Typischerweise ist der Raspberry Pi per Ethernet mit dem lokalen Netzwerk verbunden. Um vom kabelgebundenen Netzwerk wegzukommen soll der Raspberry Pi mit dem vorhandenen Funknetzwerk verbunden werden. Dazu muss ein WLAN-Adapter an einem USB-Port eingesteckt sein und anschließend konfiguriert werden.
In diesem dritten Elektronik-Minikurs geht es um weitere Inhalte die mit dem Schalten und Steuern mit Transistoren – BJTs (Bipolar Junction Transistor) und MOSFETs – zu tun haben. Der Fokus liegt dabei auf Logik-Ausgänge mit einem HIGH-Pegel von 3.3 V, weil dessen Bausteine mit 3.3 VDC gespeist werden. Das sind z.B. die Prozessoren moderner Einplatinen-Computer, wie der Raspberry Pi, den es hier im ELKO als Grundlagen- und Anwenderkurs von Patrick Schnabel gibt.
Bleiben wir beim Raspberry Pi. Auch hier gilt die Regel, dass man Digital-Ausgänge, wenn CMOS, möglichst wenig belasten soll. Man tut gut daran, sich gleich an diese Worstcase-Regel zu halten, dass man besser auch nur einen benutzen GPIO-Ausgang mit maximal 2 mA belastet. Das Titelbild zeigt mit der Schaltung A die einfachste Relaisschaltung mit einem BJT. Es gibt Relais mit einer Spulenleistung von nur 200 mW, die der Lage sind bis zu 10A bei einer Spannung von 230 VAC zu schalten. Ein solches Relais kommt hier zum Einsatz. Die Schaltung A ist betreffs GPIO-Strom grenzlastig. Mehr Details im Minikurs. Schaltbild B zeigt eine bessere Methode mit einem NPN- und einem PNP-BJT. Es gibt auch noch eine Variante mit zwei NPN-BJTs ohne Nachteil. Beide Schaltungen benötigen einen GPIO-Strom von nur 0.1 mA. Mehr Details im Minikurs.
Schaltung C zeigt die Möglichkeit mit einem MOSFET für niedrigen Drainstrom bis maximal 0.56 A, der bei einer Gate-Source-Spannung von 3 V ein Drain-Source-Widerstand von 1 Ohm aufweist. Beim Relaisspulenstrom von 40 mA gibt dies eine sehr niedrige Verlustspannung zwischen Drain und Source von nur 40 mV.
Schaltung D zeigt eine elegante Methode mit einem kleinen NPN-BJT und einem Leistungs-MOSFET der am Ausgang 8 Ampere schaltet. Es können durchaus auch viel mehr sein. Warum diese Methode elegant ist, erfährt man im Minikurs.
Vie Spass beim Lesen,
Euer ELKO-Thomas
Die Stromversorgung ist einer der unterschätzten Fehlerquellen beim Betrieb des Raspberry Pi. Das hängt oftmals damit zusammen, dass man nicht das richtige Netzteil hat, den Energieverbrauch der angeschlossenen Geräte unterschätzt oder die Stabilität der internen Spannungsregelung gerade bei äußerer Beschaltung zu Wünschen übrig lässt. Gerade wegen dem letzten Punkt sollte man die Modelle A+ und B+ bevorzugt einsetzen. Probleme mit der Stromversorgung treten hier seltener auf.
Wenn man den Raspberry Pi als Server einrichten will, um ihn anschließend im Headless-Betrieb einzusetzen, dann sind je nach individuellen Vorlieben einige Konfigurationsschritte vorzunehmen.
Die folgende Schritt-für-Schritt-Anleitung ist ein Vorschlag, um den Raspberry Pi als Server einzurichten.
GPIO ist die Abkürzung für General Purpose Input Output. Man bezeichnet damit programmierbare Ein- und Ausgänge für allgemeine Zwecke. Die GPIOs werden als Lötpunkt oder Pin in Form einer Stiftleiste herausgeführt und dienen als Schnittstelle zu anderen Systemen oder Schaltungen, um diese über den Raspberry Pi zu steuern. Dabei kann der Raspberry Pi bei entsprechender Programmierung digitale Signale von außen annehmen (Input) oder Signale nach außen abgeben (Output).
Kali Linux ist ein Werkzeugkoffer für Hacker, Pentester und IT-Security-Spezialisten, die Netzwerke auf den Zahn fühlen wollen.
Für den Raspberry Pi gibt es ein fertiges Image, dass man auf eine SD-Speicherkarte schreiben kann.
Wenn es um IT-Security und ganz speziell um Netzwerk-Sicherheit geht, empfiehlt es sich die Distribution Kali Linux zu verwenden, die alles mitbringt was man braucht, um die Sicherheit von Netzwerken zu testen oder auch um Daten zu retten. Kali Linux ist ein Werkzeugkoffer für Hacker, Pentester und IT-Security-Spezialisten, die Netzwerke auf den Zahn fühlen wollen.
Mit der Wahl des Netzteils entscheidet sich, ob das Experimentieren und die Arbeit mit dem Raspberry Pi zur Qual wird oder ob man viele Erfolgserlebnisse haben kann. Denn nicht jedes Netzteil ist gleichermaßen für den Raspberry Pi geeignet. Das liegt aber nicht am Raspberry Pi, sondern an den Netzteil, die entweder qualitativ mangelhaft oder für die Energieversorgung des Raspberry Pi ungeeignet sind.
Abhängig vom Modell weist der Raspberry Pi einen bis vier USB-Ports auf. Der USB ist eine universelle externe Schnittstelle für alle möglichen Peripheriegeräte, die am Raspberry Pi betrieben werden sollen. Typischerweise Tastatur, Maus, USB-Sticks, WLAN-Adapter und ähnliches.
Für die Bildschirm-Ausgabe hat der Raspberry Pi einen HDMI- und einen Composite-Ausgang. Typischerweise wird man den Raspberry Pi an einem HDMI-Bildschirm betreiben. Das ist am unkompliziertesten. Hierbei wird auch gleichzeitig das digitale Audio-Signal übertragen und ausgegeben, sofern der Bildschirm Lautsprecher hat.