Vorstellung des Raspberry Pi und der Nutzung der GPIO-Schnittstelle

1. Python auf dem Raspberry Pi
Thomas Koch @tomy_koch
PythonCamp, Köln, 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/OS
 Einschränkungen
 keine Uhr
 kein BIOS (d.h. Raspi kann NUR von SD-Card booten)
05/2013Thomas Koch

4. Hardware: Der Raspberry Pi
05/2013Thomas Koch
 Das Board
 GPIO (General Purpose Input/Output)
 CSI (Camera Serial Interface)
 DVI-Out
 OS
 Raspbian (Debian)
 Arch Linux
 RISC OS

5. Anwendungsmöglichkeiten
 Network Device
 Print- und Webserver, VPN-Server, DHCP-Server etc.
 Cloud für eigenes 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
 Alarm Anlage
 Kiosk-Systeme
 eingebauterWeb-Browser "midori" bietetVollbildmodus
$ midori -e Fullscreen -a <URL>
http://lifehacker.com/5978871/ten-more-awesome-projects-for-your-raspberry-pi

6. Anwendungsbeispiele
05/2013Thomas Koch
 Jumbo Digital Picture Frame
http://raspberrypihobbyist.blogspot.de/2013/02/jumbo-digital-picture-frame.html

7. Anwendungsbeispiele
05/2013Thomas Koch
 Roboter-Steuerung per Spracheingabe!
http://www.youtube.com/watch?v=_U_v9tRD68k

8. Anwendungsbeispiele
05/2013Thomas Koch
 MAME Arcade Table
 http://www.instructables.com/id/Coffee-Table-Pi

9. Mini Tutorial
05/2013Thomas Koch
 Erste Schritte
 Raspian auf SD-Karte „installieren“ und einstecken
 Einstecken (kein An/Aus-Schalter!)
 Login: user: pi / pwd: raspberry (Tipp: passwd ,-)
 Desktop-GUI: startx
 Debian basics
 $ apt-get update
 $ apt-get upgrade
 $ apt-get install <pkg>
 $ apt-get autoclean

10. Mini Tutorial II
05/2013Thomas Koch
 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 perWiringPI steuern
 Ports per WiringPI ansteuern
 command-line utility gpio
 can be used to program and setup
the GPIO pins
 pi@raspi ~ $ gpio readall
 Python-Bindings
 Bindings für GPIO-Projekt
WiringPi auf github:
https://github.com/WiringPi/WiringPi-Python
+----------+------+--------+------+-------+
| 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

12. Python auf dem Raspberry PI
05/2013Thomas Koch
 Python included
 Raspi kommt mit Python 2.7 und 3.2
 und pygame http://www.pygame.org/
 GPIO mit Python
 simple GPIO PythonWrapper: 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

13. Code-Beispiele
Demonstration
05/2013Thomas Koch

14. Beispiel: WiringPi
05/2013Thomas Koch
 Serielle Schnittstellte
 GPIO bietet pins für 'transmit' signal (TxD) and 'receive' signal (RxD)
 Achtung: Raspberry Pi verwendet 0 – 3.3V level (RS-232: +/-12V)
 serialOpen: Requires device/baud and returns an ID
 https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/
 http://elinux.org/RPi_Serial_Connection
serial = wiringpi.serialOpen('/dev/ttyAMA0',9600)
wiringpi.serialPuts(serial,"hello")
wiringpi.serialClose(serial) // Pass in ID

15. Beispiel: RPi.GPIO
05/2013Thomas Koch
 LED einschalten
 http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals#Python
 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)

16. Weiterführende Links/ Infos
 Websites
 Raspberry Foundation
 http://www.raspberrypi.org
 Adafruit (Tutorials, hardware kits, etc.)
 http://learn.adafruit.com
 Embedded LinuxWiki 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