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Spannende Projekte mit dem Raspberry Pi®
Andrew Robinson, Mike Cook, Jonathan Evans, Sean McManus
Verlag mitp Verlags GmbH & Co. KG, 2014
ISBN 9783826699108 , 472 Seiten
Format PDF, ePUB, OL
Kopierschutz frei
Cover
1
Titel
3
Impressum
4
Inhaltsverzeichnis
5
Über die Autoren
13
Einleitung
15
Teil I: Erste Schritte mit demRaspberry Pi
23
Kapitel 1: Den Raspberry Pi zum Laufen bringen
25
1.1 Das Betriebssystem
25
1.1.1 Das Betriebssystem auf eine SD-Karte schreiben
26
1.2 Den Raspberry Pi anschließen
32
1.2.1 Anschluss eines Bildschirms
34
1.2.2 Anschluss ans Netzwerk
37
1.2.3 Start des Betriebssystems
37
1.2.4 Einschalten!
38
1.3 Der Startvorgang
39
1.3.1 Sprache, Ländereinstellungen und Tastaturbelegung anpassen
40
1.4 Die grafische Benutzeroberfläche starten
41
1.5 Terminal unter X starten
42
1.6 Fehlerbehebung
42
1.6.1 Häufige Fehlerquellen
43
1.6.2 Weitere Hilfestellung
44
1.7 Der Spaß geht los!
44
Kapitel 2: Ein erstes Programm: Der Beschimpfungsgenerator
45
2.1 Das erste Python-Programm
46
2.2 Das Programm speichern
48
2.3 Beschimpfung generieren
51
2.3.1 Variablen
51
2.3.2 Strings
52
2.3.3 Listen
52
2.3.4 Funktionen
52
2.4 Beschimpfung mit Anrede
54
2.4.1 Bedingtes Verhalten
56
2.5 Ein ganzer Schwall an Beschimpfungen
56
2.5.1 Eigene Funktionen erstellen
56
2.5.2 Schleifen
58
2.6 Fazit
60
Teil II: Software-Projekte
61
Kapitel 3: Tic-Tac-Toe
63
3.1 Fehler
64
3.2 Zum Auftakt das Spielbrett
64
3.2.1 Verbesserung der Spielbrettausgabe
66
3.2.2 Gibt es einen Gewinner?
66
3.2.3 Hilfsfunktionen
68
3.3 Ein Spiel für zwei Teilnehmer
68
3.4 Der Computer als Spieler
72
3.4.1 Der Computer als Fünfjähriger
72
3.4.2 Einen siegreichen Spielzug erkennen
74
3.4.3 Eine Strategie hinzufügen
77
3.4.4 Strategieverfeinerung
79
3.5 Sie sind am Zug!
83
Kapitel 4: Hier sind die Nachrichten
85
4.1 Die ersten Teleprompter
85
4.2 Der Pi-Prompter
86
4.3 Erforderliche Schritte
87
4.4 Ein weiterer Schritt zu einem brauchbaren Programm
92
4.5 Das fertige Programm
97
4.6 Mechanischer Aufbau
102
4.7 Sie sind am Zug!
105
Kapitel 5: Ping
107
5.1 Erste kommerzielle Produkte
107
5.2 Das Spiel
108
5.2.1 Bewegung auf dem Bildschirm
108
5.2.2 Kollisionen feststellen
110
5.2.3 Aufpralltest
111
5.3 Das Spiel verfeinern
113
5.4 Version für Einzelspieler
117
5.5 Version für zwei Spieler
125
5.6 Sie sind am Zug!
132
Kapitel 6: Pie-Man: Ein Pac-Man-Klon
133
6.1 Das Spiel
134
6.2 Ressourcen zusammentragen
135
6.2.1 Die Soundeffekte
135
6.2.2 Die Spielfiguren
136
6.3 Bühne frei!
139
6.4 Das Spielgeschehen
144
6.4.1 Pillen verspeisen
147
6.4.2 Das Ende des Pie-Mans – oder eines Geistes
150
6.4.3 Die jagende Meute
152
6.5 Bildschirmdarstellung
153
6.6 Die main()-Funktion
156
6.6.1 Das Spiel beginnt
161
6.6.2 Geisterjagd
161
6.6.3 Spielende
162
6.7 Sie sind am Zug!
162
Kapitel 7: Minecraft Maze Maker
165
7.1 Minecraft installieren
166
7.2 Start des Spiels
167
7.3 Spielablauf
167
7.3.1 Umherstreifen
168
7.3.2 Objekte erzeugen und zerstören
168
7.4 Vorbereitungen für den Einsatz von Python
169
7.5 Verwendung des Minecraft-Moduls
170
7.5.1 Koordinaten in Minecraft
171
7.5.2 Neupositionierung des Spielers
171
7.5.3 Bausteine hinzufügen
172
7.5.4 Änderungen durch den Spieler verhindern
174
7.5.5 Die Parameter des Labyrinths
174
7.5.6 Das Fundament legen
176
7.5.7 Aufbau der Wände
177
7.5.8 Der Labyrinth-Algorithmus
178
7.5.9 Variablen und Listen vorbereiten
178
7.5.10 Funktionen erstellen
179
7.5.11 Die Hauptschleife
181
7.5.12 Eine Decke hinzufügen
183
7.5.13 Die Spielfigur positionieren
183
7.5.14 Der endgültige Code
184
7.6 Sie sind am Zug!
187
Teil III: Hardware-Projekte
189
Kapitel 8: Schnappen
191
8.1 Das Spiel implementieren
192
8.1.1 Die Theorie
192
8.1.2 Das Gehäuse herstellen
200
8.2 Die Software zum Testen des Geräts
205
8.3 Die Spielsoftware
208
8.4 Sie sind am Zug!
214
Kapitel 9: Reaktionstest
215
9.1 Willkommen in einer anderen Computerwelt!
215
9.1.1 Bewährte Verfahrensweisen
216
9.2 Beschaffung von Bauteilen
217
9.2.1 Eine Schnittstellen-Platine
217
9.2.2 PiFace-Digital
217
9.3 PiFace-Digital einrichten
218
9.3.1 Installation der PiFace-Digital-Software
219
9.4 PiFace-Digital anschließen
222
9.5 Den Emulator verwenden
222
9.6 Die Schnittstelle zu Python
223
9.6.1 LED einschalten
223
9.6.2 Schaltzustand erkennen
225
9.7 Der Reaktionstest
226
9.7.1 Die Anschlüsse des PiFace-Digital
227
9.7.2 Einen Taster und eine LED anschließen
231
9.7.3 Mit dem Reaktionstester spielen
236
9.8 Schnittstellen
237
Kapitel 10: Gezwitscher
239
10.1 Das Spielzeug hacken
239
10.1.1 Verdrahtung
241
10.2 Das Huhn zum Sprechen bringen
244
10.2.1 espeak in Python verwenden
245
10.2.2 Test des espeak-Moduls
246
10.3 Bewegungssteuerung
246
10.3.1 Klassen erstellen
248
10.3.2 Objekte erzeugen
249
10.3.3 Ständiges Testen
250
10.4 Verbindungsaufnahme mit Twitter
250
10.4.1 Das Python-Modul kompilieren und installieren
251
10.4.2 Kommunikation mit Twitter
253
10.5 Fertigstellung
256
10.6 Fazit
258
10.6.1 Weitere Ideen
259
Kapitel 11: Disco-Beleuchtung
261
11.1 Die Reihenfolge festlegen
262
11.2 Den Code erweitern
263
11.3 Ein kleiner theoretischer Exkurs
266
11.4 Entwurf des Sequenzers
267
11.5 Implementierung des Sequenzers
267
11.6 Lichterketten
275
11.7 Längere Lichterketten
278
11.8 Musik als Taktgeber
279
11.9 Schaltungsentwurf
280
11.10 Schaltungsaufbau
282
11.11 Anschluss der Schaltung
283
11.12 Sie sind am Zug!
283
Kapitel 12: Türschloss
285
12.1 Überblick
286
12.2 Sicherheitskritische Systeme
286
12.3 Die Türschloss-Hardware
287
12.4 Software-Simulation
288
12.5 Ausgabe
290
12.5.1 Anschluss der Schaltung
290
12.5.2 Programmierung der Türsteuerung
292
12.6 Eingabe
293
12.6.1 Benutzereingabe abfragen
293
12.7 Authentifizierung
293
12.7.1 Vertrauliche Daten speichern
294
12.8 Berührungsloses Türöffnen
295
12.8.1 Anschluss des RFID-Lesegeräts
296
12.8.2 Den RFID-Leser in Python verwenden
299
12.8.3 Die Programmteile zusammenfügen
301
12.9 Programmtest und Schlosseinbau
301
12.10 Mehrere Türen vernetzen
303
12.11 Sie sind am Zug!
304
12.12 Die Kunst der Programmierung
304
Kapitel 13: Hausautomation
307
13.1 Das Internet der Dinge
307
13.2 Projekt 1: Bewegungsmelder und Türkontaktschalter
308
13.2.1 Schaltungsaufbau
310
13.2.2 Software
313
13.3 Projekt 2: Überwachung per Webcam
314
13.3.1 Schaltungsaufbau
314
13.3.2 Software
315
13.4 Projekt 3: Temperaturanzeige
320
13.4.1 Schaltungsaufbau
320
13.4.2 Software
321
13.5 Projekt 4: Warnmeldungen via E-Mail versenden
325
13.5.1 Anforderungen
325
13.5.2 Software
325
13.6 Projekt 5: E-Mail per Funkfernsteuerung versenden
330
13.6.1 Schaltungsaufbau
331
13.6.2 Software
333
13.7 Sie sind am Zug!
337
Kapitel 14: Computergesteuertes Modellbahnrennen
339
14.1 Beschaffung einer Modellrennbahn
339
14.2 Umbau der Rennbahn
340
14.2.1 Test der Schaltung
341
14.3 Spielereingaben
342
14.3.1 Taster
343
14.3.2 Gehäuse
347
14.3.3 Joystick-Test
350
14.4 Die Software
351
14.5 Das Spiel
353
14.6 Sie sind am Zug!
360
Kapitel 15: Drehgeber mit Facebook-Anbindung
361
15.1 Das Konzept
361
15.2 Drehgebertypen
362
15.3 Ausgabe des Drehgebers
362
15.4 Automatisches Hinaufladen
370
15.4.1 Flickr
371
15.5 Das fertige Programm
374
15.6 Symmetrische Muster erzeugen
381
15.7 Sie sind am Zug!
387
Kapitel 16: Das Pi-Pendel – ein Harmonograph
389
16.1 Das Konzept
390
16.2 Der Hall-Effekt
390
16.3 Kurz vorgestellt: Der Arduino
392
16.4 Zusammenbau
393
16.4.1 Sanfte Schwingungen
398
16.4.2 Elektronik
399
16.5 Programmierung des Arduino
403
16.5.1 Der fertige Arduino-Code
409
16.6 Programmierung des Raspberry Pi
417
16.7 Das Pi-Pendel in Aktion
422
16.8 Sie sind am Zug!
424
Kapitel 17: Das Hightech-Vogelhäuschen – Beobachtung der Tierwelt
425
17.1 Bau einer Lichtschranke
427
17.1.1 Erforderliche Bauteile
427
17.1.2 Anschluss des Senders
427
17.1.3 Anschluss des Empfängers
428
17.1.4 Test der Sensoren
430
17.2 Montage der Sensoren
430
17.2.1 Schutz vor Wind und Wetter
432
17.3 Aktivitäten aufzeichnen
433
17.3.1 Verarbeitung in Echtzeit oder im Nachhinein?
433
17.3.2 Das Programm zum Aufzeichnen
435
17.3.3 Das Programm testen
444
17.4 Die Daten verarbeiten
445
17.4.1 Endliche Automaten
446
17.4.2 Ein einfaches Programm zur Auswertung
447
17.5 Störsignale handhaben
451
17.5.1 Störsignale herausfiltern
451
17.5.2 Auswertungsprogramm mit Störsignalfilterung
452
17.6 Ein Diagramm erstellen
457
17.7 Das Vogelhäuschen in Betrieb nehmen
460
17.8 Sie sind am Zug!
460
17.8.1 Teilen Sie Ihre Daten
461
17.8.2 Weitere Sensoren hinzufügen
461
17.9 Unbegrenzte Möglichkeiten
461
Stichwortverzeichnis
463