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Python auf dem Raspberry Pi
Thomas Koch @tomy_koch
OpenChaos, Köln, 30. Mai 2013
@
Agenda
 Specs:
 Was ist der Raspberry Pi ?
 Anwendungen:
 Was kann der Raspberry Pi ?
 GPIO mit Python
 Programmierung & Beispiele
 Weitere Infos
 Links, Literatur
05/2013Thomas Koch
Einführung: Der Raspberry Pi
Grundlagen
 SOC Minicomputer: "System on a chip"
 512 MB Hauptspeicher und 700 MHZ ARM CPU
 Ethernet-Schnittstelle und zwei USB-Anschlüsse (Modell B)
 "BYOP"-Prinzip: "bring your own peripherals“
 Lieferung ohne Maus, Tastatur, Netzstecker etc.
 Nackte Platine (ohne Gehäuse), ohne SD-Card und OS
 Einschränkungen
 keine Uhr (ntp nutzen - optional nachrüstbar)
 kein BIOS (d.h. Raspi kann NUR von SD-Card booten)
 Gründe für den Raspberry Pi
 Klein, günstig (ca. 40 €), erweiterbar, offen, grün (3,5 Watt)
05/2013Thomas Koch
Hardware: Der Raspberry Pi
05/2013Thomas Koch
 Das Board
 GPIO (General Purpose Input/Output – mit I²C Bus)
 CSI (Camera Serial Interface)
 HDMI-Out
 OS
 Raspbian (Debian)
 Arch Linux
 RISC OS
Monitor am Rapsi anschliessen
05/2013Thomas Koch
 Per HDMI
 TFT-Monitor, Fernseher etc.
 Per Video-Out
 z.B: mini-KFZ-TFT 3.5‘‘ (für ca. 20 € bei e-bay)
 Lässt sich auch auf 5V-Betrieb (USB) „umbasteln“:
http://kampis-elektroecke.de/?page_id=2631
Anwendungsmöglichkeiten
 Network Device / Thin-Server
 Print- und Webserver, VPN-Server, DHCP-Server etc.
 Cloud für eigenes (Heim-)Netzwerk
 Raspberry Pi als Mediacenter
 XBMC basierende Distributionen wie OpenELEC,
Raspbmc
 Oder auch als AirPlay Empfänger
 Remote Control
 Steuereinheit für eigene Roboter oder Luftfahrzeuge
 Home Automation, Alarmanlage, Videoüberwachung…
 Kiosk-Systeme
 eingebauter Web-Browser "midori" bietet Vollbildmodus
$ midori -e Fullscreen -a <URL>
http://lifehacker.com/5978871/ten-more-awesome-projects-for-your-raspberry-pi
Anwendungsbeispiel: für Einsteiger
05/2013Thomas Koch
 Email Alert via LED
 Einfache Anwendung der GPIO Pins: LED an
 GPIO idealerweise via breakout kit ausführen
 Verdrahtung auf sog. bread board
http://learn.adafruit.com/raspberry-pi-e-mail-notifier-using-leds
Anwendungsbeispiel: für Fortgeschrittene
05/2013Thomas Koch
 Raspberry Pi Timelapse Controller
 Steuerung einer Digital-Kamera
 Mit Zeitraffer-Blenden- &
Belichtungssteuerung (!)
 Basiert u.a. auf auf libgphoto2
http://www.gphoto.org
 Anzeige über (günstiges)
LCD-Displays
(HDD44780 kompatible Typen)
 Steuerung über einfache Schalter
http://blog.davidsingleton.org/raspberry-pi-timelapse-controller/
Anwendungsbeispiel: für Profis
05/2013Thomas Koch
 Raspberry Pi Cluster
 32 Raspberry Pi
 je auf 1 GHz übertaktet
 Kosten ca. 1.440 US-Dollar
 http://t3n.de/news/raspberry-pi-cluster-467237/
Mini Tutorial
05/2013Thomas Koch
 Erste Schritte
 Raspian auf SD-Karte „installieren“ und einstecken
 Einstecken (kein An/Aus-Schalter!)
 Login: user: pi / pwd: raspberry
 Konfiguration:
 $ raspi-config
 ‘enable ssh’
 ‘change_pass ‘  change system password (for the user 'pi')
http://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-2-first-time-configuration/overview
 Nützliche Debian Pakete
 für GPIO: "WiringPi"
https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/
 $ sudo apt-get install git-core
 $ git clone git://git.drogon.net/wiringPi
GPIO Basics
05/2013Thomas Koch
 GPIO per WiringPI steuern
 Ports per WiringPI
ansteuern
 command-line utility gpio
 can be used to program and
setup the GPIO pins
 pi@raspi ~ $ gpio readall
+----------+------+--------+------+-------+
| wiringPi | GPIO | Name | Mode | Value |
+----------+------+--------+------+-------+
| 0 | 17 | GPIO 0 | IN | Low |
| 1 | 18 | GPIO 1 | IN | Low |
| 2 | 27 | GPIO 2 | OUT | Low |
| 3 | 22 | GPIO 3 | IN | Low |
| 4 | 23 | GPIO 4 | IN | Low |
| 5 | 24 | GPIO 5 | IN | Low |
| 6 | 25 | GPIO 6 | IN | Low |
| 7 | 4 | GPIO 7 | IN | Low |
| 8 | 2 | SDA | ALT0 | High |
| 9 | 3 | SCL | ALT0 | High |
| 10 | 8 | CE0 | IN | Low |
| 11 | 7 | CE1 | IN | Low |
| 12 | 10 | MOSI | IN | Low |
| 13 | 9 | MISO | IN | Low |
| 14 | 11 | SCLK | IN | Low |
| 15 | 14 | TxD | ALT0 | High |
| 16 | 15 | RxD | ALT0 | High |
| 17 | 28 | GPIO 8 | IN | Low |
| 18 | 29 | GPIO 9 | IN | Low |
| 19 | 30 | GPIO10 | IN | Low |
| 20 | 31 | GPIO11 | IN | Low |
+----------+------+--------+------+-------+
$ gpio mode 0 out
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$ gpio write 0 0
Code-Beispiele
Now: Python!
05/2013Thomas Koch
Python auf dem Raspberry PI
05/2013Thomas Koch
 Python included
 Raspi kommt mit Python 2.7 und 3.2
 Zusatzpakete per apt-get oder ‚pip install‘ ziehen
 $sudo apt-get update
 $sudo apt-get install python-dev
 $sudo apt-get install python-rpi.gpio
 GPIO mit Python
 simple GPIO Python Wrapper: RPi.GPIO
 A module to control Raspberry Pi GPIO channels
 includes a C extension
 any script using RPi.GPIO must run with root privileges!
 https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO
Beispiel: RPi.GPIO
05/2013Thomas Koch
 LED einschalten
https://projects.drogon.net/raspberry-pi/gpio-examples/tux-crossing/gpio-examples-1-a-single-led/
import RPi.GPIO as GPIO
# header pin numbering BCM GPIO 00..nn
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set up the GPIO channels:
# one input and one output
GPIO.setup(17, GPIO.IN)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
input_value = GPIO.input(17)
print „pin#17 is“, input_value
GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
Weiterführende Links & Literatur
 Websites
 Raspberry Foundation
 http://www.raspberrypi.org
 Adafruit (Tutorials, hardware kits, etc.)
 http://learn.adafruit.com
 Embedded Linux Wiki http://elinux.org
 Online-Magazin: http://www.themagpi.com
 Literatur
 Raspberry Pi - Einstieg • Optimierung • Projekte
Maik Schmitd, dpunkt verlag, http://www.dpunkt.de/raspi
 Getting Started with Raspberry Pi
http://blog.makezine.com/2012/12/25/ten-raspberry-pi-tips
Verlag: o'reilly/makers
05/2013Thomas Koch

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  • 1. Python auf dem Raspberry Pi Thomas Koch @tomy_koch OpenChaos, Köln, 30. Mai 2013 @
  • 2. Agenda  Specs:  Was ist der Raspberry Pi ?  Anwendungen:  Was kann der Raspberry Pi ?  GPIO mit Python  Programmierung & Beispiele  Weitere Infos  Links, Literatur 05/2013Thomas Koch
  • 3. Einführung: Der Raspberry Pi Grundlagen  SOC Minicomputer: "System on a chip"  512 MB Hauptspeicher und 700 MHZ ARM CPU  Ethernet-Schnittstelle und zwei USB-Anschlüsse (Modell B)  "BYOP"-Prinzip: "bring your own peripherals“  Lieferung ohne Maus, Tastatur, Netzstecker etc.  Nackte Platine (ohne Gehäuse), ohne SD-Card und OS  Einschränkungen  keine Uhr (ntp nutzen - optional nachrüstbar)  kein BIOS (d.h. Raspi kann NUR von SD-Card booten)  Gründe für den Raspberry Pi  Klein, günstig (ca. 40 €), erweiterbar, offen, grün (3,5 Watt) 05/2013Thomas Koch
  • 4. Hardware: Der Raspberry Pi 05/2013Thomas Koch  Das Board  GPIO (General Purpose Input/Output – mit I²C Bus)  CSI (Camera Serial Interface)  HDMI-Out  OS  Raspbian (Debian)  Arch Linux  RISC OS
  • 5. Monitor am Rapsi anschliessen 05/2013Thomas Koch  Per HDMI  TFT-Monitor, Fernseher etc.  Per Video-Out  z.B: mini-KFZ-TFT 3.5‘‘ (für ca. 20 € bei e-bay)  Lässt sich auch auf 5V-Betrieb (USB) „umbasteln“: http://kampis-elektroecke.de/?page_id=2631
  • 6. Anwendungsmöglichkeiten  Network Device / Thin-Server  Print- und Webserver, VPN-Server, DHCP-Server etc.  Cloud für eigenes (Heim-)Netzwerk  Raspberry Pi als Mediacenter  XBMC basierende Distributionen wie OpenELEC, Raspbmc  Oder auch als AirPlay Empfänger  Remote Control  Steuereinheit für eigene Roboter oder Luftfahrzeuge  Home Automation, Alarmanlage, Videoüberwachung…  Kiosk-Systeme  eingebauter Web-Browser "midori" bietet Vollbildmodus $ midori -e Fullscreen -a <URL> http://lifehacker.com/5978871/ten-more-awesome-projects-for-your-raspberry-pi
  • 7. Anwendungsbeispiel: für Einsteiger 05/2013Thomas Koch  Email Alert via LED  Einfache Anwendung der GPIO Pins: LED an  GPIO idealerweise via breakout kit ausführen  Verdrahtung auf sog. bread board http://learn.adafruit.com/raspberry-pi-e-mail-notifier-using-leds
  • 8. Anwendungsbeispiel: für Fortgeschrittene 05/2013Thomas Koch  Raspberry Pi Timelapse Controller  Steuerung einer Digital-Kamera  Mit Zeitraffer-Blenden- & Belichtungssteuerung (!)  Basiert u.a. auf auf libgphoto2 http://www.gphoto.org  Anzeige über (günstiges) LCD-Displays (HDD44780 kompatible Typen)  Steuerung über einfache Schalter http://blog.davidsingleton.org/raspberry-pi-timelapse-controller/
  • 9. Anwendungsbeispiel: für Profis 05/2013Thomas Koch  Raspberry Pi Cluster  32 Raspberry Pi  je auf 1 GHz übertaktet  Kosten ca. 1.440 US-Dollar  http://t3n.de/news/raspberry-pi-cluster-467237/
  • 10. Mini Tutorial 05/2013Thomas Koch  Erste Schritte  Raspian auf SD-Karte „installieren“ und einstecken  Einstecken (kein An/Aus-Schalter!)  Login: user: pi / pwd: raspberry  Konfiguration:  $ raspi-config  ‘enable ssh’  ‘change_pass ‘  change system password (for the user 'pi') http://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-2-first-time-configuration/overview  Nützliche Debian Pakete  für GPIO: "WiringPi" https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/  $ sudo apt-get install git-core  $ git clone git://git.drogon.net/wiringPi
  • 11. GPIO Basics 05/2013Thomas Koch  GPIO per WiringPI steuern  Ports per WiringPI ansteuern  command-line utility gpio  can be used to program and setup the GPIO pins  pi@raspi ~ $ gpio readall +----------+------+--------+------+-------+ | wiringPi | GPIO | Name | Mode | Value | +----------+------+--------+------+-------+ | 0 | 17 | GPIO 0 | IN | Low | | 1 | 18 | GPIO 1 | IN | Low | | 2 | 27 | GPIO 2 | OUT | Low | | 3 | 22 | GPIO 3 | IN | Low | | 4 | 23 | GPIO 4 | IN | Low | | 5 | 24 | GPIO 5 | IN | Low | | 6 | 25 | GPIO 6 | IN | Low | | 7 | 4 | GPIO 7 | IN | Low | | 8 | 2 | SDA | ALT0 | High | | 9 | 3 | SCL | ALT0 | High | | 10 | 8 | CE0 | IN | Low | | 11 | 7 | CE1 | IN | Low | | 12 | 10 | MOSI | IN | Low | | 13 | 9 | MISO | IN | Low | | 14 | 11 | SCLK | IN | Low | | 15 | 14 | TxD | ALT0 | High | | 16 | 15 | RxD | ALT0 | High | | 17 | 28 | GPIO 8 | IN | Low | | 18 | 29 | GPIO 9 | IN | Low | | 19 | 30 | GPIO10 | IN | Low | | 20 | 31 | GPIO11 | IN | Low | +----------+------+--------+------+-------+ $ gpio mode 0 out $ gpio write 0 1 $ gpio write 0 0
  • 13. Python auf dem Raspberry PI 05/2013Thomas Koch  Python included  Raspi kommt mit Python 2.7 und 3.2  Zusatzpakete per apt-get oder ‚pip install‘ ziehen  $sudo apt-get update  $sudo apt-get install python-dev  $sudo apt-get install python-rpi.gpio  GPIO mit Python  simple GPIO Python Wrapper: RPi.GPIO  A module to control Raspberry Pi GPIO channels  includes a C extension  any script using RPi.GPIO must run with root privileges!  https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO
  • 14. Beispiel: RPi.GPIO 05/2013Thomas Koch  LED einschalten https://projects.drogon.net/raspberry-pi/gpio-examples/tux-crossing/gpio-examples-1-a-single-led/ import RPi.GPIO as GPIO # header pin numbering BCM GPIO 00..nn GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Set up the GPIO channels: # one input and one output GPIO.setup(17, GPIO.IN) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) input_value = GPIO.input(17) print „pin#17 is“, input_value GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
  • 15. Weiterführende Links & Literatur  Websites  Raspberry Foundation  http://www.raspberrypi.org  Adafruit (Tutorials, hardware kits, etc.)  http://learn.adafruit.com  Embedded Linux Wiki http://elinux.org  Online-Magazin: http://www.themagpi.com  Literatur  Raspberry Pi - Einstieg • Optimierung • Projekte Maik Schmitd, dpunkt verlag, http://www.dpunkt.de/raspi  Getting Started with Raspberry Pi http://blog.makezine.com/2012/12/25/ten-raspberry-pi-tips Verlag: o'reilly/makers 05/2013Thomas Koch