Raspberry Pi Grundlagen

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Hier einige Notitzen zum Workshop Raspberry Pi Grundlagen.

Benötigte Hardware

Um einen Raspberry Pi neu aufzusetzen, ist ein PC zweckmäßig, der die SD-Speicherkarte mit einem Image versehen kann. Um den Raspberry später zu steuern und zu konfigurieren reichen dann auch kleinere Systeme, Hauptsache sie unterstützen insbesondere SSH. Das klappt unter Windows, Linux, Mac und auch Android-Systemen.

Minimal braucht ein Raspberry noch eine SD-Speicherkarte, zur Versorgung ein 5V USB-Netzteil mit einem Micro-B-Stecker und einen Ethernet-Anschluss. Alternativ kann die Stromversorgung auch z.B. rückwärts über einen USB-Hub mit Netzteil oder über den IO-Pin-Header hergestellt werden, dies ist aber nicht empfohlen, da hierbei die Sicherung des Raspberrys übergangen wird und es bei hohen Strömen im Fall eines Kurzschlusses oder einer Überspannung zur Zerstörung oder Brand der Platine kommen kann.

Leider ist es eine unangenehme Eigenschaft des Raspberrys, dass nicht jede Hardware (das gilt für alles von der SD-Karte übers Netzteil bis USB-Geräte) so anstandslos akzeptiert wird, wie es bei guten PCs der Fall ist. Daher vor Kauf immer vorher im Internet auf Kompatibilitätsprobleme prüfen, dazu Google nutzen ("Raspberry" + Hardware-Bezeichnung) oder auf einschlägigen Listen nachschauen [1] [2].

Sicherung von Reichelt

Eine kompatible Sicherung für den Raspberry in SMD 1812 gibt es bei Reichelt unter der Bestellnummer PTC194600-110.

Stand-Alone-Betrieb oder Steuerung übers Netzwerk

Der Raspberry verfügt (im Gegensatz zu vielen anderen Linux-Boards) über einen recht leistungsfähigen integrierten Grafik-Prozessor (besser als z.B. Beaglebone Black! [3]), so dass sich ein Stand-Alone-Betrieb am Fernseher oder Monitor anbietet. Der Anschluss ist einfach per HDMI (oder HDMI-auf-DVI-Adapter) möglich. Über die zwei USB-Host-Ports werden dann noch Tastatur und Maus angeschlossen. Der Raspberry kann aber auch genauso gut ohne Display, Tastatur und Maus betrieben werden, sobald der SSH-Zugang eingerichtet wurde.

Vorbereitung der Speicherkarte

Es wird eine leere SD-Speicherkarte benötigt, die möglichst auch mit dem Raspberry kompatibel ist (sehr schnelle oder sehr große Karten sind das manchmal leider nicht [4], [5]. Für das Betriebsystem Raspbian sollte die Karte mindestens 4GB groß sein. Zur ersten Installation muss ein Image 1:1 auf die Karte aufgebracht werden (Drag'n'Drop geht nur bei NOOBS!), unter Linux klappt das per dd, unter Windows nimmt man dazu bevorzugt Win32DiskImager.

Hat man sich für Raspbian (dem Quasi-Raspberry-Standard) entschieden, kann man die Image-Datei dafür direkt von rasoberrypi.org laden und auf die SD-Karte bringen. Wer andere Betriebssysteme ausprobieren will, spielt statt dessen das NOOBS von hier auf - man kann dann beim Start des Raspberry entscheiden, welche Distribution man installieren will.

Installation auf dem Raspberry

Speicherkarte in den Raspberry, dann noch Monitor, Tastatur, LAN und Stromversorgung dran und schon sollte man bis zur Installation des OS kommen. Wenn nicht, mal hier (englisch) oder hier (deutsch) gucken. Die Installation einfach starten, bei Raspbian wird man schließlich in einem blauen Konfigurations-Bildschirm landen - MERKE: zu diesem kommt man auch später jederzeit durch Aufruf von 
sudo raspi-config
wieder hin.

Raspi-Config

Expand Filesystem

Unbedingt machen um die volle Speicherkapazität der SD-Karte zu nutzen. Wegen dem 1:1 Image ist nämlich zunächst nur eine kleine Partition eingestellt.

Change User Password

Kann auch jederzeit per 
passwd
nachgeholt werden, Standard-Login und Login beim PI ist user = pi, password = raspberry.

Internationalisation Options

Auch wenn man das OS bevorzugt auf Englisch bedienen möchte, kann man hier das Tastatur-Layout auf Deutsch stellen, was Frust spart (Change Keyboard Layout -> Generic Keyboard 105 -> Germany/Deutsch). Wer die Locale ändert bitte unbedingt UTF-8 statt ISO-blabla benutzen, es sei denn, es gibt einen triftigen Grund (ISO-blabla wird typischerweise nicht mehr genutzt).

Advanced Options

Hier bitte einmal den Hostname von "Raspberry" auf etwas individuelleres ändern (keine Sonderzeichen oder Leerzeichen!) sowie SSH zur späteren Fernsteuerung aktivieren.

Updates einspielen

Die folgenden Dinge der Reihe nach machen, hierbei NICHT die Verbindung verlieren!

  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get upgrade
  • sudo reboot
  • sudo apt-get install rpi-update
  • sudo rpi-update

Optional: Wolfram-Engine entfernen

The Wolfram Language and Mathematica are bundled with the Raspberry Pi New Out of Box Software (NOOBS).
Wer die wieder loswerden will (~700 MB):

  • sudo apt-get remove wolfram-engine

Fernsteuern des Raspberrys über das Netzwerk/Internet

IP Adresse des Raspberrys

Wurde im vorherigen Schritt SSH aktiviert, kann noch per 
ifconfig
die lokale IP-Adresse des Raspberrys ermittelt werden, die der Raspberry per DHCP automatisch vom Router bekommen haben sollte. Wer lieber eine statische IP-Adresse haben will, muss die Datei /etc/network/interfaces anpassen, dazu Google bemühen. Um den Raspberry im lokalen Netz zu finden, eignen sich Tools wie Nmap (Linux/Windows) oder unter das Android-Tool Fing.

zeroconf / avahi

mit zeroconf meldet sich der RPI mit seinem Hostnamen im Netzwerk an.

installation mit 
sudo apt-get install avahi-daemon

danach kann der RPI über ein HOSTNAME.DOMAIN-Schema angesprochen werden. Bei einem DHCP-Server auf der FritzBox z.B. unter HOSTNAME.fritz.box

Jetzt findet man den RPI auch z.B. mit nmap -sL mit richtigem Namen (praktisch bei mehreren RPIs im Netzwerk).

SSH

Putty unter Windows und Linux, Mac = ssh Befehl, Android ConnectBot.

VNC Server

Tightvncserver auf Raspberry installieren: 
sudo apt-get install tightvncserver
Tightvncserver danach starten mit 
tightvncserver -geometry 800x600 -alwaysshared :1
ggf die Auflösung und die Display-Nummer (:1-Dings) anpassen.

Dann von PC verbinden, unter Windows Ultravnc installieren (Client reicht).

Es empfiehlt sich dann noch das Paket Synaptic zu installieren mit 
sudo apt-get install synaptic

Nun kann man im grafischen Desktop unter Preferences Synaptic starten, mit dem man einfacher als mit apt-get weitere Software-Pakete heraussuchen und installieren kann.

Um Copy'n'Paste-Unterstützung zu bekommen noch folgendes machen (VNC sollte einmal gestartet worden sein): 
sudo apt-get install autocutsel
Danach die Datei xstartup im Home-Verzeichnis editieren: 
nano ~/.vnc/xstartup

Hier nach der Zeile "export XKL_XMODMAP_DISABLE=1" eine Zeile einfügen mit "autocutsel -fork".

Dateien zwischen PC und Raspberry austauschen

WinSCP unter Windows herunterladen, damit eine SFTP-Verbindung zum Raspberry aufbauen. Damit Ümläute klappen, sollte man irgendwo in den Tiefen der Einstellungen (Umgebung -> Server Umgebung -> UTF8-Kodierung für Dateinamen = EIN) der Verbindung UTF-8 aktivieren.

Samba

Installieren 

 sudo apt-get update
 sudo apt-get install samba samba-common smbclient

Installation prüfen 

 sudo service smbd status
 sudo service nmbd status

Konfigurieren
Am besten die Beispielkonfiguration entfernen und mit einer Leeren neu beginnen 

 sudo mv /etc/samba/smb.conf /etc/samba/smb.conf_alt
 sudo nano /etc/samba/smb.conf

 [SambaTest]						// Name von außen
 comment = Samba-Test-Freigabe
 path = /home/pi/test
 read only = no

 sudo service smbd restart
 sudo service nmbd restart

user pw einrichten, da samba zwar die Linux-User verwendet aber nicht ihre Passwörter 

 sudo smbpasswd -a pi

Jetz kann von außen per UNC-Pfad auf das Verzeichniss zugegriffen werden 

 \\raspberrypi\SambaTest\

Wichtigste Linux-Befehle

  • Runterfahren: sudo shutdown -h now
  • Reboot: sudo reboot
  • Grafische Oberfläche lokal starten: startx


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