Raspberry Pi Einsteiger Set

Raspberry Pi Einsteiger Set Titelbild


Herzlichen Glückwunsch zu der Entscheidung, mit dem Raspberry Pi zu arbeiten. Der Pi ist eine Innovation mit einem unglaublichen Spektrum an Möglichkeiten. Damit das Loslegen ganz einfach ist, haben wir diese Anleitung geschrieben. Wir erklären dir, wie du deinen Raspberry Pi in Betrieb nimmst, ein Betriebssystem installierst und dieses aktualisierst. Außerdem geben wir dir eine kleine Einführung in das Terminal und zeigen dir, wie man Programme auf dem Raspberry Pi installiert. Unsere Einleitung richtet sich an Einsteiger, die sich noch nie mit Linux oder dem Pi beschäftigt haben. Viel Vergnügen wünscht dir das Team von Jugend Programmiert.

1. Einleitung

Mit NOOBS kannst du ohne Vorkenntnisse und mühseliges Konsolengetippe zahlreiche Betriebssysteme auf deinem PI installieren. In diesem Heft helfen wir dir beim ersten Installieren und Einrichten. Du lernst auch wie man ein defektes System neu aufsetzt. Außerdem installieren wir wichtige Updates und Aktualisierungen. Am Ende dieser Anleitung bist du im Stande, ein Betriebssystem auf deinem Raspberry Pi zu installieren und aktuell zu halten. Dies ist die Ausgangsbasis für viele tolle und spannende Projekte mit deinem Raspberry Pi.

Tipp: Windows zeigt dir nur die erste Partition auf der SD Karte an. Ca. 1 GB. Das ist normal. Auf dem Pi steht die volle Kapazität zu Verfügung.

2. Aufbau

In deinem Starter Kit findest du einen Raspberry Pi, eine Micro-SD-Karte, ein HDMI-Kabel, Kühlkörper, ein Gehäuse und das Netzteil. Im Gehäuse liegen Gummifüße. Klebe die Gummifüße auf die markierten Stellen auf der Unterseite des Gehäuses. Unter den Kühlkörpern ist eine Klebefolie. Ziehe vorsichtig die dünne Schutzschicht ab und klebe die Kühler auf die beiden großen Chips des Pi. Leicht andrücken reicht. Die Kühler sorgen für eine bessere Abwärme und schützen so deinen Pi vor Überhitzung. Öffne das Gehäuse durch leichten Druck auf die nach oben zeigenden Pfeile. Der kleine Schlitz auf der geschlossenen Seite ist für die SD Karte. Setze deinen Pi leicht schräg in das Gehäuse und drücke dann die USB Ports leicht herunter. Das geht ganz einfach. Du brauchst keine Gewalt anwenden.

Genau so schließt du auch das Gehäuse. Ohne Gewalt, leichter Druck reicht aus. Jetzt kannst du die Seitenteile und das Oberteil einsetzen. Nehme die Micro SD Karte aus dem SD Adapter und stecke die kleine Karte vorsichtig in den Raspberry. Die Kontakte müssen dabei nach oben zum Pi zeigen. Die SD Karte ist die Festplatte deines Raspberry. Auf ihr werden alle Informationen und Daten gespeichert. Verbinde deinen Pi mit einem HDMI-Monitor oder Fernseher und schließe eine USB-Tastatur und Maus an.

2.1 Die Status LED

Die Status LEDs an deinem Pi liefern dir wichtige Informationen, falls es mal nicht läuft. Die rote LED ist für die Stromversorgung. Sie leuchtet immer wenn der Pi am Strom angeschlossen ist. Bitte entferne die SD Karte niemals bei blinkender grüner LED! Dies könnte das Dateisystem beschädigen und zu Datenverlust führen!

Die grüne LED ist die Status LED. Sie leuchtet wenn auf die SD-Karte zugegriffen wird.

Grüne Status LED Bedeutung
AUS Keine SD Karte eingesteckt.
AN – Konstant SD Karte ist leer oder falsch formatiert. Bitte neu bespielen.
Blinkt ca .1. pro Sekunde Bootvorgang läuft
Blinkt schnell Aktiver Lese-Schreib-Vorgang
AUS, Blinkt minimal oder selten Es finden keine Zugriffe statt

Nach dem Runterfahren des Raspberry Pi ist die grüne LED komplett aus. Die rote LED leuchtet, der Pi kann nun vom Strom getrennt werden. Jetzt kannst du die SD-Karte herausnehmen. Es lohnt sich, regelmäßig Backups von der SD-Karte zu machen.

Tipp: Beim Herunterfahren geht dein Raspberry Pi übrigens nicht komplett aus ! Deswegen ist es wichtig, die Verbindung zum Strom nach dem Herunterfahren zu trennen.



2.2. Starten

Der Raspberry Pi hat leider keinen power Knopf. Zum starten musst du ihn nur mit dem Netzteil verbinden. Ein buntes Testbild signalisiert, dass der Pi und die Übertragung zum Monitor funktioniert. Sollte der Monitor schwarz bleiben, obwohl die LED einen Bootvorgang anzeigt, dann kontrolliere, ob dein Monitor auf ein HDMI-Signal eingestellt ist. Wenn alles gut geht, startet NOOBS.

Damit du direkt loslegen kannst, haben wir dir das Minibetriebssystem NOOBs auf die SD Karte kopiert. Auch eine Kopie von Raspbian liegt schon auf der SD-Karte. Damit kannst du direkt anfangen, auch wenn du gerade keine Internetverbindung hast.

Tipp: Der Start von NOOBS wird durch Halten der SHIFT Taste beim Booten erzwungen.

3. Noobs

Mit Noobs kannst du verschiedene Betriebssysteme auf deinem Raspberry Pi installieren. Die Betriebssysteme können auf der SD-Karte liegen oder durch Noobs aus dem Internet heruntergeladen werden. Wenn dein Pi mit dem Internet verbunden ist, lädt Noobs eine Liste mit allen verfügbaren Betriebssystemen herunter. Du kannst entweder ein Netzwerkkabel nutzen oder dich mit einem WLAN-Netzwerk verbinden. Wie du das machst, erfährst du in Punkt 3.1. Falls du gerade kein Internet hast, nutze das Raspbian, das schon auf der SD-Karte liegt.










Wenn dein Pi richtig hoch gefahren ist, siehst du diese Oberfläche, das ist NOOBS. Am Symbol rechts kannst du erkennen, ob die Daten auf der SD-Karte liegen oder aus dem Internet heruntergeladen werden. Solltest idu nur den ersten Eintrag Raspbian sehen, dann bist du nicht mit dem Netzwerk / Internet verbunden. Die Oberfläche von NOOBS lässt sich mit der Maus und / oder Tastatur bedienen. In der Mitte sind die verschiedenen Betriebssysteme aufgelistet. Manche gibt es mehr als einmal. Zum Beispiel OpenELEC. Das gibt es für den Pi1, Pi2 und Pi3. Raspbian läuft auf allen Versionen des Raspberry Pi. Sollten bei dir weniger Betriebssysteme angezeigt werden, kontrolliere bitte, ob dein Pi mit deinem Netzwerk, WLAN und dem Internet verbunden ist.

3.1 WLAN

Der Raspberry Pi B3 hat ein Wlan und Bluetooth Modul eingebaut. Mit Noobs kannst du dich mit deinem WLAN verbinden. Klicke mit der Maus auf die Fläche Wifi networks (w) oder drücke die Taste W. In dem folgenden Fenster wählst du dein WLAN aus. Falls du ein Passwort für dein WLAN verwendest, musst du es nun eingeben. Zum Verbinden drückst du OK.

3.2 Die Betriebssysteme

Es gibt zahlreiche Betriebssysteme für den Raspberry Pi. Einige, die du auf der NOOBS SD Karte findest, haben wir hier für dich aufgelistet. Für die meisten Anwendungen ist Raspbian die richtige Wahl. Es ist ein komplettes Linux mit vielen fertigen Programmen und Treibern für Mäuse, Sensoren, Zubehör usw. Viele Raspberry Pi Tutorials basieren auf Raspbian. Am besten probierst du die verschiedenen Betriebssystem einfach aus.

Raspbian

Ein auf Debian basierendes Linux mit eingebauter grafischer Oberfläche. Basierend auf Debian ist dies die ideale Umgebung für alle, die Erfahrung mit Ubuntu, Mint, Debian usw. haben. Raspbian bietet sehr viel Unterstützung und kommt mit viel Software, z.B. Minecraft, einem Webbrowser, Texteditor usw. Es lässt sich grafisch oder aus der Konsole heraus bedienen. Die meisten Raspberry Pi Tutorials z.B. für Drucker, Datei, Netzwerk oder Web- Server bauen auf Raspbian auf. Als Mediaplayer ist es jedoch nicht geeignet.

LibreELEC

(OpenELEC Nachfolger) Macht deinen Pi zum Mediaplayer. Spielt sehr viele Formate und auch FullHD Videos ab. Super einfach zu benutzen mit grafischer Oberfläche. Filme, Musik und Bilder lassen sich direkt von der SD-Karte, USB-Stick, Netzwerk oder dem Internet abspielen. Ein eingebauter Netzwerkserver erlaubt es, Daten auf deinen Pi zu kopieren. Mit LibreELEC machst du deinen Pi zu Medienzentrale im Wohnzimmer. LibreELEC ist nicht geeignet, wenn du LED's steuern möchtest oder einen Temperaturfühler auslesen willst.

OSMC_Pi

ist ebenfalls ein Media Player, wie auch bei LibreELEC ist das eigentliche Betriebssystem sehr komprimiert und alles, was nicht notwendig ist, wurde entfernt, um mehr Leistung für den Player bereitstellen zu können. OSMC_Pi bietet etwas leichteren Zugang zum System, falls man etwas ändern möchte. Damit sind aber tiefgehende Eingriffe in das Betriebssystem gemeint, die über eine normale Nutzung weit hinaus gehen! Für erfahrene Nutzer evtl. interessant, da weitere Funktion zu Verfügung stehen, die bei LibreELEC nicht sofort verfügbar sind. Für Anfänger empfehlen wir LibreELEC.

Windows 10 IoT Core

Ein sehr stark abgespeckte Version von Windows. Produktives Arbeiten ist damit nicht möglich. Office Unterstützung gibt es nicht und wir empfehlen, dieses Betriebssystem nur zu verwenden, wenn man weiß, was man tut. Die Installation ist umständlich.

Tipp: Als Anfänger greifst du am Besten zu Raspbian oder LibreELEC. Raspbian für Projekte, Sensoren, GPIO und LibreELEC als reines MediaCenter.

3.3 Installation

Wähle ein Betriebssystem aus und klicke auf Installieren (i). Bestätige das ALLE DATEN auf der SD-Karte GELÖSCHT werden und die Installation fängt an.

Die Installation dauert ein wenig. Sie hängt vor allem von der Geschwindigkeit der SD-Karte und deiner Internetverbindung ab. Am Ende sagt der Pi einem, dass er bereit ist und startet nach dem Bestätigen neu. Ab jetzt startet nicht mehr NOOBS, dein Betriebssystem fährt direkt hoch.


3.4. Recovery

Solltest du mit dem Betriebssystem nicht zufrieden sein, es zu Fehlern, Abstürzen oder ähnlichem kommt, kannst du beim Booten einfach Shift gedrückt halten. Der Pi startet dann wieder mit Noobs und du kannst das Betriebssystem neu installieren. Beachte bitte, dass dabei wieder alle Daten gelöscht werden. Du solltest vorher ein Backup der SD-Karte machen.

4. Raspbian, erste Schritte

Herzlichen Glückwunsch ! Du hast Raspbian erfolgreich installiert. Jetzt erklären wir dir die grundlegenden Einstellungen und bringen dein System auf einen aktuellen Stand. Dein Pi startet direkt durch und begrüßt dich in einer grafischen Oberfläche. Es ist schlicht und einfach gehalten. Oben links findest du den Menü Knopf. Daneben ist die Schnellstartleiste. In dieser findest du einen Browser, für Internet, einen Dateimanager, die Konsole, usw.

WLAN
Weiter rechts siehst du das Bluetooth Symbol und direkt daneben zwei Monitore. Dies ist die Wlan-Verbindung. Klicke auf das Symbol und warte bis das Wlan in deiner Nähe aufgelistet wird. Klicke auf dein Wlan und gebe dein Passwort ein. Jetzt verbindet sich dein Pi mit dem Wlan.

Über das Menü findest du verschiedene Programme und Spiele. Office, Minecraft usw. Schaue dich um und spiele herum. Im nächsten Schritt tauchen wir tiefer in die Linux-Materie ein.

4.1 Das Terminal

Öffne ein Terminal, das ist der kleine schwarze Monitor oben in der Leiste. Dieses Fenster ist die Konsole (Terminal), die Befehlszeile. Sie mag etwas umständlich und altbacken erscheinen, aber sie gibt dir die absolute Macht über dein System. So sieht die Befehlszeile aus.

Terminal

Dort können wir Befehle eingeben. Der erste Befehl, den wir eintippen ist: whoami

pi@raspberrypi:~ $ whoami
pi

Wir fragen unser System, wer wir sind und bekommen die Antwort: wir sind pi. Terminals gibt es auf jeder Linux Maschine. Das Wunderbare daran ist, dass man sich einfach zu einem anderen Rechner verbinden kann. Zum Beispiel zu seinem Raspberry. Um herauszufinden, auf welchem Rechner wir gerade sind, nutzen wir den Befehl: hostname

pi@raspberrypi:~ $ hostname

Unser Pi heißt raspberrypi Diese beiden Informationen, wer wir sind und wie der Computer heißt, auf dem wir gerade sind, steht ihr immer im Terminal. Dazu kommt noch der Ort. Um eine Übersicht über alle Ordner und Dateien in unserem derzeitigen Verzeichnis zu bekommen, nutzen wir den Befehl ls

pi@raspberrypi:~ $ ls

Er listet Ordner in blau auf und Dateien sind grau. Um in einen Ordner zu gelangen, gibst du folgenden Befehl ein, gefolgt von dem Ordnernamen.

pi@raspberrypi:~ $ cd Desktop

Jetzt ändert sich die Zeile im Terminal.

pi@raspberrypi:~/Downloads $

Das Terminal gibt uns also immer drei wichtige Informationen. Wer wir sind, auf welchem Computer wir uns befinden, getrennt durch das @, und wo wir sind, also in welchem Ordner. Bei uns ist das jetzt pi @ raspberrypi im Ordner ~/Downloads Bei bash Befehlen und Kommandos lassen wir den ersten Teil pi@raspberrypi:~ jetzt weg und schreiben nur noch $ vor den Befehlen. Das $ brauchst du aber nicht abzutippen.

4.2 sudo

Zurück in deinem Home-Ordner kommst du immer mit dem Befehl cd. Der Home-Ordner ist dein "Zuhause" auf dem Pi. Dort liegen deine Daten. Das Hauptverzeichnis bei Linux ist /. Dort gibt es verschiedene Ordner für Programme, Benutzer, Bibliotheken und vieles mehr. Einer dieser Ordner ist /home. In /home liegt der Ordner /pi und in diesem wiederum deine Ordner und Dateien, die du erstellst. Linux ist sehr streng und strikt, wenn es um Benutzer geht. Als normaler User darfst du nur in deinem Home etwas ändern. Der oberste User des Systems ist root . Root darf alles! Auch das komplette System löschen. Versuch mal in das Home von root zu schauen. ls /root . Du wirst merken, dass geht nicht. Um Programme zu installieren oder zum Ändern von Einstellungen brauchst du root-Rechte. Das machen wir über ein sudo vor eurem Befehl. Dann wird der Befehl als root ausgeführt. Versuche sudo ls /root. Das Verzeichnis ist zwar leer, aber das wird dir angezeigt. Mit sudo muss man immer etwas vorsichtig sein!

Das war das kleine Terminal 1x1. Alle wichtigen Befehle haben wir auf der Rückseite dieses Hefts noch einmal für dich zusammengefasst.

4.3 Raspbian Konfigurieren

Im Terminal starten wir jetzt das Raspbian Konfigurationsprogramm. Dort sind viele wichtige Einstellungen zusammengetragen. Die Konfiguration von Raspbian startet mit dem Befehl

sudo raspi-config

Terminal

Raspi-Config ist ein kleines Programm, das es dir erlaubt, schnell und einfach grundlegende Einstellungen des Systems zu ändern. Auf die Wichtigen gehen wir kurz ein:

  • 1. Expand Filesystem Vergrößert das Dateisystem auf die maximale Größe der SD-Karte. Passiert bei der Installation über Noobs automatisch.
  • 2. Change User Password Ändert das Passwort des Users pi . Das Standardpasswort ist raspbian , das sollte man ändern.
  • 3. Boot Options Legt fest, wie der Pi startet. In die Konsole, ohne grafische Oberfläche oder in die grafische Oberfläche. Beide Optionen gibt es mit dem automatischen Login und ohne. Wir empfehlen dir, auf den automatischen Login zu verzichten. Lieber am Anfang das Passwort eingeben. Wenn du den Pi als Server ohne Monitor verwenden willst, lasse den Pi in die Konsole booten.
  • 6. Enable Camera Aktiviert die Unterstützung für das Raspberry Pi Kameramodul. (Neustart erforderlich)
  • 9. Advanced Options Weitergehende Einstellungen. Interessant ist vor allem A2 Hostname , legt einen anderen Namen für euren Pi fest. A3 Memory Split legt fest, wie viel Ram der GPU (Grafikkarte) zu Verfügung steht. Bei Servern kann das auf 8MB reduziert werden. A4. SSH Legt fest, ob der SSH Server aktiv ist. Wichtig, um auf den Pi über das Netzwerk zugreifen zu können. A8 Audio Erzwingt die Ausgabe von Audiosignalen über HDMI oder den Klinke-Ausgang.

In dem Advanced Menü findest du auch Einstellungen, die du für unsere Tutorials und Kits brauchst. Diese werden dann aber in dem entsprechenden Tutorial immer erklärt.

4.4 Updates installieren

Jetzt wollen wir das System auf einen aktuellen Stand bringen. Dafür muss der Pi mit dem Internet verbunden sein. Linux wird ständig verbessert und weiter entwickelt, daher gibt es ab und zu ein paar Updates. Als erstes laden wir eine Liste mit aktuellen Paketen herunter. Dadurch weiß der Pi, ob es etwas Neues gibt. Der befehlt dazu lautet

sudo apt-get update

Danach installieren wir die Updates – also die Pakete, die neuer sind als die, die sich auf unserem Pi befinden. Das machen wir mit dem Befehl

sudo apt-get upgrade

Die zu aktualisierenden Pakete werden angezeigt und müssen mit Y oder J und Enter bestätigt werden. Bei vielen Paketen und MB, die geladen werden müssen, kann das einige Zeit lang dauern.

Dein System ist jetzt auf einem aktuellen Stand und bereit zum Loslegen.

4.5 Software installieren

Nachdem du gelernt hast wie man Updates installiert, wollen wir nun auch ein paar Programme installieren. Das machen wir auch über den Paket Manager. Vergleichen kann man dies am besten mit einem AppStore. Die Pakete werden komplett inkl. aller Abhängigkeiten installiert. Als User muss man sich um fast Nichts kümmern. Das bedeutet auch, dass du keine Software von Webseiten herunterladen brauchst. Das ist zwar möglich, aber umständlich und was für fortgeschrittene User. Dafür gibt es aber für fast alles ein fertiges Programm. Office, Minecraft, Webbrowser usw. sind sogar schon installiert und über das Menü erreichbar. Microsoft Windows Programme laufen leider nicht unter Raspbian.

Neben update und upgrade kann man mit apt-get auch Programme installieren. Der Befehl lautet dann sudo apt-get install Programmname z.B. eine Übersicht über die Systemauslastung mit dem Befehl

sudo apt-get install htop

Starte das Programm mit dem Befehl htop Ein Programm in der Konsole kannst du abbrechen mit ctrl+c oder du beendest htop mit der Taste F10. Es lassen sich auch mehrere Pakete zusammen installieren z.b. ein Texteditor für die Konsole und ein Programm zum entpacken von Dateien

sudo apt-get install vim unzip

Im Internet findest du zahlreiche Tutorials und Anleitungen wie ein bestimmtes Programm installiert wird. Fast alle Programme für Ubuntu und Debian bekommst du auch für deinen Pi.

Tipp: Um Software einfach zu finden und zu verwalten, installierst du den synaptic Package Manager mit sudo apt-get install synaptic und startest ihn aus der grafischen Oberfläche mit sudo synaptic

4.5 Deinstallieren

Programme lassen sich genau so einfach wieder deinstallieren. Das machst du mit dem Befehl sudo apt-get remove PACKETNAME Zum Deinstallieren von htop und vim wäre das dann:

sudo apt-get remove htop vim

Das war es auch schon. Jetzt bist du in der Lage, Programme zu installieren.

5. Projekte

Wir haben die neusten Updates installiert und dein System ist jetzt einsatzbereit. Jetzt bist du bereit, um mit eigenen Projekten zu starten. Dein Raspbian kann jetzt für alle Projekte der Jugend Programmiert Reihe verwendet werden. Mit unseren tollen Projekt Kits lernst du spielend Programmieren. Wir bauen digitalisierte Pflanzen, Spiele, Temperatursteuerungen und vieles mehr. Immer komplett mit einfacher Anleitung und der ganzen Hardware und Elektronik, die du brauchst. Unsere Kits bekommst du auf http://CodingWorld.io

Auf den letzten Seiten findest du noch eine Übersicht über die wichtigen Befehle für die Konsole.



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