskontrolle ... 795
       28.1 ... RFID-Hardware ... 796
       28.2 ... Software ... 798
       28.3 ... Erweiterungsmöglichkeiten und Tipps ... 804
29.  Stromzähler auslesen ... 807
       29.1 ... Stromzähler-Grundlagen ... 807
       29.2 ... Einführung in RRDtool ... 811
       29.3 ... Zählerdaten speichern und zu Graphen aufbereiten ... 816
30.  Hausautomation mit Netzwerksteckdosen ... 819
       30.1 ... Einführung ... 819
       30.2 ... Programmierung ... 821
31.  Die Schalthebel der Nacht ... 833
       31.1 ... Vorbereitung ... 833
       31.2 ... Der Lux-Sensor ... 834
       31.3 ... IKEAs Trådfri-Beleuchtungssystem mit Linux steuern ... 837
       31.4 ... Philips-Hue-Leuchten ansteuern ... 840
       31.5 ... Lichtstärke messen, Leuchten steuern ... 843
32.  Ort und Zeit per GPS empfangen ... 847
       32.1 ... Haben Sie Zeit? Eine Uhr für den Raspberry Pi ... 847
       32.2 ... Ortsbestimmung mit dem Raspberry Pi ... 855
33.  Klingel-Pi -- der Türglockenverstärker ... 861
       33.1 ... Geräuschsensor anschließen ... 861
       33.2 ... Software ... 862
34.  DLNA-Server ... 865
       34.1 ... Inbetriebnahme ohne Tastatur und Monitor ... 866
       34.2 ... ReadyMedia alias miniDLNA ... 869
       34.3 ... Read-only-Konfiguration ... 871
35.  Pi-hole (Ad-Blocker) ... 873
       35.1 ... Installation ... 874
       35.2 ... Client-Konfiguration ... 877
       35.3 ... Weboberfläche ... 878
36.  WLAN-Router ... 881
       36.1 ... Basiskonfiguration ... 881
       36.2 ... Routerkonfiguration mit 'nmcli' ... 882
       36.3 ... RaspAP ... 886
37.  NAS mit openmediavault ... 891
       37.1 ... Voraussetzungen ... 893
       37.2 ... Installation ... 895
       37.3 ... Konfiguration ... 895
38.  Home Assistant ... 903
       38.1 ... Installation ... 904
       38.2 ... Setup des eigenen Smart Homes ... 905
       38.3 ... Terminal, SSH und Backups ... 916
39.  Luftraumüberwachung ... 919
       39.1 ... Technischer Hintergrund und Hardware ... 919
       39.2 ... Software ... 921
40.  Die Servokamera ... 925
       40.1 ... Die Hardware ... 926
       40.2 ... Die Python-Software ... 926
       40.3 ... Die Streaming-Software ... 929
       40.4 ... Die Weboberfläche ... 930
41.  PomodoPi ... 935
       41.1 ... Der Bodenfeuchtigkeitssensor ... 935
       41.2 ... Die Blumenampel ... 943
       41.3 ... Die automatische Bewässerung ... 945
       41.4 ... Photosynthese sichtbar machen ... 950
42.  Wassermelder mit Handyalarm ... 953
       42.1 ... Hardware ... 953
       42.2 ... Push-Benachrichtigungen mit Pushover ... 955
       42.3 ... IFTTT ... 958
43.  Dicke Luft -- Feinstaubmessung und Innenluftqualität ... 961
       43.1 ... Was ist Feinstaub? ... 961
       43.2 ... Welcher Sensor kann PM10 und PM2.5 messen und wie funktioniert das? ... 962
       43.3 ... Anschauliche Grafiken im Web ... 966
       43.4 ... Luftqualitätssensor für den Innenraum ... 970
44.  PXE-Boot: Ohne Speicherkarte vom NAS booten ... 973
       44.1 ... Das NAS-System vorbereiten ... 973
       44.2 ... Den Raspberry Pi und sein Betriebssystem vorbereiten ... 977
TEIL VI.  Raspberry Pi Pico ... 985
45.  Die Hardware ... 987
       45.1 ... Der Microcontroller RP2040 ... 988
       45.2 ... Platinenaufbau ... 989
46.  MicroPython-Programmierung ... 995
       46.1 ... Hello MicroPython! ... 995
       46.2 ... Programmiertechniken ... 1002
       46.3 ... Pico-Webserver ... 1012
47.  CO2-Ampel ... 1019
       47.1 ... Hardware ... 1019
       47.2 ... Software ... 1022
48.  Ultraschall-Entfernungsmessung ... 1025
       48.1 ... Ultraschallsensor anschließen und auswerten ... 1025
       48.2 ... Ultraschallampel ... 1028
  Index ... 1031

Der Raspberry Pi ist eine wahre Erfolgsgeschichte. Seit 2011 begeistert der kleine Mini-Computer Maker, Kreative und IT-Fachleute. Was Sie mit dem Pi anstellen können, zeigen Ihnen Michael Kofler, Charly Kühnast und Christoph Scherbeck. Das Handbuch ist randvoll mit Grundlagen und Kniffen zu Linux, Hardware, Elektronik und Programmierung. Genau richtig für alle, die Serverdienste hosten möchten, Bastelideen haben und direkt loslegen wollen. Vorwissen? Nicht nötig, Ihr Erfindergeist reicht völlig aus. Legen Sie gleich los und lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf!
Aus dem Inhalt:
Den Raspberry Pi kennenlernen: Kauf und Inbetriebnahme, Betriebssysteme, Software
Ihr Medien-Center: der Raspberry Pi mit Kodi, LibreELEC, als DLNA-Server und als NAS-Gerät (openmediavault)
Hardware-Grundlagen: Elektrotechnik-Crashkurs, Werkzeuge, Zusatzgeräte u. v. m.
Sensoren, Servo- und Schrittmotoren, LEDs, Bussysteme, Displays
Gertboard, PiFace, Raspberry-Pi-HATs, HiFiBerry-Audio-System
Programmierung: Python, bash, C, Java und PHP mit dem Raspberry Pi
Projekte: viele spannende Ideen für Einsteiger und Fortgeschrittene
Servocam, Luftraumüberwachung, Smartlight-Steuerung u. v. m.
Fingersensor, OLED-Display, ePaper-Display, Feinstaubmessgerät, Wassermelder
Smart-Home mit Home Assistant