Raspberry Pi 4 und Pico

Pfiffige Projekte zum Messen, Steuern und Regeln

Von Günter Spanner

Veröffentlicht von Elektor Verlag GmbH, Aachen. 1. Auflage 2023.

Alle Rechte vorbehalten.

ISBN Print: 978-3-89576-569-8

ISBN eBook: 978-3-89576-570-4

Elektor ist eine wichtige Quelle für technische Informationen und Elektronik-Produkte für Maker, Ingenieure und Entwickler.

Website: www.elektor.de

Warnhinweise

Details regarding warnings.

Programmdownload

Information on program downloads.

Kapitel 1: Einführung

1.1. Voraussetzungen und Ziele

Details on prerequisites and goals.

1.2. Erforderliches Material und Hardwareüberblick

Overview of required materials and hardware.

Kapitel 2: Raspberry Pi – eine Erfolgsgeschichte

2.1. Die Anfänge: Pi classic

History of the original Raspberry Pi.

2.2. Eine neue Ära: Pi Pico

Introduction to the Raspberry Pi Pico.

Kapitel 3: Der klassische "RasPi"

3.1. Stromversorgung

Power supply for the Raspberry Pi.

3.2. Installation des Betriebssystems für den Raspberry Pi

OS installation guide.

3.3. Versionen und Varianten

Overview of different Raspberry Pi versions.

3.4. Das Linux-Dateisystem

Explanation of the Linux file system.

3.5. Die wichtigsten Linux-Befehle

Essential Linux commands.

3.6. Raspberry Pi fernsteuern: Remote Desktop

Remote access methods.

3.7. Anregungen und Experimente

Suggestions for projects and experiments.

Kapitel 4: Pico und Pico W in der Praxis

4.1. Stromversorgung des Pico

Powering the Pico.

4.2. Inbetriebnahme mit Thonny

Getting started with the Thonny IDE.

4.3. Ein erstes Testprogramm

First programming examples.

4.4. Physical Computing: LEDs in Aktion

Controlling LEDs.

4.5. Der Pico als Computerthermometer

Using Pico as a thermometer.

4.6. Erweiterungen und Experimente

Further extensions and experiments.

Kapitel 5: Raspberry Pi als Programmierzentrale

5.1. Raspberry Pi programmiert Pico!

Using Pi to program Pico.

5.2. Pico als Front-end

Pico as a user interface.

5.3. Prozessortemperaturen

Monitoring processor temperatures.

5.4. Passende Beleuchtung am Arbeitsplatz?

Lighting projects.

5.5. Virtuelle Messgeräte

Creating virtual measurement tools.

5.6. Luxmeter mit virtueller Analoganzeige

Building a lux meter.

5.7. Erweiterungen und Aufgaben

Additional projects and tasks.

Kapitel 6: Der Pico W geht ins Netz

6.1. Pins und Ports des Pico W

Understanding Pico W pins and ports.

6.2. Start mit Picozero

Introduction to Picozero library.

6.3. Nicht nur für Privatdetektive: Pico als WLAN-Scanner

Using Pico as a Wi-Fi scanner.

6.4. Die Verbindung steht...

Establishing network connections.

6.5. Öffnen eines Sockets

Working with network sockets.

6.6. Der Pico als Webserver für PC und Pi 4

Pico as a web server.

Kapitel 7: Python-Kompendium für Pi und Pico

7.1. Guter Code braucht Kommentare

Writing good code with comments.

7.2. Ausgabe mit Print()

Using the print() function.

7.3. Einrückungen und Blöcke

Indentation and code blocks.

7.4. Wichtige Werte: Variablen und Konstanten

Variables and constants.

7.5. Zahlen und Variablentypen

Numeric types and variables.

7.6. Konvertieren von Zahlentypen

Type conversion.

7.7. Operatoren

Programming operators.

7.8. Ideal für Zahlenreihen und Messwerte: Arrays und Listen

Arrays and lists for data.

7.9. Bitte mit Format: Ansprechende Text- und Datenausgabe

Formatted output.

7.10. Zeichen in Ketten: Strings

String manipulation.

7.11. Versuch und Irrtum: try und except

Error handling with try-except.

7.12. Programme kontrolliert beenden

Controlled program termination.

7.13. Die Hardware im Griff: Digitale Ein- und Ausgänge

Digital I/O control.

7.14. Portsteuerung unter der Lupe: Wechselblinker

Port control: Blinking LEDs.

7.15. Das Modul "machine" im Detail

Detailed look at the 'machine' module.

7.16. Notsignale

Handling emergency signals.

7.17. Timersteuerung

Timer control.

7.18. Tasterabfrage

Reading button inputs.

7.19. Frequenzänderung mit Taster-gesteuerten Interrupts

Frequency changes with interrupts.

7.20. Binärer LED-Counter

Binary LED counter project.

7.21. Kirmesbeleuchtung und SciFi-Displays

Amusement lighting and Sci-Fi displays.

7.22. Zeitsteuerung und sleep

Time control and sleep functions.

7.23. Für grafische Ausgaben: Tkinter

Using Tkinter for graphics.

7.24. Messwertausgabe in einem Graphik-Fenster

Displaying measurements graphically.

7.25. Graphische Darstellungen mit Matplotlib

Data visualization with Matplotlib.

7.26. Ein Temperaturplotter

Creating a temperature plotter.

7.27. Übungen, Erweiterungen und Aufgaben

Exercises and further tasks.

Kapitel 8: C als Alternative

8.1. Qual der Wahl: C oder Python?

Comparing C and Python.

8.2. Arduino IDE 2.0

Using Arduino IDE.

8.3. Arduino Boards Manager

Managing Arduino boards.

8.4. Serieller Monitor und Serielle Plotter

Serial communication tools.

8.5. Präzises Thermometer in C: Energiesparen leicht gemacht!

Precise thermometer in C.

8.6. Mit dem OLED-Display zum Komplettgerät

Building a complete device with OLED display.

8.7. Thermometer mit OLED-Display

Thermometer using OLED display.

8.8. Gemischtes Doppel: C-Frontend und Pi als Datensammler

C frontend with Pi data logger.

Kapitel 9: Das ideale Team

9.1. Beste Verbindungen

Optimal connections.

9.2. Interaktiv mit "Mu"

Using the Mu editor.

9.3. Interaktive Steuerung mit PygameZero

Interactive control with PygameZero.

Kapitel 10: Schnittstellen und State Machines

10.1. Immer noch aktuell: RS232

RS232 serial interface.

10.2. PySerial

Using the PySerial library.

10.3. Direkte serielle Kommunikation

Direct serial communication.

10.4. Serielle Messwertübertragung

Serial data transmission.

10.5. Der I2C-Bus

Introduction to I2C bus.

10.6. Pico als I2C-Device

Pico as an I2C device.

10.7. Schalten und walten via I2C

Control via I2C.

10.8. Mehrere Picos am I2C Bus

Multiple Picos on I2C.

10.9. Daten vom Pico lesen

Reading data from Pico.

10.10. State Machines

Implementing state machines.

10.11. PIO-Praxis

Practical use of PIO.

10.12. PWM durch Interferenzeffekt

PWM via interference effect.

10.13. NeoPixel LEDs

Working with NeoPixel LEDs.

10.14. Übungen und Varianten

Exercises and variations.

Kapitel 11: Displays

11.1. LCD-Display

Using LCD displays.

11.2. Bargraphanzeige

Bar graph displays.

11.3. OLED-Display

Using OLED displays.

11.4. OLEDs als Graphik-Bildschirme im Kleinformat

Small format OLED graphics.

11.5. Graphik-Kunst

Graphics art projects.

11.6. Bewegte Graphiken

Animated graphics.

11.7. Stoppuhr mit OLED-Anzeige

OLED stopwatch.

11.8. Mehrere Displays an einem Pico

Multiple displays on one Pico.

11.9. Anregungen

Inspirations and ideas.

Kapitel 12: Das individuelle Messlabor

12.1. Von analog nach digital: Grundlagen

Analog to digital conversion basics.

12.2. Externe Versorgung über VSYS

External power via VSYS.

12.3. Für Profis: Präzision, Rauschen und Linearität

Precision, noise, and linearity for professionals.

12.4. ADC in der Praxis: Ein Computervoltmeter

ADC application: Computer voltmeter.

12.5. Schneller Signalgenerator bis 62,5 MHz

High-speed signal generator.

12.6. Professionelle HF-Messtechnik für kleines Geld

Affordable RF measurement techniques.

12.7. Sweep-Generator

Sweep generator.

12.8. Oszilloskop und Transientenrekorder

Oscilloscope and transient recorder.

12.9. Frequenzzähler

Frequency counter.

12.10. Aufgaben und Erweiterungen

Tasks and extensions.

Kapitel 13: Praxisprojekte

13.1. Astronauten im Orbit

Space-themed project.

13.2. Präzise Internetzeit

Accurate internet time synchronization.

13.3. Aktueller Bitcoin Kurs

Real-time Bitcoin price display.

13.4. Energiekrise: Nein Danke! - Auslesen der Gasspeicherstände

Energy crisis project: Reading gas storage levels.

13.5. Energiesparen mit dem Pi-Server

Energy saving with a Pi server.

13.6. Raspberry Pi mit Solar-Powerbank

Solar-powered Raspberry Pi.

13.7. Erweiterungen

Further project extensions.

Kapitel 14: Hardware-Kompendium

14.1. Breadboards

Using breadboards.

14.2. Drahtbrücken

Wire jumpers.

14.3. Widerstände

Resistors.

14.4. Leuchtdioden (LEDs)

Light Emitting Diodes (LEDs).

14.5. Kondensatoren

Capacitors.

14.6. Elkos

Electrolytic capacitors.

14.7. Dioden

Diodes.

14.8. Das Potenziometer

Potentiometers.

14.9. Piezoelement

Piezo elements.

Fehlersuche

Troubleshooting guide.

Bezugsquellen

Sources for components.

Literatur

Further reading.

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Inhalt Raspberry-Pi-4-und-Pico Adobe InDesign 18.1 (Macintosh) Adobe PDF Library 17.0

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