Archiv der Kategorie: Raspberry Pi

GPIO Reloaded I: Python

Dieser Artikel ist der Auftakt einer Mini-Serie, die sich mit der Script-Programmierung des Raspberry Pi 5 beschäftigt. Geplant sind drei Artikel:

  • GPIO Reloaded I: Python (gpiozero, lgpio, gpiod, rpi-lgpio)
  • GPIO Reloaded II: Bash (gpiod, gpioget, gpioset, pinctrl)
  • GPIO Reloaded III: Kamera (rpicam-xxx, Picamera2)

Hinter den Kulissen hat sich mit der Vorstellung des Raspberry Pi 5 mehr geändert, als es in den ersten Testberichten den Anschein hatte. Schuld daran ist der neue I/O-Chip RP1, der unter anderem für die Kommunikation mit der GPIO-Leiste und der Kamera zuständig ist. Der RP1 bringt natürlich viele Vorteile mit sich (u.a. die Möglichkeit, zwei Kameras anzuschließen und größere Bild- bzw. Videomengen zu verarbeiten); er führt aber auch dazu, dass über Jahre etablierte Module und Kommandos nicht mehr funktionieren. Ja, die Raspberry Pi Foundation hat vorgearbeitet und empfiehlt schon eine Weile alternative Werkzeuge. Aber aus Bequemlichkeit blieben viele Programmierer bei langjährig bewährten Tools. Damit ist jetzt Schluss. Wer den Pi 5 als Maker-Tool nutzen will, muss umlernen.

Achtung, Update: Beginnend mit Kernel 6.6 hat sich der Low-Level-GPIO-Zugriff beim Raspberry Pi 5 verändert und erfolgt nun — wie bei älteren Modellen — via /dev/gpiochip0. Siehe auch https://pi-buch.info/low-level-gpio-zugriff-geaendert-mit-kernel-6-6/.

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Remote Desktop und Raspberry Pi OS Bookworm

Die aktuelle Raspberry-Pi-Version verwendet auf den Raspberry-Pi-Modellen 4B, 400 sowie 5 Wayland als Default-Grafiksystem. Aus diesem Grund funktionieren viele Programme zur Fernwartung bzw. für Remote-Desktop-Funktionen nicht mehr wie gewohnt. Betroffen ist unter anderem RealVNC, bisher die Default-Lösung der Raspberry Pi Foundation. RealVNC verspricht etwas vage, im Verlauf des Jahres 2024 eine Wayland-kompatible Version ihrer Software zu veröffentlichen. An dieser Stelle erkläre ich Ihnen, was Sie tun können, wenn Sie nicht solange warten möchten.

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Hilfe, pip funktioniert nicht mehr!

pip ist das Paketverwaltungs-Tool von Python. Wenn Sie in einem Script ein Zusatzmodul benötigen, führen Sie einfach pip install xxx bzw. unter macOS und bei manchen Linux-Distributionen pip3 install xxx aus. pip lädt das erforderliche Modul sowie eventuelle Abhängigkeiten herunter und installiert die Pakete lokal (d.h., sie brauchen meine root-Rechte).

Meistens funktioniert pip gut — aber nicht immer. Die häufigste Fehlerquelle unter Windows ist die Parallelinstallation mehrerer Python-Versionen. Dann ist nicht immer klar, auf welche Python-Version sich pip bezieht. Nach meiner Erfahrung scheint pip zumeist die falsche Version zu nehmen. Daher mein Tipp: Vermeiden Sie unter Windows unbedingt die Mehrfachinstallation von Python!

Aber auch unter Linux kann es Probleme geben. Die Ursache hier besteht darin, dass viele Distributionen selbst eine riesige Sammlung von Paketen mit Python-Erweiterungen anbieten. Die Parallelinstallation eines Moduls, einmal mit apt oder dnf und ein zweites Mal mit pip, kann dann zu Konflikten führen — insbesondere dann, wenn nicht exakt dieselben Versionen zum Einsatz kommen. Die Python-Entwickler haben deswegen im ‎Python Enhancement Proposals (PEP) 668 festgeschrieben, dass in solchen Fällen Pakete aus Linux-Repositories vorzuziehen sind. PEP 668 gilt grundsätzlich seit Python 3.11. Tatsächlich implementiert ist es momentan nur in aktuellen Linux-Distributionen:

  • Ubuntu ab Version 23.04
  • Debian ab Version 12
  • Raspberry Pi OS ab dem Bookworm-Release (Okt. 2023)
  • Arch Linux

Noch nicht implementiert ist PEP 668 dagegen unter RHEL und Fedora (auch nicht in Version 39 Beta).

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Ubuntu 23.10 auf dem Raspberry Pi 5

(Aktualisiert am 15.10.2023, Geekbench-Ergebnisse mit/ohne Lüfter)

Nach Raspberry Pi OS Bookworm habe ich mir heute auch Ubuntu 23.10 auf dem Raspberry Pi angesehen. In aller Kürze: Der Raspberry Pi 5 ist ein großartiger Desktop-Rechner, Ubuntu mit Gnome unter Wayland läuft absolut flüssig.

Ubuntu 23.04 mit Gnome-Desktop und Wayland auf einem Raspberry Pi 5

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Raspberry Pi OS »Bookworm«

Seit gestern ist die neue Version von Raspberry Pi OS auf der Basis von Debian 12 (»Bookworm«) verfügbar. Diese Version ist Voraussetzung für den Raspberry Pi 5, läuft aber natürlich auch auf älteren Raspberry Pis. Ich habe meine Tests auf einem Pi 5 sowie einem Pi 400 durchgeführt.

Auf den ersten Blick sieht der Desktop auf der Basis von LXDE nahezu unverändert aus. Aber dieser Eindruck täuscht erheblich: Raspberry Pi OS verwendet jetzt Wayland, PipeWire und den NetworkManager.

Auf den Modellen Pi 4, Pi 400 und Pi 5 läuft der Pixel Desktop unter Wayland

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Raspberry Pi 5

(mehrfach aktualisiert zwischen 11.10.2023 und 20.12.2023, jetzt mit eigenen Tests)

Völlig überraschend hat die Raspberry Pi Foundation heute den Raspberry Pi 5 vorgestellt. Die wichtigsten Eckdaten im Überblick:

  • Neuer SoC (BCM2712 mit Quad-Core Cortex-A76) mit ca. zwei- bis dreifacher CPU-Leistung
  • Höherer Stromverbrauch (Leerlauf 3,25 W, Vollast 8,6 W ohne externe Geräte, laut heise.de)
  • Höhere Anforderungen an das USB-C-Netzteil: 5V/3A DC Minimum (15 W), 5V/5A DC empfohlen (25 W)
  • Lüfter empfohlen, es gibt einen eigenen Lüfteranschluss
  • Vorerst Modelle mit 4 und 8 GiB RAM
  • Weiterhin SD-Card als primärer Datenträger
  • Neuer SD-Card-Transfermodus SDR104 verspricht 100 MByte/s bei kompatiblen SD-Karten
  • PCIe-SSDs sollen in Zukunft über Erweiterungen (HATs) unterstützt werden
  • Ein/Aus-Schalter
  • Kein 3,5-mm-Klinkenstecker mehr (ungünstig für Audio-Anwendungen)
  • Sonstige Anschlüsse (GPIO, 4xUSB, 2x MicroHDMI, Ethernet) kompatibel zu den bisherigen Pis
Raspberry Pi 5

Das Gerät soll ca. ab Ende Oktober lieferbar sein. Die Preisempfehlung lautet 60 $ für das 4-GiB-Modell, 80 $ für das 8-GiB-Modell. Welche €-Preise sich daraus ergeben (inklusive Umsatzsteuer, evt. inklusive neuem Netzteil + Lüfter), muss abgewartet werden.

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Raspberry Pi Zero 2

Seit Ende Oktober 2021 ist die Raspberry-Pi-Familie um ein weiteres Mitglied gewachsen: Der Raspberry Pi Zero 2 löst die vorangegangenen Zero-Modelle ab. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist die wesentlich schnellere CPU im System-on-a-Chip (SoC) mit der Bezeichnung BCM2710A1. Dahinter versteckt sich eine Variante des SoC aus dem Raspberry Pi 3. Der Zero 2 glänzt jetzt mit 4 Cores und einer Taktfrequenz von 1 GHz. Damit ist die Rechenleistung um ein Vielfaches höher als bisher.

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Raspberry Pi OS Bullseye

Die Raspberry Pi Foundation hat eine neue Raspberry-Pi-OS-Version auf der Basis von Debian Bullseye freigegeben. Damit ändert sich Einiges: Zum einen natürlich eine Menge Versionsnummern dank des modernisierten Debian-Unterbaus, zum anderen aber auch durchaus wichtige technische Details. Z.B. verwendet Rasbperry Pi OS nun standardmäßig GTK3 und den Displaymanager Mutter — zumindest auf Rechnern mit 2 GByte. Aber der Reihe nach …

Update 7.12.2021: Die alte Raspberry-Pi-OS-Version (Buster) wird bis auf Weiteres mit Updates versorgt und erhält die Bezeichnung Legacy. Damit wird niemand zum Update auf die neue Version (Bullseye) gezwungen. Mehr Details können Sie im Blog von raspberrypi.com nachlesen.

Der PIXEL-Desktop von Raspberry Pi OS

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Raspberry Pi Pico: MicroPython-Programmierung

In meiner Kurzvorstellung des Raspbery Pi Pico habe ich Ihnen gezeigt, wie Sie auf dem Micro-Controller MicroPython installieren und über eine Konsolen-App (z.B. minicom) interaktiv nutzen können. Das ist ein wichtiger erster Schritt, um den Pico auszuprobieren. Letztlich wollen Sie aber Programme entwickeln, die dauerhaft am Pico laufen. Dazu reicht die interaktive Anwendung des Python-Interpreters nicht aus.

Dieser Beitrag zeigt, wie Sie mit Thonny ein »richtiges« MicroPython-Programme entwickeln und dieses auf dem Pico so speichern, dass es beim nächsten Start des Micro-Controllers automatisch ausgeführt wird.

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Raspberry Pi Pico

Die Raspberry Pi Foundation hat Ihr neuesten Projekt vorgestellt: Trotz Namensähnlichkeiten handelt es sich beim »Raspberry Pi Pico« nicht um ein Mitglied der Mini-Computer-Serie (Raspberry Pi 1/2/3/4/400 A/B/Zero/Compute Model). Der Pico ist kein vollwertiger Computer samt Betriebssystem, sondern »nur« ein Micro-Controller.

Raspberry Pi Pico (Vorderseite)

Sie können auf dem Gerät selbst entwickelten Code ausführen und dabei über diverse GPIOs eine Menge Hardware-Schnittstellen ansteuern. Es gibt aber kein Grafiksystem samt Monitor-Ausgabe, keine Anschlüssel für Tastatur, Maus oder externe Datenträger, keinen Eingang für ein Kameramodul, keine Netzwerkfunktionen, kein WLAN, kein Bluetooth. Dafür punktet der Pico beim Preis (4 EUR) und beim Stromverbrauch (nur ca. 0,4 W, im Ruhemodus gar nur 0,006 W).

Der Pico ist also keine neue Variante zu den herkömmlichen Raspberry-Pis. Das Gerät spricht einen ganz anderen Markt an, der vor allem von Arduino dominiert wird, in dem sich aber diverse andere Hersteller tummeln. Im Vergleich zu anderen Microcontrollern will der Pico mit relativ viel Rechenleistung für wenig Geld punkten.

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