Dieses Buch ist Seth Vidal gewidmet. Er lebte nicht lange genug, um zu sehen, wie es fertig wurde, aber ein kleiner Teil seines Hacker‐Geists wird in jedem Exemplar fortleben.

Im April 2011 näherte ich mich dem Ende eines Executive MBA Program in Cambridge und freute mich darauf, mehr Zeit mit meiner Frau Liz verbringen zu können. Der alte Witz, dass MBA für Married but absent steht, ist nicht falsch, und nach zwei Jahren, in denen wir uns kaum sahen, war das Letzte, was wir uns vorstellen konnten, direkt mit einem neuen Startup zu beginnen.

Aber nachdem wir einen Monat darauf unvorsichtigerweise das Raspberry Pi Educational Computer Project ankündigten (siehe den Kasten »Lustige Sache…«), blieb uns nicht viel anderes übrig, als uns dem Ganzen zu beugen und es umzusetzen. Liz, eine freie Journalistin, ließ alles stehen und liegen, um unsere im Entstehen begriffene Community unter www.raspberrypi.org zu managen. Ich begann zusammen mit meinen Kollegen bei Broadcom und meinem Partner Pete Lomas als Mitbegründer der Raspberry Pi Foundation herauszufinden, wie wir die übereilt versprochene ARM/Linux-Box tatsächlich für 25 $ herausbringen könnten.

Neun Monate später brachten wir den Model B Raspberry Pi heraus, erhielten 100 000 Bestellungen am ersten Tag und brachten die Websites der beiden beteiligten Händler für ein paar Stunden zum Erliegen. In den 18 Monaten, die seitdem vergangen sind, haben wir fast zwei Millionen Raspberry Pis in über 80 Ländern verkauft.

Wie konnte also unser kleiner Lerncomputer, der dafür gedacht war, ein paar hundert Bewerber mehr für den Informatik‐Fachbereich in Cambridge zu mobilisieren, so außer Kontrolle geraten? Ohne Zweifel ist das explosive Wachstum der Pi-Community der Kreativität und dem Enthusiasmus der Bastler zu verdanken, die den Pi als eine einfache Möglichkeit nutzen, um Sensoren, Aktuatoren, Displays und das Netzwerk miteinander zu verbinden und coole neue Dinge zu bauen. Ging es im ersten Jahr des Projekts auf Liz’ Blog darum, was wir taten und wie wir damit kämpften, den Pi zu entwerfen und dann genug davon bauen zu können, geht es mittlerweile meistens darum, was Sie mit dem Pi machen.

Es ist schwer, aus den unglaublich vielen Projekten, die wir gesehen und auf der Website vorgestellt haben, unsere Favoriten auszuwählen. Als altmodischer Weltraum-Fan sind mir am meisten der High-Altitude‐Ballon von Dave Akerman und die Astrofotografie‐Experimente von Cristos Vasilas im Gedächtnis geblieben. Speziell Daves Arbeit verheißt ein Raumfahrtprogramm, das mit dem Budget einer Grundschule gestemmt werden kann; zudem liegt es im allgemeinen Trend, den Pi zum Unterrichten jüngerer Leute zu nutzen – und zwar nicht nur im Bereich Informatik, sondern ganz allgemein im MINT-Umfeld (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik). Eine weitere faszinierende Entwicklung auf diesem Gebiet ist die Entscheidung von Mojang vom Ende des Jahres 2012, Minecraft auf den Pi zu portieren, die skriptbare Minecraft Pi Edition zu bauen und damit eine große Zahl von Softwareprojekten mit pädagogischem Hintergrund zu ermöglichen.

Wir befinden uns im Jahr 2014 und nähern uns dem zweiten Jahrestag der Veröffentlichung des Pi. Dabei sind wir sehr gespannt darauf, was Sie mit Ihrem Pi anstellen werden. Eins ist sicher: Es wird nichts sein, was wir uns heute vorstellen.

Die Idee für den Raspberry Pi entstand, als Eben Upton mit Informatik‐Studenten an der Cambridge University zusammenarbeitete (siehe sein eigenes Vorwort). Er sah die Notwendigkeit, Erstsemestern mehr Programmiererfahrung zu ermöglichen, bevor sie wirklich in den universitären Alltag einstiegen. Die ersten Konzepte dessen, was schließlich zum Pi führte, stammen aus dem Jahr 2006. Alpha-Boards wurden Ende 2011 vorgestellt und die ersten 10 echten Boards Anfang 2012 versteigert – für einen Erlös von £ 16 000.

Die ersten 10 000 Raspberry Is wurden ab dem 29. Februar 2012 verkauft. Bis Ende 2011 wurde das SD-Karten-Image dazu schon mehr als 50 000 Mal heruntergeladen, was auf eine große Popularität hindeutete. Die zwei damaligen britischen Händler, Premier Farnell und RS Components, waren in Minuten ausverkauft – RS Components berichtete später von über 100 000 Bestellungen an diesem Tag. Upton entwarf das Board zu Lehrzwecken, insbesondere von Python, daher das »Pi« im Namen. Aber das kleine Board erregte auch die Aufmerksamkeit von erfahrenen Programmierern und Elektronik‐Bastlern. Beim Schreiben dieser Zeilen – anderthalb Jahre nach dem Erstverkaufstag – wurden schon mehr als zwei Millionen Raspberry Pis verkauft.

Und dann blieben ungefähr 1,95 Millionen in einer Schreibtischschublade liegen, während sich ihre Besitzer mit Freunden aus dem Hackerspace trafen und gemeinsam lamentierten: »Schön, ich habe einen Pi gekauft, aber weiß nicht so recht, was ich damit machen soll. Ich wollte eigentlich eine Zeitmaschine aufbauen und versuchen, das große Dinosauriersterben selbst zu beobachten, aber wahrscheinlich werde ich nur XBMC aufspielen.«

Wir haben dieses Buch für Sie geschrieben, wenn Sie sich noch nicht entschieden haben, was Sie mit Ihren Is anstellen wollen, die doch langsam Staub ansetzen. Wenn Sie XBMC installieren wollen, weisen wir natürlich einfach auf [Hack #53] hin. Aber dann lesen Sie trotzdem den Rest dieses Buches, um zu erfahren, was Sie alles verpassen. Das mit der Zeitmaschine haben wir leider noch nicht hinbekommen, aber wenn Sie uns auf Twitter unter @suehle und @spotrh folgen, lassen wir es Sie wissen, falls wir eine gute Quelle für Fluxkondensatoren gefunden haben.

Ein bisschen hoffen wir ja, dass wir am Anfang einer großen Rückkehr der DIY-Kultur stehen. Diejenigen von Ihnen, die schon voll dabei sind, die auf jeder Maker Faire waren und dem lokalen Hackerspace am Eröffnungstag einen Besuch abgestattet haben, werden vielleicht einwenden, dass wir uns schon mitten in dieser Rückkehr befinden. Aber wir sind noch nicht weit genug. Außerhalb unserer kleinen Nische von Makern, Hackern und Bastlern gibt es die weite Welt, in der auch für Elektronik oft ex und hopp gilt. Die Geräte, die man kaufen kann, sind immer mehr dazu entworfen, das zu tun, was der Designer wollte – ohne die Flexibilität, das zu tun, was der Besitzer möchte, braucht oder erwartet. Und dazu sind sie mittlerweile häufig so gut versiegelt, dass man kaum noch darin stöbern und sie anpassen kann, ohne das Gerät komplett unbenutzbar zu machen.

Die Akzeptanz verschlossener, nicht veränderbarer und nicht reparierbarer Gegenstände ist erst in letzter Zeit gewachsen. Es ist noch gar nicht so lange her – vielleicht sogar noch in Ihrer eigenen Kindheit, wenn Sie über 30 sind –, dass wir unsere Computer selbst aus Komponenten zusammenbauten und den Fernseher zur Reparatur brachten, statt einen neuen zu kaufen. Geräte wie der Raspberry Pi helfen dabei, diesen guten alten Zeiten wieder näherzukommen, weil wir dann wissen (oder herausfinden können), was in ihnen geschieht, wie wir sie verbessern können und wie wir ihnen neues Leben einhauchen, wenn sie kaputt gehen.

Das erste Kapitel dieses Buches ist für alle gedacht, die einen Raspberry Pi haben. Hier werden Ihnen die Grundlagen vermittelt, auf denen alle Hacks aufbauen. Danach kümmern wir uns um die größeren Projekte, die all diese kleinen Hacks verwenden. Und wir hoffen – ganz im Geiste dessen, wofür der Pi gedacht war –, dass Sie dabei eine Menge lernen.

Hardware-Anforderungen

Die meisten Hacks in diesem Buch nutzen den Raspberry Pi Model B, Version 2. Hier ein paar Informationen, anhand derer Sie entscheiden können, ob das Board, das Sie besitzen, für das gewünschte Projekt geeignet ist.

Warum »Model A« und »Model B«?

Mit diesen Namen verneigt sich das Team vor dem BBC Micro Computer, der als Inspiration für den Lehrcomputer Raspberry Pi diente und 1981 die gleichen Modellnamen trug.

Der Broadcom BCM2835-Chip mit 700 MHz CPU und GPU ist auf beiden Boards gleich. Beide bieten auch HDMI, Composite RAC (PAL und NTSC) und einen 3,5-mm-Audio‐Klinkenstecker. Zudem gibt es auf beiden den gleichen SD-Kartenslot. Das Model A wird für 27,50 €, das Model B für 40 € verkauft. In Table 1 finden Sie eine Aufzählung der wichtigsten Unterschiede.

Table 1. Unterschiede zwischen Model A und Model B

Eigenschaft	Model A	Model B
Speicher	256 MB SDRAM	512 MB SDRAM
USB-Ports	1	2
Ethernet	keines	10/100 Ethernet RJ45

Von Model B gibt es zwei Versionen (siehe Figure 1).

Figure 1. Zur Unterscheidung der beiden Model-B-Boards: Version 1 (oben) und Version 2 (unten)

Zu den Änderungen der Version 2 gehören unter anderem:

• Zwei zusätzliche Montagebohrungen mit 2,5 mm Durchmesser;
• LED-Beschriftung: D9 (gelb) ist von 10 nach 100 korrigiert, D5 (grün) erhält die Beschriftung ACT für »Activity« statt OK;
• ein neuer Reset‐Schaltkreis (siehe [Hack #17], wo beschrieben ist, wie man ihn nutzt);
• entfernte USB-Sicherungen (das hilft bei USB-Hubs, die Strom zurückleiten, solange es nicht mehr als 2,5 A unter Fehlerbedingungen sind);

• Änderungen an GPIO-Pins:

  • CAM_GPIO: GPIO27 ist jetzt GPIO21, abgebildet auf S5-Pin 11 (S5 ist die Kamera‐Schnittstelle)
  • GPIO_GEN2: GPIO21 ist jetzt GPIO27, abgebildet auf P1-Pin 13 (P1 ist die lange Leiste mit GPIO-Pins)

  • zusätzliche GPIO-Pins auf P5 (siehe Figure 2), die wie folgt abgebildet sind:

    • P1 – 5V0
    • P2 – 3.3V
    • P3 – GPIO28
    • P4 – GPIO29
    • P5 – GPIO30
    • P6 – GPIO31
    • P7 – GND
    • P8 – GND
• Primär- und Sekundär-I²C‑Kanäle wurden getauscht (siehe Table 2)

Figure 2. Anordnung der P5-Pins (Die »P5«-Beschriftung befindet sich auf der Rückseite des Boards)

Table 2. I²C‑Kanäle in Rev 1 und Rev 2

	Rev 1	Rev 2
SCL0 (GPIO 1)	P1 Pin 5	S5 Pin 13
SDA0 (GPIO 0)	P1 Pin 3	S5 Pin 14
SCL1 (GPIO 3)	S5 Pin 13	P1 Pin 5

Diese Informationen sind für die meisten Hacks im Buch wichtig. Aber nur weil die Hacks für das Model B getestet (und eventuell auch entworfen) wurden, heißt das nicht, dass sie nicht mit einem anderen Modell oder einer anderen Version funktionieren würden (sofern nicht anders angegeben). Nutzen Sie das Board, das Sie haben, schauen Sie aber bei älteren Boards vorsichtshalber online nach weiteren Daten.