Raspberry Pi

oder der drohende Kontrollverlust

von Heinz D.

Seit rund 40 Jahren gibt es Ein-Platinen-Computer zu denen gehört auch der RPi. Alle Jahre wieder hatte ein Hersteller ein neues, kleineres und billigeres Modell herausgebracht. Die Ein- und Ausgaben waren extrem sparsam. Das kleine RAM und wechselnden CPU's zwangen uns jedesmal eine neue Maschinensprache zu lernen. Als Speichmedium kam hauptsächlich Papier zum Einsatz, weil das RAM nach Stromausfall alles vergaß. Die Boards waren zum Lernen gut, für nützliche Langzeit-Anwendungen eher nicht geeignet.

Das wurde erst um ~1980 mit dem Aufkommen der Homecomputer (HC) einfacher. Die waren dann meist in BASIC programmierbar. Sie hatten jedoch kaum freie I/O-Ports.

Gegen 1984 waren dann auch IBM kompatible PC (bezahlbar) verfügbar. Mit dem Aufkommen der PC führten die Boards bis ~2000 ein Schattendasein. Mit Pic, Atmel usw. begann dann ein zweiter Frühling für die Ein-Platinen-Computer. Das Arduino-Konzept hat wohl in den letzten 10 Jahren die meisten Freunde gefunden. Obwohl diese AVR leicht in Assembler programmierbar sind, stehen C- oder Basic-Compiler zur Verfügung.
Mit den ARM-CPU's wurde der leistungsfähigere RPi entwickelt.
Für die Ausbildung hat man auch die Ports nicht vergessen (keine AD-Ports). Durch den LAN-Zugang sind Fernsteuerungs-Eigenschaften (SSH) eingebaut. Die Programmierung auf Assembler-Ebene ist leider kaum möglich. Stattdessen wird der Python-Interpreter!!! angeboten, damit werden die 700MHz ordentlich niedergeknüppelt. Kameraanschluss und Displayanschluss sind sehr speziell. Wir suchen seit Monaten eine sinnvolle Anwendung, die vom Hersteller nicht vorgedacht wurde.

Versuch einer Einordnung

Der RPi führt einerseits die Einplatinen-Computer Tradition fort und hat Eigenschaften des 21.Jahrhunderts. Für die Ausbildung ist er hervorragend geeignet. Die Hardwareebene wird von Linux(gcc) und Python leider verdeckt.

Für andere (ARM-) Einplatinen-Computer (Beaglebone, Intel usw.) gilt das sinngemäß auch. Ein Durchgriff auf die Hardware ist meist nur über Compiler/Anwendungen möglich.

Ein RPi ist unter anderen Rechnern wie ein Mensch unter Tieren: Der RPi kann fast alles, aber in keiner Disziplin ist er einzigartig. Sein Vorteil ist sein Nachteil -> die Universalität, der Preis (~30€) ist dafür ok.

Raspberry Pi Setup

Es sollte ein kurzes Anfänger-Tutorial werden. Es gibt im Netz mittlerweile genug gute Tutorials, sodass diese Seite überflüssig geworden ist. Ggf. finden Sie einen Tip, den Sie im Netz übersehen haben. Ggf. haben Sie nach dem Lesen Lust den RPi auszuprobieren.

Nach anfänglichen Lieferschwierigkeiten ist der Raspberry Pi Bv2 (kurz RPi) problemlos erhältlich. Ein Komplettpaket aus RPi, SD-Karte, Netzteil und Gehäuse ist schnell eingerichtet. Man kann dann sofort übers Internet Upgrades und Libraries (teilweise) einfach nachladen, das kann jedoch schnell einige Stunden in Anspruch nehmen. Wir haben Raspbian (Debian) und openelec (XBMC) ausprobiert. Dabei sollte man des Englischen etwas mächtig sein, weil die deutsche Unterstützung mager ist.

Vorbereitung

Schließen Sie Tastatur/Maus, (W)LAN, Monitor, USB-Hub unbedingt so an, wie Sie es später nutzen! Eine andere Tastatur konnten wir nicht anschließen, ohne Neuinstallation. Die SD-Karte ist Ihre 'Festplatte'! Kaufen Sie eine schnelle class(10), obwohl class(4) ausreicht. Sie würden sich für Ihren PC keine langsame Festplatte wünschen, oder? Die Grösse richtet sich nach der Anzahl der Betriebssysteme, für Raspbian und openelec reichen 8GB. Auf eine 16GB-Karte können alle Systeme installiert werden, auch wenn Sie sie nicht nutzen. Falls Sie eine SD-Karte mit Betriebssystemen gekauft haben, können Sie bei Konfiguration weiterlesen.

Erstinstallation (~20min):

Laden Sie 'NOOBS_v1_3_4.zip' (1,3GB!) herunter und entzippen Sie es auf die SD-Karte (FAT32). (Am Rande bemerkt: mit BerryBoot von www.berryterminal.com/.. können Sie die Systeme von USB-Stick/Platte bootfähig erstellen. Achtung: eine 'ext4'-Partition wird auf USB erstellt! )

Konfiguration (~20min):

Nachdem der RPi von der Karte gebootet hat, wird der Restspeicherplatz in eine 'ext4'-Partition verwandelt. Wählen Sie ZUERST unten Deutsch aus! sonst kämpfen Sie sich durch englische Beschreibungen! Dann das Betriebssystem (Raspbian) und openelec(XBMC) auswählen. Sie kommen zwar später in dieses Menu, wenn Sie beim Booten die shift-Taste festhalten. Sie löschen dann jedoch ALLE vorher gemachten Einstellungen! -> 'Install'

Raspbian (~10min):

Nach 'OK' landen Sie in 'raspi-config' (das können Sie später immer wieder aufrufen).
1 Expand Filesystem -> nicht nötig, schon erledigt
2 Change User Password -> für 'pi' ändern, muss nicht, geht auch später
3 Enable Boot to Desktop -> zweiter Eintrag startet automatisch die GUI (ohne Passwortabfrage)
4 Internationalisation Options ->
    1 Change Locale -> de_DE.UTF-8 UTF-8; zweite Sprache de_DE.UTF-8
    2 Change Timezone -> Europa; Berlin
    3 Change Keyboard -> z.B. MS Office; Deutsch; der Standard..; keine..; nein
5 Enable Camera -> wenn man hat
6 Add to Rastrack -> ?
7 Overclock -> lieber nicht ohne Zusatzkühlung!
8 Advanced Options ->
    1 Overscan -> disable für Flatscreen, enable für Röhrenmonitor
    2 Hostname ->
    3 Memory Split -> RAM-Balance GPU <-> CPU
    4 SSH -> remote
    5 SPI ->
    6 Audio -> auto
    7 Update ->
9 About raspi-config -> info
<Finish>; reboot? <Ja>; danach sollte die GUI automatisch hochkommen.
Wenn nicht, dann login: 'pi'; Passwort: 'raspberry'; $ 'startx'

Erstbetrieb (Raspbian):

Der Internetbrowser heißt Midori, probieren Sie es aus. Midori ist nicht gerade turbomäßig unterwegs, also Geduld bitte.

Mit dem LXTerminal erreichen Sie die Kommandozeile für Updates/Upgrades usw. Starten Sie das Terminal und geben Sie hinter $ 'sudo raspi-config' ein. 'sudo' ermöglicht Befehle für 'root' abzusetzen, obwohl Sie im Moment nicht 'root' sind. Falls Sie keine Einstellung mehr ändern müssen, verlassen Sie raspi-config. Mit $ 'sudo ifconfig' können Sie sich die LAN-Konfiguration ansehen. Mit $ 'nano dateiname.ext' steht Ihnen ein kleiner Editor zur Verfügung. Sie können das Fenster schließen oder offen lassen für später.

(Platine für Servo-kompatible Anschlüsse)

Die GPIO

ACHTUNG: die Ausgangs-Pins sind nicht kuzschlussfest! und vertragen max. 10mA (>=330R)!
ACHTUNG: die Eingangs-Pins sind nicht +5V-kompatibel! (keine Schutzdioden)
Sie sollten die 5V-Leitung nicht und die 3,3V-Leitung nur in Einzelfällen verdrahten.

openelec (~5min):

Es startet mit XBMC (X-Box-Media-Center). Das Netzwerk sollte jetzt schon angeschlossen sein.
Select your Regional Settings -> German; Weiter
Rechnername -> .. ; weiter
Netzwerk -> auswählen; (passwort;) weiter
Fernzugriffe -> SSH: nein?; Samba: nein?;
ok Nun sollten Sie einen Neustart durchführen.

Erstbetrieb (~10min):

(ggf. Aktualisierung durchführen + ~10min) Mit 'Video Add-ons'; mehr; 'ARD Mediathek'; 'Installieren' sind nun Kanäle wählbar.
'ESO', 'NASA' und 'N24' sind auch sehenswert. Die Darstellung erfolgt recht flüssig mit guter Auflösung und Schärfe. Wenn noch ein USB frei ist, können von hier auch Medien abgespielt werden. Mit einer Funk-Maus/Tastatur ist eine Bedienung bequem möglich. Und Geduld, keine Panik, wenn mal kurz nichts passiert. Viele Anwender benutzen den RPi als (LAN-) Mediaplayer. Das kann er wohl noch am Besten.

Mit den anderen Betriebssystemen kommen wir nicht zurecht. Das soll keine Wertung sein. Wir konnten sie nicht intuitiv bedienen/nutzen.

Elektronik-Labor Projekte AVR