Instructions

EI FÜR RASPBERRY PI
mΩ
510
A
X
Y
B
C
D
E
F
G
H
I
J
A
X
B
C
D
E
5
5
10
10
15
15
20
Spannende Experimente mit dem Raspberry Pi
Der ideale Einstieg in die Welt des Raspberry Pi
Keine Vorkenntnisse nötig
Mit einem normalen PC oder gar einem Notebook einfache Elektronik
zu steuern, ist – auch wenn es nur ein paar LEDs sind – für Hobby-
programmierer mit kaum vertretbarem Aufwand verbunden. Dem PC
fehlen einfach die dafür notwendigen Schnittstellen. Außerdem ist das
Windows-Betriebssystem denkbar ungeeignet dafür, mit Elektronik
zu kommunizieren.
Der RaspberryPi ist – obwohl es auf den ersten Blick gar nicht so aus-
sieht – ein vollwertiger Computer. Vieles geht etwas langsamer, als man
es von modernen PCs gewohnt ist, dafür ist der RaspberryPi aber auch
viel kleiner und vor allem billiger als ein PC.
Die Experimente in diesem Technik-Ei werden mit Scratch programmiert.
Diese Programmiersprache ist auf dem RaspberryPi vorinstalliert und
überzeugt durch ihren geringen Einarbeitungsaufwand. Sie können ohne
Vorkenntnisse sofort mit der Programmierung loslegen. Alle Experimente
funktionieren mit dem RaspberryPi3 und dem RaspberryPi3B+.
EI FÜR RASPBERRY PI
Diese Bauteile sind im Technik-Ei enthalten:
Betriebssysteminstallation in kü�rze
Für alle, die ihren RaspberryPi noch nicht mit der aktuellen Raspbian-
Version betriebsbereit haben, hier die Systeminstallation in zehn
Schritten:
1. NOOBS mindestens Version 2.8.2 von www.raspberrypi.org/downloads
auf den PC herunterladen und Zip-Archiv auf die Festplatte entpacken.
2. Wurde die SD-Karte bereits benutzt, mit SD-Formatter im PC neu for-
matieren: www.sdcard.org/downloads/formatter_4. Dabei Format
Size Adjustment einschalten (die SD-Karte muss mindestens 4GB
groß sein).
3. Alle Dateien und Unterverzeichnisse von NOOBS auf die SD-Karte kopie-
ren.
4. SD-Karte aus dem PC nehmen, in den RaspberryPi stecken und booten.
Ganz unten Deutsch als Installationssprache wählen. Damit wird
automatisch auch die deutsche Tastatur ausgewählt.
5. Das Häkchen beim vorausgewählten Raspbian-Betriebssystem setzen
und oben links auf Install klicken. Nach Bestätigung einer Sicherheits-
abfrage, dass die Speicherkarte überschrieben wird, startet die Instal-
lation, die einige Minuten dauert. Nach abgeschlossener Installation
bootet der RaspberryPi neu.
6. Seit der Version NOOBS 2.8.2 startet ein automatischer Konfigurations-
assistent. Hier im ersten Dialogfeld auf Next klicken und dann Sprache
und Zeitzone auswählen, falls sie nicht automatisch auf Deutsch ge-
setzt sind.
7. Im nächsten Schritt wird empfohlen, das Standardpasswort zu ändern,
was für die Experimente in diesem Technik-Ei nicht unbedingt nötig ist.
8. Bei Select Wifi Network das Netzwerk auswählen und das Passwort
eingeben, bei Ethernetverbindung einfach auf Skip klicken.
9. Im nächsten Schritt wird gefragt, ob Updates heruntergeladen werden
sollen. Je nach Anzahl und Größe der für das Betriebssystemimage
verfügbaren Updates kann diese Installation bis zu einer Stunde
dauern, kann aber auch mit Skip übersprungen werden.
10. Im letzten Schritt den Raspberry Pi neu booten.
Wie bei fast allen Linux-
Systemen, ist auch beim Start von Raspbian der Ziffern-
block standardmäßig ausgeschaltet. Drücken Sie die Num-Lock-Taste
auf der Tastatur, um ihn einzuschalten.
TIPP
NUM-LOCK-TASTE
1 x Steckbrett
7 x LED mit Vorwiderstand
1 x Widerstand 20 MOhm
1 x Stück Knete
8 x GPIO-Verbindungskabel
Schaltdraht
DIE BAUTEILE
Steckbrett
Für den schnellen Aufbau elektronischer Schaltungen, ohne löten zu
müssen, verwenden wir ein Steckbrett. Dort können elektronische
Bauteile direkt in ein Lochraster gesteckt werden.
Bei diesem Steckbrett sind alle äußeren Längsreihen über Kontakte
(X und Y) miteinander verbunden. Diese Kontaktreihen werden oft als
Plus- und Minuspol zur Stromversorgung der Schaltungen genutzt. In den
anderen Kontaktreihen sind jeweils fünf Kontakte (A bis E und F bis J)
quer miteinander verbunden, wobei in der Mitte der Platine eine Lücke
ist. Dort können größere Bauelemente eingesteckt und nach außen hin
verdrahtet werden.
LEDs
LEDs (Deutsch: Leuchtdioden) leuchten, wenn Strom in Durchflussrich-
tung durch sie fließt. LEDs werden in Schaltungen mit einem pfeilförmi-
gen Dreieckssymbol dargestellt, das die Flussrichtung vom Pluspol zum
Minuspol oder zur Masseleitung angibt. Eine LED lässt in der Durchfluss-
richtung nahezu beliebig viel Strom durch, sie hat nur einen sehr gerin-
gen Widerstand. Um den Durchflussstrom zu begrenzen und damit ein
Durchbrennen der LED zu verhindern, wird üblicherweise zwischen dem
verwendeten GPIO-Pin und der Anode der LED oder zwischen der Kathode
und dem Massepin ein 220-Ohm-Vorwiderstand eingebaut. Dieser Vor-
widerstand schützt auch den GPIO-Ausgang des RaspberryPi vor zu
hohen Stromstärken. Die LEDs im Technik-Ei haben den Vorwiderstand
bereits eingebaut und können daher direkt an die GPIO-Pins angeschlos-
sen werden.
Widerstände
Widerstände werden zur Strombegrenzung an empfindlichen elektro-
nischen Bauteilen sowie als Vorwiderstände für LEDs verwendet.
Die Maßeinheit für Widerstände ist Ohm. 1.000 Ohm entsprechen einem
Kiloohm, abgekürzt kOhm. 1.000 kOhm entsprechen einem Megaohm,
abgekürzt MOhm. Oft wird für die Einheit Ohm auch das Omega-Zeichen
Ω verwendet.
Die farbigen Ringe auf den Widerständen geben den Widerstandswert
an. Mit etwas Übung sind sie deutlich leichter zu erkennen als winzig
kleine Zahlen, die man nur noch auf ganz alten Widerständen findet.
Die meisten Widerstände haben vier solcher Farbringe. Die ersten beiden
Farbringe bezeichnen die Ziffern, der dritte einen Multiplikator und der
vierte die Toleranz. Der Toleranzring ist meistens gold- oder silberfarben –
Farben, die auf den ersten Ringen nicht vorkommen. Dadurch ist die
Leserichtung immer eindeutig. Der Toleranzwert selbst spielt in der
Digitalelektronik kaum eine Rolle. Die Tabelle zeigt die Bedeutung der
farbigen Ringe auf Widerständen.
In diesem Technik-Ei ist ein 20-Mohm-Widerstand enthalten
(rot-schwarz-blau). In welcher Richtung ein Widerstand eingebaut wird,
ist egal. Bei LEDs dagegen spielt die Einbaurichtung eine wichtige Rolle.
Die Verbindungen auf dem Steckbrett.
Schaltplan einer LED mit Vorwiderstand.
Die beiden Anschlussdrähte einer LED sind unterschiedlich
lang. Der längere ist der Pluspol, die Anode, der ku�rzere die
Kathode. Einfach zu merken: Das Pluszeichen hat einen Strich mehr
als das Minuszeichen und macht damit den Draht quasi etwas länger.
Außerdem sind die meisten LEDs auf der Minusseite abgeflacht, ver-
gleichbar mit einem Minuszeichen. Auch leicht zu merken:
Kathode = kurz = Kante.
TIPP
LED IN WELCHER RICHTUNG ANSCHLIESSEN?
Die verwendeten Programme gibt es hier
zum Download: conrad.de/technik-eier
Öffnen Sie die Webseite direkt mit dem vorinstallierten Browser
auf dem Raspberry Pi und laden Sie die Zip-Datei in das Home-Ver-
zeichnis /home/pi herunter. Starten Sie den Dateimanager auf
dem Raspberry Pi. Dieser zeigt beim Start automatisch das Home-Ver-
zeichnis an. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die
heruntergeladene Zip-Datei und wählen Sie im Kontextmenü
Hier entpacken. Das Downloadarchiv enthält zudem die komplette
Anleitung mit vielen weiteren Versuchen.
!
WICHTIGER HINWEIS:
Das Netzteil muss als Letztes angeschlossen werden, damit schaltet sich
der Raspberry Pi automatisch ein. Es gibt keinen eigenen Ein-/Ausschalter.
Um den Raspberry Pi in Betrieb zu nehmen, braucht man:
USB-Tastatur und Maus
HDMI-Kabel und Monitor
Netzwerkkabel oder WLAN
MicroSD-Karte mit Betriebssystem
Raspbian (ab Version 2.8.2)
Micro-USB-Handyladegerät als
Netzteil (mindestens 2.000 mA)
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