Raspberry PI

16. März 2013

Lang: cs en de es

GNU/Linux ist vielseitig einsetzbar. Dank seiner Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit ist es heute überall zu finden. (Zum Beispiel ADLS-Modems, WIFI-Boxen, SmartTVs, Router, Server und verschiedene Einzweckgeräte. Schlechter sieht es jedoch bei der Hardware aus, die kein klassischer PC (Personal Computer) ist, wenn der Benutzer zumindest eine grundlegende Vielseitigkeit benötigt. Derartige Hardware kommt jedoch allmählich auf den Markt, meist als so genannte Entwicklungsboards, d. h. Boards für Entwicklungszwecke. Die Vielseitigkeit oder Nutzbarkeit wie ein PC haben diese Boards aber noch nicht, obwohl sie wiederum andere Vorteile haben. Bei diesen Boards wird GNU/Linux vom Hersteller oft nur schwach unterstützt. Damit meine ich, dass die HW zwar funktioniert, aber nur mit einer bestimmten Kernel-Version, und dass das System-Image für ein solches Gerät mit der Zeit veraltet und nur noch grundlegende Dienstprogramme enthält, und das ist das Ende jeglicher Unterstützung. Meine Idee ist jedoch, HW im Kernel-Mainstream und z.B. in einem Embedded-Linux-Projekt zu unterstützen, wo es auch eine Menge anderer Software gibt. Einfach, um es dem Benutzer leicht zu machen, ein funktionierendes und aktuelles System zu erhalten, indem er ein Image herunterlädt. Und um in der Lage zu sein, das System leicht zu modifizieren und für es zu entwickeln.
Es gibt bereits eine Menge interessanter Geräte auf dem Markt, angefangen mit dem Beagle Board, dann zum Beispiel das PandaBoard, aber bisher alle ohne SATA, was für manche Anwendungen sehr nützlich wäre. Aktuell ist das Cubieboard auf den Markt gekommen, das bereits einen SATA-Anschluss hat, aber bisher wird nur Andoid unterstützt :-(. Dann zum Beispiel FreeRunner Und TouchBook. Aber die waren und sind zu weit fortgeschritten. Und bei einem so großen Sprung nach vorn kann man ohne ein starkes Unternehmen dahinter nicht das maximale Potenzial des Geräts ausschöpfen. Und im heutigen Zeitalter der schnellen Entwicklung in der Elektronik wird ein solches Gerät leider bald veraltet sein.
Ein geeignetes Gerät für einen moderaten Fortschritt ist daher der gewöhnliche PC, ein solches Gerät ist dann eine Evolution und keine Revolution. So hat der Raspberry Pi Minicomputer den "Markt" betreten, der davon profitiert, dass man von ihm nicht mehr erwartet als von einem normalen PC. Und er kann auch als normaler PC, aber auch als kleiner stromsparender Server für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Gleichzeitig verfügt das Gerät über eine hochwertige Unterstützung, die auch gängige Distributionen wie Debian umfasst. Es ist kein Problem, ein System schnell und einfach in Betrieb zu nehmen, was im Grunde dasselbe ist wie bei einem normalen Desktop oder Server!
HW Spezifikationen

raspberrypi PC

Raspberry Pi als Webcammer

Es gibt eine Menge falscher Geräte, die man an einen Raspberry Pi anschließen kann, das erste, was einem in den Sinn kommt, ist etwas über USB anzuschließen. Ich habe eine PTP-fähige Kamera angeschlossen, die auch die Aufnahme von Fotos über PTP unterstützt. Die erste Kamera, die ich verwendete, war eine Coolpix S3100, aber sie blieb auf mysteriöse Weise immer nach ein paar Fotos hängen, und weder das Zurücksetzen des USB-Anschlusses noch ein Neustart des Geräts halfen, nur das manuelle Entfernen des Akkus aus der Kamera. Daher habe ich die Kamera durch eine Canon PowerShot G7 ersetzt, bei der dieses Problem nicht auftritt.

raspberrypi webcam

Dank GNU/Linux kann man mit Fotos wahre Wunder vollbringen, angefangen mit grundlegenden Einstellungen wie der Auflösung, dann ist es gut, ein Datum hinzuzufügen, oder man könnte am Ende des Tages ein Video aus den Fotos machen. Ich habe ein Programm geschrieben, das alle 5 Minuten ein Foto aufnimmt und es nach der Bearbeitung auf einen FTP-Server hochlädt.
Das resultierende Foto dieser Lösung für Meteostation in Frýdlant:
Das Gerät wurde mit Hilfe des Webcam-Moduls umgestaltet - mehr dazu weiter unten.

Direkt auf dem Raspberry Pi könnten auch ein Webserver (sogar der beliebte Apache) und eine Datenbank für einfache Präsentationen laufen. Die Messwerte würden dann über das Webinterface präsentiert werden. (Voraussetzung ist natürlich ein ehrliches Internet - d.h. eine öffentliche IPv4-Adresse (IPv6 wäre auch sinnvoll))

IQRF und Raspberry Pi

Der Raspberry Pi verfügt neben USB auch über andere Schnittstellen, wie z.B. einen großen 26-Pin-Expander, an den andere Geräte über SPI, UART, I2C oder direkt an die Prozessorpins angeschlossen werden können.
Ich wollte schon lange IQRF-Module über SPI an Linux anschließen. Ich hatte schon vor, das mit meinem mobilen FreeRunner zu machen. und für ein Netbook/Tablet TouchBook. Aber es fehlte an Motivation und Zeit.
Und weil der Raspberry Pi nicht nur zum Benutzen, sondern vor allem zum Basteln gedacht ist, deshalb sind seine Schnittstellen clever gestaltet und gut dokumentiert. Es stimmt zwar, dass es auch für TouchBook und FreeRunner gute Dokumentationen gibt, und für FreeRunner habe ich ein Debudboard :-O :-@. Aber erst mit dem Raspberry Pi habe ich angefangen, IQRF-Module über SPI an Linux anzuschließen.
Unter Linux ist es natürlich kein Problem, SPI zu verwenden. Die Module (Treiber) für SPI auf dem Raspberry Pi sind in Linux und Teil der Debian-Distribution. Also einfach das spi-bcm2708 Modul booten und schon funktioniert SPI auf dem Raspberry Pi. Dann muss man sich nur noch mit der SPI-Kommunikation unter Linux vertraut machen und die meiste Arbeit, bei solch einer Low-Level-Programmierung, besteht darin, zu lernen, wie IQRF-Module über SPI kommunizieren. Die Verbindung war schließlich erfolgreich und ich konnte über SPI einen Befehl an das IQRF-Modul senden, um eine LED blinken zu lassen.

raspberrypi SPI IQRF

Der Raspberry Pi ist ein hervorragendes Board, das unter GNU/Linux perfekt funktioniert. und ich kann nur empfehlen, es für verschiedene spezielle Projekte zu kaufen, um sich weiterzubilden oder einfach zu experimentieren. Und der Raspberry Pi wäre ein guter Platz, um ein Wireless Monitoring Projekt zu betreiben, das ich in erster Linie als drahtloses Sensornetzwerk verwende, und persönlich hauptsächlich zur Temperaturmessung. Der Raspberry Pi würde hier als zentrale Einheit fungieren, an die das IQRF-Modul angeschlossen wird, um Daten zu empfangen. Der Raspberry Pi würde diese Daten in einer Datenbank speichern und die Ergebnisse auf einer Webseite anzeigen. Der Stromverbrauch des Raspberry Pi beträgt nur ~2,5 W, so dass er für diejenigen geeignet wäre, die keinen Server von einem "normalen PC" benutzen, also die meisten Leute. Außerdem könnte man an den Raspberry Pi ein LCD (optimal klein) zum Anzeigen von Informationen und eine Maus oder eine kleine Tastatur anschließen.

JukeBox aus Raspberry Pi

Ich verwende das Ampache Projekt schon seit einer Weile für Musik. Es ist im Grunde eine Cloud für Musik, die ich kontrolliere. So kann ich von überall im Netz auf meine Musik zugreifen und alles aus meiner Musikbibliothek auf jedem Player abspielen. Damit entfällt auch die Notwendigkeit, Musik zwischen Geräten zu kopieren. Die Musik wird lokal abgespielt, aber ich habe keinen Computer mehr, der an mein Soundsystem angeschlossen ist, und die Qualität der Wiedergabe auf meinem Laptop ist schlecht. Daher dachte ich, dass ich gerne etwas hätte, das Musik aus dem Netzwerk abspielen kann und das bequem aus der Ferne gesteuert werden kann. Das Wichtigste für mich ist eine umfassende Auswahl an Musik aus einer großen Audiobibliothek und ein kostengünstiges Gerät.

Mein moderner "HIFI"-Turm spielt zwar MP3s ab, aber die Auswahl an Songs ist durch gebrannte CDs und Flash-Laufwerke begrenzt. Ein kleiner Vorteil gegenüber älteren Verstärkern ist, dass er eine Fernbedienung hat. Aber die Wiedergabe von Musik aus dem Netz und die bequeme Auswahl von Titeln kommt zu kurz.

Bei der Installation des Music Player Daemon wurde mir klar, dass es auch für meine Bedürfnisse die perfekte Lösung ist. Die Einrichtung ist nicht kompliziert und das Programm ist auch systemfreundlich. Es hat verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten und es gibt weitere interessante Programme dafür. Das Programm kann dann über das Netzwerk ferngesteuert werden, so dass ich den Player nicht einmal sehen muss.

raspberrypi jukebox

Als stromsparendes Gerät ist der Raspberry Pi ideal dafür geeignet. Ich verwende Debian auf dem RaspberryPI, das ich bereits gut kenne und ein Repository voller Software hat, so dass es nicht notwendig ist, eine Einzweckdistribution zu wählen. Aufgrund früherer Erfahrungen habe ich das System so eingestellt, dass die SD-Karte nur zum Lesen verwendet wird, in diesem Fall wird auch die MPD-Konfiguration angepasst ... Ich habe das RaspberryPI an den USB-Port des HIFI-Towers angeschlossen, so dass sich das RPI gleichzeitig ein- und ausschaltet :-). Der schwächste Punkt ist wahrscheinlich die Soundbar am RPI, verglichen mit dem Soundblaster, den ich vor dem Laptop benutzt habe. Aber ich habe sowieso keine Zeit für ruhiges und konzentriertes Musikhören, also stört es mich nicht.

Ich verwende ein gmpc Programm auf meinem Computer, um ihn zu steuern. Am bequemsten ist die Steuerung über ein Mobiltelefon. Ich habe Android auf meinem Handy und habe das Programm darauf installiert MPDroid.

Raspberry Pi ein Kameramodul

Eine Webcam, die speziell für den Raspberry Pi entwickelt wurde, ist auf den Markt gekommen. Diese Webcam kann in der Tschechischen Republik für etwa 700kč gekauft werden. Sie bietet eine Auflösung von 2592 x 1944 und eine Bildrate von bis zu 120 fps, was ein guter Preis ist. Kameramodul wird mit dem Raspberry Pi über ein Kabel mit einem dafür vorgesehenen Stecker verbunden. Es handelt sich um einen 15-poligen Flachstecker. Der RPI hat zwei dieser Anschlüsse beschriftet:

  • S2: DSI-Schnittstelle.
  • S5: MIPI CSI-2 Schnittstelle.
Aber nur der mit S5 bezeichnete Anschluss, der sich in der Nähe des Ethernet-Anschlusses befindet, ist für das Kameramodul.

Im Vergleich zu verschiedenen Kameralösungen ist der Einsatz des RPI-Kameramoduls nahtlos. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kamera im Vergleich zu einem Fotoapparat deutlich preiswerter ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Kameramodul auch Videos aufzeichnen kann. Im Vergleich zur Kamera gibt es kein Problem mit dem Ein- und Ausschalten. Im Vergleich zu USB-Kameras ist das Kameramodul billiger. Die Webkamera hat sehr gute Parameter. Das Kameramodul für Raspberry Pi ist in der Tat die beste Wahl für verschiedene Anwendungen. Wenn man den Nachtmodus verwendet, ist das Ergebnis der Fotos bei Nacht deutlich besser. Bei Restlicht, z.B. wenn es abgedunkelt ist, wirken die Fotos im Vergleich zum Automatikmodus tagähnlich.

Das Ergebnis der Verwendung des Raspberry Pi mit dem Kameramodul ist auf der Website zu sehen meteostation in Frýdlant.
webcam 1:

webcam 2:

Vollkommen kabelloser Raspberry Pi

Der Raspberry Pi hat einen sehr geringen Stromverbrauch und hält sich auch nach Anschluss des Kameramoduls und des WIFI in Grenzen. Dadurch ist es möglich, den RPI auch über den Akku zu betreiben, der optimal durch eine Solarzelle aufgeladen werden kann. Der Raspberry Pi könnte somit völlig unabhängig arbeiten.
Ein Beispiel für eine reale Anwendung und Verifizierung der Funktionalität ist hier zu sehen:
raspberry pi battery
Ich habe meine spezielle USB-Netzteil mit einer für OpenMoko Neo FreeRunner entwickelten Reduktion. Das USB-WIFI ist von einem TouchBook. und der Akku stammt aus dem Monarcha-Flugzeug. Das Ergebnis war ein voll funktionsfähiger, kabelloser Raspberry Pi-Baukasten.
Zusammen mit der Solarzelle würde dies den RPI zu einer völlig wartungsfreien und unabhängig funktionierenden Lösung machen.
Eine weitere gute Lösung wäre die Herstellung eines maßgeschneiderten Netzteils für den Raspberry Pi, Dies würde es ermöglichen, das RPI über ein Ethernet-Kabel mit Strom zu versorgen, wodurch das RPI auch mit dem Internet verbunden werden könnte.

Raspberry Pi Zweitanzeige

An den Raspberry Pi lassen sich unzählige Geräte anschließen, z.B. uLCD 28 PTU Sekundär-Display uLCD 28 PTU sekundäres Display

Artikel über Raspberry Pi auf RaspiShop.cz

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