Conrad 10222 Operation Manual [de]

Raspberry Pi-Projekte für Young Makers

Liebe Kunden!

ieses Produkt wurde in Übereinstimmung mit den geltenden europäischen Richtlinien hergestellt und trägt daher das

D CE-Zeichen. Der bestimmungsgemäße Gebrauch ist in der beiliegenden Anleitung beschrieben.

ei jeder anderen Nutzung oder Veränderung des Produktes sind allein Sie für die Einhaltung der geltenden Regeln

B verantwortlich. Bauen Sie die Schaltungen deshalb genau so auf, wie es in der Anleitung beschrieben wird.

as Produkt darf nur zusammen mit dieser Anleitung weitergegeben werden.

Das Symbol der durchkreuzten Mülltonne bedeutet, dass dieses Produkt getrennt vom Hausmüll als Elektroschrott dem Recycling zugeführt werden muss. Wo Sie die nächstgelegene kostenlose Annahmestelle finden, sagt Ihnen Ihre

ommunale Verwaltung.

Achtung! Augenschutz und LEDs:

Blicken Sie nicht aus geringer Entfernung direkt in eine LED, denn ein direkter Blick kann Netzhautschäden verursachen! Dies gilt besonders für helle LEDs im klaren Gehäuse sowie in besonderem Maße für Power-LEDs. Bei weißen, blauen, violetten und ultravioletten LEDs gibt die scheinbare Helligkeit einen falschen Eindruck von der tatsächlichen Gefahr für

Ihre Augen. Besondere Vorsicht ist bei der Verwendung von Sammellinsen geboten. Betreiben Sie die LEDs so wie in der Anleitung vorgesehen, nicht aber mit größeren Strömen.

Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Das Erstellen und Verbreiten von Kopien auf Papier, auf Datenträgern oder im Internet, insbesondere als PDF, ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Verlags gestattet und wird widrigenfalls strafrechtlich verfolgt.

Die meisten Produktbezeichnungen von Hard- und Software sowie Firmennamen und Firmenlogos, die in diesem Werk genannt werden, sind in der Regel gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen und sollten als solche betrachtet werden. Der Verlag folgt bei den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller.

Alle in diesem Buch vorgestellten Schaltungen und Programme wurden mit der größtmöglichen Sorgfalt entwickelt, geprüft und getestet. Trotzdem können Fehler im Buch und in der Software nicht vollständig ausgeschlossen werden. Verlag und Autor haften in Fällen des Vorsatzes oder der groben Fahrlässigkeit nach den gesetzlichen Bestimmungen. Im Übrigen haften Verlag und Autor nur nach dem Produkthaftungsgesetz wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit oder wegen der schuldhaften Verletzung wesentlicher Vertragspflichten. Der Schadens- ersatzanspruch für die Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht ein Fall der zwingenden Haftung nach dem Produkthaftungsgesetz gegeben ist.

Autor: Christian Immler

Art & Design: www.ideehoch2.de

Satz: DTP-Satz A. Kugge, München

.............................................................

..........................................................................................................

.............................................

...............................................................................................

................................................................

So funktioniert das Programm

................................................................

Inhaltsverzeichnis

Raspberry Pi vorbereiten ...............................................................6

Betriebssystem installieren ....................................................................

Der erste Start des Raspberry P

Die Teile im Paket ...................................................................................

LEDs

RGB-LEDs ................................................................................................

Knete, Draht und Krokodilklemmen-Kabel

1 Elektronik steuern mit Knetekontakten ......................................34

s geht los! o funktioniert das Programm

2 Fußgängerampel ............................................................................56

3 RGB-LED mit Knetekontakten steuern........................................62

o funktioniert das Programm

4 LED-Würfel .......................................................................................66

o funktioniert das Programm ................................................................7

5 Ein Scratch-Spiel mit einem Gamepad aus Knete steuern ........78

Der Raspberry Pi erzeugt Tön

o funktioniert das Programm ...............................................................

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

ist das engli-

er Raspberry Pi ist – auch

wenn es auf den ersten Blick

ar nicht so aussieht – ein voll

wertiger Computer. Du kannst

amit Texte schreiben, ins

nternet gehen, Spiele spie

len oder Filme ansehen. Vieles

eht etwas langsamer, als man

es von modernen PCs gewohnt

st, dafür ist der Raspberry Pi a auch viel kleiner und vor

llem billiger als ein PC

nd du kannst den Ras

berry Pi programmieren – das

eht sogar viel leichter als auf em PC, weil alle dafür not

wendigen Werkzeuge bereits

DER NAME RASPBERRY PI

Raspberr

sche Wort für Himbeere. Schon früher wurden

omputer nach Früchten

benannt, wie z. B. Apple,

ricot, Blackberry. Pi steht für Python Interpreter, eine wichtige Programmiersprache

uf dem Raspberry Pi.

usammen genommen ergibt sich ein Name, der wie das englische Wort für Himbeerkuchen

raspberrypie, klingt

Die Anschlüsse des Raspberry Pi

vorinstalliert sind und einfachere,

tig

Ältere Ladegeräte aus den Anfangs-

zeiten der US

adetec

000

verständliche Programmiersprachen verwendet werden. Python, das dem Raspberry Pi seinen Namen gegeben

at, und vor allem Scratch sind deut

lich leichter zu erlernen als C++ und

ava, die sich unter Profiprogram

ierern auf dem PC durchgesetzt

Im Laufe der noch sehr kurzen Geschichte des Raspberry Pi wurden verschiedene Modelle entwickelt. Für

nsere Projekte kannst du alle aktu ellen Raspberry-Pi-Modelle B+, Pi 2 und Pi 3 verwenden

B-L

hnik sin

h zu schwach. Das Netzteil sollt

indestens 1.000 mA liefern, besser

mA. Der eingebaute Leistungs

egler verhindert ein „Durchbren

en“ bei zu starken Netzteilen. Wie

viel Strom ein Handyladegerät liefert,

teht ganz klein gedruckt auf den

eräten

ie für einen „großen“ PC

raucht man auch für den Raspberry Pi einiges Zube

ör, um ihn wirklich benutzen

u können

STROM ÜBER MICRO-USBHANDYLADEGERÄT

Der Raspberry Pi benö

t nur wenig Strom und

uss deshalb nicht wie ein

PC direkt an eine Steck

ose angeschlossen werden.

ur Stromversorgung reicht

edes moderne Handynetzteil.

SO ERKENNT MAN EIN ZU SCHWACHES NETZTEIL

Wenn der Raspberry Pi

war bootet, sich dann

ber keine Mausbewegung erkennen lässt oder das System nicht

uf Tastatureingaben reagiert, deutet das

uf eine zu schwache Stromversorgung hin.

uch wenn kein Zugriff

uf angeschlossene USB-Sticks oder Festplatten möglich ist, solltest du ein stärkeres Netzteil verwenden

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

tor,

ese Methode

uss für die

schluss ha

Dieses Netzteil liefert 2A = 2000mA; das

st völlig ausreichend für aktuelle Raspberry-

Pi-Modelle.

MONITOR

ösung nur mit Einschränkungen

edienen, Scratch fast gar nicht. Deshalb ist di empfehlen

nicht z

TASTATUR UND MAUS

Am Raspberry Pi kann jede gängige Tastatur mit USB-Anschluss genutzt werden. Kabellose Tastaturen funk

ionieren manchmal nicht, da sie zu

viel Strom oder gar spezielle Treiber

enötigen

Natürlich brauchst du einen Moni

um auch zu sehen, was du tust.

Der Raspberry Pi kann per HDMI-Ka

el an moderne Monitore oder Fern

eher angeschlossen werden. Zum

nschluss an Computermonitore

it DVI-Anschluss gibt es spezi

elle HDMI-Kabel oder Adapter. Es

ibt auch Adapter zum Anschluss an

VGA-Monitore, die allerdings ver

leichsweise teuer sind

teht kein HDMI-Monitor zur Ver fügung, kann der Raspberry Pi mit einem analo gen FBAS-Videokabel an einen klassischen Fernseher ange

chlossen werden, wobei die Bild chirmauflösung allerdings sehr

iedrig ist. Die grafische Oberfläche lässt sich in analoger Fernsehauf

Einige USB-Tastaturen haben einen weiteren USB-Anschl Maus. Dadurch ersparst du dir am Raspberry Pi einen USB-Anschluss, was besonders beim Rasp berry Pi A+ wichtig ist, der nur einen USB-An

t. Die anderen aktuellen Raspberry-Pi-Modelle haben vier USB-Anschlüsse, die immer ausrei

hen sollten

NETZWERKKABEL

Möchtest du mit dem Raspberry Pi ins Internet, brauchst du ein Netz werkkabel, um ihn mit deinem Rou

er zu verbinden. Für die Experi

ente in diesem Paket benötigst

abe

Raspberry Pi mit angeschlossenen Kabeln: USB-Tastatur (transparent), Netzwerk (gelb),

)

HDMI-Monitor (schwarz

und Netzteil (weiß

u keine Internetverbindung. Der

Raspberry Pi 3 hat ein eingebautes

LAN-Modul. Hier ist kein Netz

werkk

ung nöti

l für eine Internetverbin

SPEICHERKARTE

Der Raspberry Pi hat keine Fest platte, stattdessen wird eine Spei

herkarte verwendet. Sie enthält as Betriebssystem. Eigene Daten

nd installierte Programme wer en ebenfalls darauf gespeichert.

ie Speicherkarte muss mindes

ens 4 GB groß sein. Auf der Rück

eite befindet sich der Steckplatz für ine MicroSD-Karte. MicroSD-Kar

en sind deutlich stabiler als frühere

eicherkartenformate und rasten

im Stecksockel fest ein. Um sie wie

er herauszubekommen, drücke die

eicherkarte noch einmal leicht in

en Stecksockel, dann löst sich die

alterung, und eine kleine Feder

chiebt die Karte heraus

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

sen.

bedeu

ese

assen sich alle nu

er MicroSD-Speicherkartensteckplatz auf der Rückseite des RaspberryP

Die Stiftleiste an der einen Seite des

DIE GPIO-ANSCHLÜSSE AM RASPBERRY PI

Was den Raspberry Pi so besonders

nd bei Makern so beliebt macht

ist die Möglichkeit, Elektronik anzu

chließen und sie mit eigenen Pro

rammen zu steuern. Das geht mit inem PC nicht, denn dort gibt es eine Anschlüsse, die sich so leicht

für eigene Bastelprojekte nutzen las

Raspberry Pi wird als GPIO bezeich

et. Die englische Abkürzung für

General Purpose Input Output

et auf Deutsch einfach Allgemeine

Ein- und Ausgabe

Von di

it einer Zahl bezeichneten Pin

wahlweise als Eingang oder Ausgan

rogrammieren und so für vielfältige

Hardwareexperimente nutzen. Die

brigen sind für die Stromversor

n Pins l

GPIO-Pins am Raspberry Pi

IMMER +3,3V VERWENDEN

erwende für elektronische Experimente immer die +3,3-V-Anschlüsse des Raspberry Pi und nicht die +5-V-Anschlüsse. Würde 5-V-Spannung durch eine elektronische Schaltung wieder zurück auf einen GPIO-Pin kommen, würde dies den Raspberry Pi beschädigen. Die +5-V-Anschlüsse sind nur für externe Geräte wie zum Beispiel Servomotoren gedacht und nicht für Logiksignale

ung und andere Zwecke fest einge

richtet. Es gibt je zwei Pins mit +3,3 V

twas Glück schon für unter 20 Eur

kommen nd +5 V Spannung sowie insgesamt cht Pins mit Masseanschluss

a der Raspberry Pi A+ keinen Netz werkanschluss hat, kommst du nur mit zusätzlicher Hardware ins Inter net, was aber für unsere Projekte gar

DER RASPBERRY PI A+

nicht nötig ist. Allerdings benötigst

u eine Tastatur mit USB-Anschluss

eben den bekannten Modellen B+

i 2 und Pi 3 gibt es auch den etwas

kleineren Raspberry Pi A+ mit nur

ür die Maus oder einen USB-Hub

m Tastatur und Maus gleichzeiti nschließen zu können

einem USB-Port, ohne Netzwerk

nschluss und mit etwas verein

fachter Hardwareleistung. Dieses

odell verfügt aber über die gleiche

PIO-Schnittstelle und ist billiger

ie aktuelle Version des Raspbi

n-Betriebssystems Jessie läuft auf em B+, Pi 2, Pi 3 und dem A+ glei hermaßen.

ls die anderen. Man kann es mit

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

auchst du eine

eser a

er Raspberry Pi A

BETRIEBSSYSTEM INSTALLIEREN

Der Raspberry Pi verwendet Linux

nd kein Windows, aber das sieht uch nicht viel anders aus. Linux

at den großen Vorteil, dass es längst nicht so hardwarehungrig ist wie Windows. Außerdem ist Linux „freie Software“. Das heißt, jeder

arf Linux nutzen, für seine eigenen

wecke anpassen und auch beliebig weitergeben, ohne Seriennummern verwenden oder sich mit Lizenzen

erumärgern zu müssen

ir haben für dieses Paket ein spe

ielles Linux vorbereitet, das bereits

lles Nötige enthält, damit man

ofort mit den Experimenten losle

en kann. Du findest alle notwendi en Dateien auf der DVD

SPEICHERKARTE VORBEREITEN

Da der Raspberry Pi selbst noch

icht booten kann, bereiten wir die peicherkarte auf dem PC vor. Dazu r

n Kartenl

INFO

Unser Linux für den Raspberry Pi

basiert auf dem origi-

nal Raspbian-Betriebssystem

Jessie, das die Raspberry-Pi-Stiftung

(www.raspberrypi.org) anbietet. Bei dieser

Linux-Version ist die Programmiersprache

Scratch, die wir verwenden, auch schon dabei.

Wir haben zusätzlich die verwendeten Pro-

gramme für die Projekte vorinstalliert und

alles komplett auf Deutsch eingestellt.

Unsere Raspbian-Version ist nur etwa

3,7 GB groß und passt somit auf

jede 4-GB- Speicherkarte –

auf größere natürlich

auch.

PC. Dieser kann fest eingebaut oder per USB angeschlossen werden.

enn dein PC noch keinen Kartenle

er hat, besorge dir am besten einen kleinen Kartenleser in USB-Stick Form. Die einfachen Modelle, die nur MicroSD-Karten lesen und bei manchen Speicherkarten sogar mit

eliefert werden, reichen völlig aus,

a wir genau dieses Kartenformat für den Raspberry Pi brauchen und

ndere Kartentypen inzwischen weit

ehend ungebräuch

ich sind. Smartphones

nd Tablets verwen

en üblicherweise auch

MicroSD-Karten. Bei im PC

eingebauten Kartenlesern ist

für MicroSD-Karten meistens

ein Adapter erforderlich, der bei

euen MicroSD-Karten oft mitge

iefert wird.

enn du eine fabrikneue Speicher arte verwendest oder eine, die bis er nur in Smartphones oder Tablets enutzt wurde, ist sie bereits vom

ersteller optimal vorformatiert,

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

auchst dich um die For-

ese

tig

der SD Asso-

nd du br

matierung nicht zu kümmern

ast du die Speicher

karte früher schon einmal

für einen Raspberry Pi

ACHTUNG

Egal ob neu formatiert oder nicht:

Bei der Installation des Betriebssys-

tems werden alle Daten, die sich auf

der Speicherkarte befinden, unwider-

ruflich gelöscht. Also vorher alles

sichern, was wichtig ist!

erkennt

Um die Speicherkarte neu zu forma

ieren, lade dir das kostenlose Pro

ramm SD Formatter

iation unter www.sdcard.org/

downloads/formatter_4 herunter.

der einen anderen

Linux-Computer ver

formatiert werden r Kartenl

röße der Speicherkarte rich

endet, muss sie neu

damit

r im PC di

Das SD-Formatter-Tool unter Windows in Aktion

Das Programm erkennt die Spei cherkarte im Kartenleser automa

isch und zeigt ihre Größe an. Sollte

ie Speicherkarte Partitionen aus

ese

wird die

Auf de

dest du eine

ld-

iner früheren Linux-Installation nthalten, zeigt der SD Formatter

nicht die vollständige Größe an. Kli

ke in di

wähle die Formatierungsoption ON

i Format Size Adjustment. Nach

inem Klick auf Format

peicherkarte in ihrer vollen Größe

formatiert

m Fall auf Option un

IMAGE-DATEI AUF DIE SPEICHERKARTE ÜBERTRAGEN

r DVD fin

mage-Datei des Raspbian-Betriebs

ystems, die jetzt auf die Speicher arte übertragen werden muss.

ie Datei kann nicht einfach kopiert

erden, sie enthält ein Abbild der

inux-Partition mit dem Bootblock nd der kompletten Verzeichnis truktur des Raspbian-Betriebs ystems, das auf der Speicherkarte ootfähig installiert wird

er Startbi

schirm der DVD

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

obe

aus.

ur Übertragung solcher Image-Da

eien gibt es ein Spezialprogramm,

USB-Image-Tool von www.alex-

page.de. Du brauchst es nicht herun

erzuladen, es ist auf der DVD vor

anden

tecke die Speicherkarte in den

artenleser und starte das

USB-Ima

es Programm braucht nicht vorher

uf dem PC installiert zu werden

e-Tool von der DVD. Die

Klicke

Mode auf das Symbol der Spei-

cherkarte. Rechts tauchen dann jede Menge technischer Daten auf sowie

er Laufwerksbuchstabe, unter dem

indows die Speicherkarte anspricht.

ollte oben links statt Device Mode

r Volume Mode ausgewählt sein,

chalte auf Device Mode um.

licke dann auf Restore und

ähle die Image-Datei rasp

berrypikids.img von der DVD

n links unter Device

Das USB-Image-Tool von der DVD

tarte danach den Kopiervor

bschluss ist die

aus de

aus-

Stecke die Speicherkarte in den

Strom anschluss ko

auschen und uns

ang, der einige Minuten dau

rn kann. Nach A

peicherkarte fertig vorbereitet, und

kannst sie

nehmen.

m PC her

teckplatz auf der Rückseite des

aspberry Pi und schließe Tasta

ur, Maus und Monitor an. Der USB

mmt als Letztes.

amit wird der Raspberry Pi einge

chaltet. Einen extra Einschaltknopf

bt es nicht

DER ERSTE START DES RASPBERRY PI

etzt ist es so weit, und du kannst en Raspberry Pi zum ersten Mal

booten

er Raspberry Pi bootet und zeigt

i auf einem schwarzen Bil chirm diverse Linux-Kommandos ie schnell durchr

erst einmal nicht weiter interessie

en müssen. Wundere dich nicht, wie

Die Benutzeroberfläche auf dem Raspberry Pi

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

obere

schi

eben de

ebbrowser und de

Wie unte

chnell das geht. Trotz der geringen

Hardwareleistung bootet das kom

lette Linux-Betriebssystem deut

lich schneller als ein Windows-PC.

m Ende erscheint ein Desktop, der

Windows relativ ähnlich sieht. Die

us Windows bekannte Taskleiste

findet sich hier am

rmrand

DasMenü-Symbol ganz links oben öffnet das Startmenü, die Symbole

Dateimanager. Das Startmenü ist wie

nter Windows mehrstufig aufge

n W

n Bil

aut. Um die Experimente in diesem

Kapitel nachzubauen und zu pro

rammieren, brauchst du die Pro ramme im Startmenü nicht alle. Wir

verwenden nur Scratch

tarte Scratch über das Desk

op-Symbol oder aus dem Startmenü

nter Entwicklung

r Windows kannst du di

Fenster über den Bildschirm schie

en, indem du sie mit der Maus an er Titelzeile anfasst.

Mit dem zweiten Symbol

Scratc

zu haben.

echts oben kannst du das

h-Fenster auf volle Bil

chirmgröße vergrößern, um

ehr Platz zum Programmieren

RASPBERRYPI AUSSCHALTEN

Theoretisch kann man bei dem Raspberry Pi einfach den Stecker ziehen, und er schaltet sich

b. Besser ist es jedoch,

ihn wie einen PC sauber herunterzufahren. Wähle dazu im Startmenü

hutdownund klicke

dann auf Shutdown und

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

gelb

DIE TEILE IM PAKET

x Steckbrett

2x LEDs

x LEDs rot

2x LED

x LED bl

x RGB-LE

x 220-Ohm-Widerständ

x 20-MOhm-Widerständ

rün

anker Schaltdraht

4x Krokodilklemmenkabel

ute

ertenwissen

ön

x b

arbe

x Verbindun

kabe

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

bau ele

ese Konta

)

che Löcher auf de

STECKBRETTER

Für den schnellen Auf

ischer Schaltungen, ohne löten zu

üssen, ist ein Steckbrett im Paket enthalten. Hier können elektronische Bauteile direkt in ein Lochraster

esteckt werden.

Bei diesen Steckbrettern sind die

ußeren Längsreihen über Kontakte

X und Y) alle miteinander verbunden. Di Plus- und Minuspol zur Stromversor

ung der Schaltungen genutzt. In den nderen Kontaktreihen sind jeweils

fünf Kontakte (A bis E und F bis J

uer miteinander verbunden, wobei in der Mitte der Platine eine Lücke ist. So können in der Mitte größere Bauelemente gesteckt und nach

ußen hin verdrahtet werden

ktreihen werden oft al

ktr

VERBINDUNGSKABEL

Die farbigen Verbindungskabel

aben alle auf einer Seite einen dün en Drahtstecker, mit dem sie sich uf das Steckbrett stecken lassen.

Auf der anderen Seite ist eine Steck

uchse, die auf einen GPIO-Pin des

Raspberry Pi passt

WIDERSTÄNDE

Ein Widerstand begrenzt den Strom,

er durch eine Leitung fließt. Man

nn ihn sich vorstellen wie ein dün

es Stück Gartenschlauch, das in ein

asserrohr eingebaut wird. Durch

ie Rohrleitung fließt dann im Gan

en weniger Wasser, nämlich nur

och so viel, wie durch den Schlauch indurchkommt

Das Bild zeigt, wel

kbrett miteinan

er verbunden sind.

Widerstände werde

n zur Strom

be-

000 O

000 kO

)

Silbe

5 %

000

ün

000

000.000

eiß

000.000.000

renzung an empfindlichen elekt ronischen Bauteilen sowie als Vor widerstände für LEDs verwendet. Die Maßeinheit für Widerstän

st Ohm. 1.

hm entsprechen inem Kiloohm, abgekürzt kOhm. .

hm entsprechen einem Megaohm, abgekürzt MOhm. Oft wird für die Einheit

hm das Omega-Zei

hen Ω verwendet.

Die farbigen Ringe auf den Wider

tänden geben den Widerstandswert n. Mit etwas Übung sind sie deutlich

leichter zu erkennen als die winzi

anz alten Widerständen findet

ie meisten Widerstände haben vier olcher Farbringe. Die ersten bei en Farbringe bezeichnen die Ziffern, er dritte einen Multiplikator und der

erte die Toleranz. Der Toleranzring

ist meistens gold oder silbern, das

eißt in Farben, die auf den ersten

ingen nicht vorkommen. Dadurch

ist die Leserichtung immer eindeutig.

er Toleranzwert selbst spielt in der

igitalelektronik kaum eine Rolle.

ie Tabelle zeigt die Bedeutung der

arbigen Ringe auf Widerständen

Gold

Schwarz

Braun Rot Orange

Blau

Violett

Grau

Widerstandswert in Oh

. Ring

Zehner

. Ring

Einer

. Ring

Multiplikator)

−

= 0,01 ±10

−1

= 0,1±

4. Ring Toleranz

= 1

= 1 = 1 = 1.

±1 ±2

= 10.

= 100.

06 = 1.000.00

= 10. = 100. = 1.

±0,5 % ±0,25 % ±0,1 % ±0,05 %

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

zwe

edene

)

fü

s MOhm

aber etwa

tung

m Paket sind Widerstände in nur

i verschi

n Werten enthal

Wert

20 OhmRot

. Ring

Zehner

ot Schwarz

. Ring

Einer

chte darauf, die beiden Wider

tandsarten nicht zu verwechseln.

ie Schaltungen würden dann nicht

funktionieren. Die Widerstände

ehen zwar gleich groß aus, ein

-MOhm-Widerstand ist inhunderttausendmal stärker als in 220-Ohm-Widerstand

n welcher Richtung ein Widerstand

ingebaut wird, ist egal. Bei LEDs agegen spielt die Einbaurichtun ine wichtige Rolle

LEDS

ED ist die Abkürzung für das en

lische Wort „light emmitting diode“, was wörtlich übersetzt

Licht ab strahlende

iode“ oder einfach euchtdiode bedeutet. EDs können schön unt leuchten, wenn

chaltplan einer LED mit Vorwiderstand

trom in einer Richtung durch sie indurchfließt. In der anderen Rich

. Ring

Multipl.

raun

4. Ring Toleranz

old Widerstand für

erwendung

rwider stand

r LED

nete kontakt

lassen sie nichts durch und

euchten auch nicht

LEDs werden in Schaltungen mit einem pfeilförmigen Dreieckssym

ol dargestellt, das die Flussrichtun vom Pluspol zum Minuspol oder zur Masseleitung angibt

Eine LED lässt in der Durchfluss

ichtung nahezu beliebig viel Strom

urch, sie hat nur einen sehr gerin

en Widerstand. Um den Durch

lussstrom zu begrenzen und so ein

Durchbrennen der LED zu verhin

ern, muss zwischen dem verwende

en GPIO-Pin und der Anode der LED

ein 220-Ohm-Vorwiderstand (Rot

auch de

zu hohen Stromstärken.

sorgung

LED – IN WELCHER RICHTUNG

ANSCHLIESSEN?

Die beiden Anschlussdrähte einer LED sind unterschiedlich lang. Der längere ist die Anode (der Pluspol), der kürzere die Kathode (der Minuspol). Einfach zu merken: Das Pluszeichen

at einen Strich mehr als das Minuszeichen und

acht quasi den Draht etwas länger. Außerdem sind die meisten LEDs auf der Minusseite abgeflacht, wie ein Minuszeichen. Leicht zu merken: Kathode = kurz = Kante

Rot-Braun) eingebaut werden. Die

r Vorwiderstand schützt

PIO-Ausgang des Raspberry Pi vor

Probiere einfach einmal eine LED

us. Baue dazu die abgebildete

chaltung auf einem Steckbrett auf.

In diesem ersten Experiment wird

er Raspberry Pi nur als Stromver

für die LED genutzt. Die eiden verwendeten Pins am Ras erry Pi sind immer mit +3,3 V und

Masse geschaltet. Die LED leuchtet

mmer, man braucht keinerlei Pro

ramm dazu

BENÖTIGTE BAUTEILE

x Steckbrett x LED rot x 220-Ohm-

Widerstand

x Verbindungs-

kabe

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

euchtet imme

Die erste LED am Raspberry P

RGB-LEDS

Eine normale LED l einer Farbe. Bei den im Paket mitgeliefer

en LEDs kann man

ie Farbe auch dann

erkennen, wenn die

r nur in

LED aus ist. Es gibt aber auch LEDs,

ie transparent aussehen und ihre

Farbe erst zeigen, wenn Strom fließt

Anschlusspins einer RGB-LE

e-re

auchen des-

Schaltplan für eine RGB-LED mit drei Vorwiderständen

euchte

RGB-LEDs können wahlweise in mehreren Farben l

n. Bei

hnen sind im Prinzip drei LEDs mit verschiedenen Farben in ein transpa rentes Gehäuse eingebaut. Jede die

er drei LEDs hat eine eigene Anode, ber die sie mit einem GPIO-Pin ver

bunden wird. Die Kathode, die mit

er Masseleitung verbunden wird, ist nur einmal vorhanden. Deshalb hat eine RGB-LED vier Anschlussdrähte.

Die Anschlussdrähte der RGB-LEDs

ind unterschiedlich lang, damit

ie eindeutig zu erkennen sind. Im Gegensatz zu normalen LEDs ist die Kathode bei ihnen der längste Draht

n wie drei einzeln

EDs und br

halb auch drei Vorwider

tände

t der abgebildeten

chaltung kannst du die

nktionen einer RGB

ED ausprobieren. Wie beim letzten Experiment wird der Raspberry Pi nur

ls Stromversorgung für ie LED genutzt.

BENÖTIGTE BAUTEILE

1x Steckbrett 1x RGB-LED

x 220-Ohm-Wi-

derstand

2x Verbindungs-

abel 4x Drahtbrücke 1x Krokodil-

klemmen-Ka-

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

Add

ADDITIVE FARBMISCHUNG

RGB-LEDs verwenden die sogenannte additive Farbmischung. Dabei werden die drei Lichtfarben Rot, Grün und Blau addiert und ergeben reines Weiß. Im Gegensatz dazu verwendet ein Farbdrucker die subtraktive Farbmischung. Jede Farbe wirkt

uf einem weißen Blatt wie ein Filter, der einen Teil des wei

eflektierenden Lichts wegnimmt (= subtrahiert). Druckt man

lle drei Druckerfarben übereinander, erhält man Schwarz

das gar kein Licht mehr reflektiert

itive Farbmischung

Die grauen Linien auf dem Steckbrett

ezeichnen etwa 2 cm lange Draht rücken, die du aus dem mitgeliefer

en Draht zurechtbiegen kannst.

Beachte beim Einbau der RGB-LED

ass die flache Seite oben ist

Nimm ein Krokodilklemmen-Kabel

nd klemme die eine Klemme an die

Drahtbrücke oben am +3,3-V-An

chluss. Berühre mit der anderen

Klemme nacheinander die anderen

rei Drahtbrücken. Die Pfeile zeigen ie Farben, in denen die RGB-LED ann leuchten wird

bie-

DRAHT SCHRÄG ABSCHNEIDEN

Der mitgelieferte Draht ist relativ dick, damit er sich nicht zu leicht verbiegt und sich mit den Krokodilklemmen gut greifen lässt. Es kann passieren, dass er sich besonders am Anfang,

enn die Steckbretter noch neu sind, schwer in die Kontaktlöcher stecken lässt. Schneide deshalb den Draht für die Anschlüsse am Steckbrett mit der Zange schräg ab. Dann entsteht eine leichte Spitze, die sich einfacher in das Steckbrett stecken lässt

RGB-LED auspro ren – dafür ist

ein

rogramm

nöt

Der kleine Hacker

Raspberry Pi vorbereiten

oder be

KROKODILKLEMME

Warum die Krokodilklemmen-Kabel so heißen

ie sie heißen, kann sich jeder leicht vorstellen.

Wir haben uns diesen Namen übrigens nicht aus-

edacht. Es ist die unter Elektrikern wirklich ge-

bräuchliche Bezeichnung für diese Art von Kabel

KNETE, DRAHT UND KROKODILKLEMMEN-KABEL

Im Paket befinden sich Knete, Draht

nd Krokodilklemmen-Kabel. Damit auen wir Kontaktschalter, um die

Elektronikexperimente zu steu

rn. Die Knete kann Tasten

einem Spiel auch ein ganzes Game

ad ersetzen

KNETEKONTAKTE BAUEN

ür einen Knetekontakt

brauchst du als Erstes ein

tück Knete. Forme aus zwei Stü

cken Knete (rot und blau) zwei etwa

bis 3 cm große Kugeln oder eine

ndere Form, die gut in der Hand

iegt

chneide mit einer Zange zwei

etwa 4 bis 5 cm lange Stücke

vom Draht ab, biege sie zu je einem

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