Raspberry Pi: Mit diesen fünf Experimenten holen Sie alles aus dem Minicomputer

Raspberry Pi: Mit diesen fünf Experimenten holen Sie alles aus dem Minicomputer
Von WhatsApp bis zur Wetterstation: Wir stellen Ihnen fünf Miniprojekte vor, die Sie zügig ganz ohne Lötkolben umsetzen können.
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Raspberry Pi: Mit diesen fünf Experimenten holen Sie alles aus dem Minicomputer

Von WhatsApp bis zur Wetterstation: Wir stellen Ihnen fünf Miniprojekte vor, die Sie zügig ganz ohne Lötkolben umsetzen können.

© Raspberry.org
02.02.2018 - 09:14 Uhr

Der Raspberry Pi bietet mehr Möglichkeiten, als Sie vielleicht vermuten. Wir stellen Ihnen hier einige Miniprojekte vor, die Sie relativ zügig ganz ohne Lötkolben umsetzen können.

Seit seiner Entwicklung hat der Raspberry Pi eine gigantische Fangemeinde für sich gewinnen können. Viele der Fans haben in jüngster Vergangenheit interessante Projekte realisiert, die ein Beweis dafür sind, dass in dem Ein-Platinen-Rechner ein echter Allrounder steckt. Das Einzige, was Sie brauchen, ist ein wenig technisches Verständnis. So gelang es Raspberry-Pi-Besitzern, verschiedene Platinen so zu vernetzen, dass ein Cluster und damit quasi ein Supercomputer entstanden ist. Mithilfe der Motorola ATRIX-Dock lässt sich der Raspberry Pi sogar relativ schnell in ein voll funktionstüchtiges Notebook umbauen, das auf Linux basiert. Für solche großen Projekte brauchen Sie technisches Grundwissen. Wir möchten Ihnen hier in erster Linie Projekte nahe bringen, die Sie auch als Einsteiger an einem Nachmittag ganz bequem umsetzen können.

Bauen Sie den Raspberry Pi zum digitalen Bilderrahmen um

  1. In Verbindung mit einem TFT-Monitor, den Sie vielleicht nicht mehr brauchen, können Sie den Raspberry Pi ganz einfach zum digitalen Bilderrahmen umbauen.

  2. Hierfür benötigen Sie nicht viel. Sie sind allerdings auf einen HDMI-Anschluss angewiesen. Ist der am Monitor nicht vorhanden, kann er einfach mit einem Adapter nachgerüstet werden.

  3. Der Anschluss ist erforderlich, damit Sie zwischen dem beim Raspberry vorhandenen HDMI-Port und dem Monitor-DVI-Anschluss eine passende Verbindung herstellen können.

  4. Den Raspberry können Sie recht zügig und für weniger als 10 Euro mit einer VESA-Halterung versehen. Somit positionieren Sie den Minicomputer ganz einfach hinter der Monitorrückwand.

  5. Schauen Sie vor der endgültigen Verbindung auf die maximale Auflösung des Monitors. Hier sind Sie auf den HDMI-Modus angewiesen. Auf http://elinux.org/RPiconfig #Video finden Sie am Seitenende eine große Tabelle, in der die nötigen Daten stehen.

  6. Mit einem anderen Monitor, den Sie noch am Raspberry Pi angeschlossen haben, oder über SSH können Sie nun die Datei /boot/config.txt öffnen. Hier müssen die passenden Wertpaare, die Sie vorher der Tabelle entnommen haben, eingetragen werden.

  7. Die Datei wird nun gespeichert und ein Systemneustart durchgeführt. Anschließend werden vom Raspberry Pi automatisch die neuen Werte verwendet. Berücksichtigen Sie, dass dieser Schritt unabhängig von dem Betriebssystem erfolgen muss, das Sie verwenden.

  8. Um die Bildwiedergabe zu realisieren, greifen Sie auf Kodi zurück. Hierbei handelt es sich um ein Multimedia-Center, das von vielen Betriebssystemen genutzt wird. Um auf dem Raspberry Kodi zu installieren, verwenden Sie am besten OpenELEC, ein spezielles Betriebssystem.

  9. In diesem ist das Multimedia-Center nicht nur mit dabei, sondern auch Hauptinhalt. Auf diesem Weg sparen Sie sich weitere sonst erforderliche Einrichtungsschritte. Möchten Sie Ihren Raspberry Pi in Zukunft nur als digitalen Bilderrahmen verwenden, brauchen Sie kein anderes Betriebssystem mehr.

  10. Die Installation von OpenELEC nehmen Sie mit NOOBs vor. Darüber können Sie das System auch einfach auswählen. Für die Installation sind nicht allzu viele Schritte erforderlich. Sie laden zunächst das NOOBs-Image auf den PC.

  11. Nun entpacken Sie das Archiv. Der entpackte Inhalt landet im Anschluss auf einer formatierten SD-Karte. Nachdem Sie den Einbau abgeschlossen und einen Systemstart durchgeführt haben, können Sie die NOOBs-Installationsroutine nutzen. Damit werden verschiedene Systeme automatisch eingerichtet. Zu diesen gehört auch OpenELEC.

  12. Die weitere Vorgehensweise unter Kodi ist recht überschaubar. Wenn Sie das System gestartet haben, wechseln Sie auf Bilder. Sind noch keine Bilder gespeichert, wechseln Sie zu Bilder hinzufügen. Sie können nun in einen lokalen Ordner wechseln und dort die Netzfreigabe vornehmen.

  13. Alternativ können Sie auf einen Ordner zugreifen, in dem bereits Bilder gespeichert sind. Auf der linken Seite ist ein Menü zu finden, das Sie aufrufen. Hier wählen Sie den Punkt Diashow. Mit Auswahl des Punktes beginnt die Wiedergabe.

  14. Sie können nun unter Optionen diverse Einstellungen vornehmen. Dazu gehören zum Beispiel Effekte, die Sie sich für die Bildwiedergabe wünschen, sowie die Anzeigedauer.

Nutzen Sie Ihren Raspberry Pi zum WhatsApp-Versand

WhatsApp ist sicherlich aktuell einer der bekanntesten Messenger der Welt, aber auch einer, der stark polarisiert. Bei vielen ist er fester Alltagsbestandteil. Möchten Sie Nachrichten per WhatsApp versenden, können Sie das nicht nur mit Ihrem Smartphone, sondern ebenso mit dem Raspberry Pi. Hierfür muss der Minicomputer nur ein wenig umgebaut werden. Die Erweiterung um die Sendefunktion ist relativ einfach. Sie beginnen entweder über die grafische Konsolenoberfläche oder nutzen den SSH-Zugang des Rechners. Nun müssen zunächst System, Firmware und Paketquellen aktualisiert werden. Mit den Kommandos sudo apt-get update, sudo apt-get upgrade und sudo rpi-update funktioniert das recht zügig und einfach.

Über die Konsole müssen Sie nun fünf Softwarepakete installieren. Dabei handelt es sich um sudo apt-get install python-dateu til,sudo apt-get install python-setup tools, sudo apt-get install python-dev, sudo apt-get install libevent-dev und sudo apt-get install ncurses-dev.

Unter Anwendung von wget können Sie im nächsten Schritt das Script besorgen, das Sie zum Entpacken brauchen. Sie benötigen: wget https://github.com/tgalal/yowsup/archive/master.zip und unzip master.zip. Sämtliche für den Umbau zum WhatsApp-Sender erforderliche Dateien werden in einem bestimmten Ordner gespeichert. In diesem müssen Sie mit sudo python setup.py install das Setup-Programm zum Laufen bringen.

An dieser Stelle können Sie auf einen Alternativweg ausweichen. Dazu legen Sie eine Konfigurationsdatei an. Bedenken Sie, dass die Anlage dieser Datei mit der aktuellen Script-Version nicht mehr erforderlich ist. Haben Sie alle Schritte ausgeführt, benötigen Sie noch den WhatsApp-Registrierungscode.

Bei WhatsApp besteht immer nur die Möglichkeit, eine Rufnummer zu verbinden. Alle Nachrichten, die an diese Rufnummer verschickt werden, erreichen dann auch den Raspberry Pi. Soll der Minicomputer ausschließlich zum Verschicken von Nachrichten dienen, ist es empfehlenswert, sich über eine Prepaid-Karte eine separate Rufnummer zu besorgen. Direkt auf der Konsole nehmen Sie die Registrierung schließlich am Server vor. Damit dies gelingt, müssen Sie Ihre Rufnummer im internationalen Format angeben. Das erledigen Sie mit folgendem Befehl: python yowsup-cli registration --requestcode sms --phone 49[TEL.-Nr.] --cc 49. Im Feld [TEL.-Nr.] geben Sie die Telefonnummer ein.

Hat die Registrierung geklappt, wird Ihnen an die Nummer eine SMS geschickt, in der sich der Registrierungscode befindet. Zum Abschluss muss der Code Raspberry Pi mitgeteilt werden. Hierfür verwenden Sie die Eingabe: python yowsup-cli registration --register CODE --phone 49TELEFONNUMMER --cc 49.

Nun sollte auf der Konsole ein Passwort erscheinen. Schreiben Sie sich dieses unbedingt auf. Natürlich wäre es ausgesprochen aufwendig, wenn Sie jedes Mal sowohl Passwort als auch Rufnummer eingeben müssen. Aus diesem Grund erstellen Sie eine Konfigurationsdatei. Dazu können Sie einen einfachen Editor verwenden. Der Datei geben Sie zum Beispiel die Bezeichnung config.bsp und statten Sie mit folgenden Informationen aus:

cc=49 # Länderkennung phone=49xxxxxxxxxxxxx # Handynummer id= # freilassen password= # das notierte Passwort

Sie müssen lediglich die Felder phone und password ausfüllen. Der Bereich id wird freigelassen. Die Länderkennzeichnung ist bei einer deutschen Telefonnummer immer 49.

Nach dem Abspeichern der Datei verschicken Sie mit folgendem Befehl eine erste Testnachricht: Python yowsup-cli demos -c config.bsp -s NUMMER "Das ist ein Test!"

Später können Sie auch als Technik-Laie ganz einfach über den WhatsApp-Web-Client Nachrichten sowohl versenden als auch auf der angegebenen Telefonnummer empfangen. Neben Ihrem Smartphone benötigen Sie an dieser Stelle einen Browser. Sie müssen im ersten Schritt mit sudo apt-get install iceweasel den Firefox Browser Iceweasel auf Ihrem Raspberry Pi installieren. Über diesen Browser wechseln Sie im Anschluss zu https://web.whatsapp.com/. Ihnen wird nun ein QR-Code angezeigt. Fotografieren Sie diesen mit dem Client einfach ab.

Sie können entweder auf die iOS-Software zurückgreifen oder Sie nutzen den Menüpunkt WhatsApp, wenn Sie mit Android arbeiten. Haben Sie diesen Schritt abgeschlossen, können Sie nun sämtliche Gruppen sowie Chats ganz normal verwenden. Bedenken Sie, dass die WhatsApp-Kommunikation vom Datenvolumen abgezogen wird, wenn sich Ihre Handynummer nicht in ein vorhandenes WLAN einloggen kann.

Genießen Sie Hi-Fi-Klang aus dem Raspberry Pi

In Sachen Klangqualität muss der Raspberry Pi gegenüber anderen Computern deutlich einstecken. Da reichen hochwertigere Boxen allein nicht aus. Deswegen haben findige Entwickler eine Ergänzungsplatine auf den Weg gebracht. Diese Platine springt quasi als externe Soundkarte ein. Sie kann Inhalte von diversen Streaming-Diensten in Hi-Fi-Qualität wiedergeben.

Als Hardware brauchen Sie hier die Platine HifiBerry. Sie können die Platine sowohl beim Raspberry der ersten als auch der zweiten Generation verwenden. Angeboten wird sie bei Fachhändlern für etwa 40 bis 50 Euro. Selbst als Laie können Sie die Platine problemlos installieren. Hierfür wurde sie so gestaltet, dass sie passgenau für die GPIO-Pins ist. Die Platine darf sich dafür aber nicht in einem Gehäuse befinden. Achten Sie bei dem Erweiterungs-Board darauf, dass Sie sich für ein Modell entscheiden, das zu den Boxen passt. Die Platine wird sowohl mit Klemmen als auch mit Cinch-Buchsen offeriert.

Haben Sie Passivboxen ohne einen Vorverstärker, verwenden Sie das Modell Amp+. Es kostet fast 70 Euro und hat einen Vorverstärker. Da hier mit maximal 25 Watt gearbeitet wird, benötigen Sie noch ein externes Netzteil. Über dieses werden der Raspberry sowie die Zusatzplatine mit dem nötigen Strom versorgt. Achten Sie auf ein Netzteil mit 12 bis 18 Volt. Hier funktioniert natürlich auch das Netzteil eines ausrangierten Gerätes mit der passender Volt-Zahl.

Neben der richtigen Hardware brauchen Sie natürlich noch die nötige Software. Haben Sie das Betriebssystem Raspbian noch nicht allzu stark angepasst, können Sie auf der Projektseite einfach den Installer verwenden. Mit ihm werden SD-Karte und Betriebssystem formatiert. Anschließend erstellt er die gewünschten System-Konfigurationen. Können Sie auf den Installer nicht mehr zurückgreifen, müssen Sie mehrere Schritte durchführen. Sie brauchen wieder einen Editor. Unter dem System Raspbian wechseln Sie nun auf die Datei /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf.

In der Datei suchen Sie zunächst die folgenden drei Zeilen: blacklist i2c-bcm2708, blacklist snd-soc-pcm512x und blacklist snd-soc-wm8804. Kommentieren Sie diese schließlich aus. Haben Sie bereits die aktuelle Raspbian-Version, ist dieser Schritt nicht mehr erforderlich.

Als Nächstes öffnen Sie die Datei /etc/modules. Darin müssen Sie den Vermerk snd_bcm2835 löschen, falls dieser dort vorhanden ist. Nun sind es nur noch wenige Schritte bis zur Konfiguration des Systemstarts. Diese beginnen Sie in der Datei /boot/config.txt. Hier müssen Sie die Zeile dtoverlay=[Wert] hinzufügen. Im Wert-Feld muss der Name des Erweiterungsmoduls stehen, für das Sie sich entschieden haben. Wissen Sie diesen nicht, können Sie auf https://www.hifiberry.com/guides/configuring-linux-3-18-x wechseln. Hier werden alle HifiBerry-Varianten aufgezählt. Nun müssen Sie eine neue Datei, die auf den Namen /etc/asound.conf hört, anlegen. In dieser vermerken Sie folgende Einträge:

pcm.!default { type hw card 0 } ctl.!default { type hw card 0 }

Haben Sie die Datei gespeichert, nehmen Sie den Neustart des Raspberry vor. Nun erscheint auf der grafischen Oberfläche das Lautsprechersymbol. Über dieses wählen Sie das Soundsystem aus.

So greifen Sie auf die grafische Raspbian-Oberfläche zu

Ohne Monitor können Sie mit einer SSH-Konsole relativ einfach extern auf den Raspberry zugreifen. Möchten Sie in Zukunft die grafische Oberfläche direkt mit dem Rechner ansteuern, ist das über den VNC-Server möglich. Der Virtual Network Computing Server lässt sich ganz einfach innerhalb kurzer Zeit einrichten. Hierfür müssen Sie zunächst auf Ihrem Minicomputer die Installation des Pakets sudo apt-get install tightvncserver vornehmen. Die Installation erfolgt in einer Konsole. Sobald diese beendet ist, können Sie bequem mit mittelsvncserver einen Systemstart vornehmen. Von dem Programm wird nun noch einmal ein Passwort gefordert. Sie müssen dieses ein weiteres Mal bestätigen. Dieses Passwort brauchen Sie, damit Sie sich später an Ihrem Raspberry anmelden können. Nun wird eine Rückmeldung angezeigt. Dieser entnehmen Sie, welches Display Sie in Zukunft remote ansteuern können. In den meisten Fällen ist dieses mit der Kennziffer 1 versehen.

Über eine Portnummer können Sie den VNC-Server ansprechen. Die Portnummern starten stets bei 5901 und erhöhen sich fortlaufend. Sollen Sie also das Display 1 nutzen, wird der entfernte Zugang bei Ihrem System über den Port 5901 realisiert. Grundsätzlich arbeitet der Server immer im Hintergrund. Er kann mit dem passenden Kommando auf Wunsch aber einfach ausgeschaltet werden. Auch das Raspberry-Gerät lässt sich so abschalten. Arbeiten Sie mit Display 1, schalten Sie den Server mit vncserver -kill :1 ab.

Für den Zugriff auf den Raspberry-Desktop sind Sie auf einen VNC-Client angewiesen. Dieser wird allerdings für jedes beliebige Betriebssystem angeboten. Arbeiten Sie mit Ubuntu, können Sie das Programm Zugriff auf entfernte Arbeitsflächen verwenden. Es öffnet sich ein Dialog, den Sie für die Ersteinrichtung ausfüllen müssen. Hier werden von Ihnen diverse Informationen gefordert. Wichtig sind jedoch nur drei Punkte: die Raspberry-Server-IP, das Passwort sowie die Portnummer. Wechseln Sie nun zum Bereich Qualität. Dort wählen Sie Beste aus. Kontrollieren Sie, dass als Protokoll VNC eingestellt wurde. Ein Klick auf Verbinden reicht im Anschluss aus, damit die Raspberry-Einwahl erfolgen kann. Die Verbindungen sind hier stets unverschlüsselt. Sie sollten also immer nur zu Hause auf das System zugreifen.

Nutzen Sie den Raspberry für Wetteraufzeichnungen

Grundsätzlich können Sie den Raspberry auch für die Aufzeichnung von Niederschlagsmenge und Temperature verwenden. Sensoren, die die Niederschlagsmenge berechnen, müssen in diesem Fall mit den GPIO-Pins des Boards verbunden werden. Sie können den Lötkolben aber auch im Schrank lassen. Greifen Sie stattdessen auf einen Empfänger oder eine Wetterstation für drahtlose Module zurück, die eine USB-Schnittstelle haben.

Es gibt nur eine kleine Zahl von Herstellern, die solche Module anbieten. Positive Erfahrungen gibt es mit Modulen von ELV. Der Hersteller bietet USB-WDE an, das Sie relativ einfach mit socat, einem speziellen Programm, auslesen können. Sie müssen dieses Programm allerdings manuell installieren. Es ist in den Paketquellen versteckt. Die Installation nehmen Sie ganz einfach mit sudo socat /dev/ttyUSB0,b9600 ST DOUT vor. Nun können Sie die Messergebnisse, die bei der USB-Schnittstelle gespeichert sind, einfach auslesen.

Haben Sie ein Hideki-Modell, können Sie über eine freie Software sämtliche Werte auslesen, die über die angeschlossene Wetterstation aufgezeichnet werden. Laden Sie dazu den Quellcode herunter. Danach können Sie diesen entpacken und schließlich in den Ordner der entpackten Dateien springen. Dort finden Sie das Programm make. Ihnen steht jetzt die Software zur Verfügung. Über die USB-Schnittstelle können Sie die Wetterstation mit der Platine verbinden. Nun lassen Sie im Verzeichnis, in das die Software vom System abgelegt wurde, sudo ./te923con aufrufen. Die ausgelesenen Messwerte werden angezeigt.

Quelle: In Zusammenarbeit mit PC-Welt
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