RASPBERRY PI FÜR KIDS - Entdecken Sie Ihre neue Hobby …€¦ · · 2018-01-30RASPBERRY PI FÜR...

RASPBERRY PIFÜR KIDS

LED-Würfel, verrückte Farbenspiele,Discolicht und vieles mehr program-mieren und mit Knete steuern.

FürScratch 2

Rasperry Pi nicht enthalten

Raspberry Pi für Kids

65291-9 Titelei_2017.qxp 28.07.17 16:02 Seite 1


LED-Würfel, verrückte Farbenspiele,Discolicht und vieles mehr program-mieren und mit Knete steuern.

FürScratch 2

Rasperry Pi nicht enthalten


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 wirdwidrigenfalls 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. DerVerlag folgt bei den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller.

Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;

detaillierte Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

Liebe Kunden!

Dieses Produkt wurde in Übereinstimmung mit den geltenden europäischen Richtlinien hergestellt und trägt daher das CE-Zeichen. Der bestimmungsgemäße Gebrauch ist in der beiliegenden Anleitung beschrieben.

Bei jeder anderen Nutzung oder Veränderung des Produktes sind allein Sie für die Einhaltung der geltenden Regeln verantwortlich. Bauen Sie die Schaltungen deshalb genau so auf, wie es in der Anleitung beschrieben wird. Das 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 kommunale Verwaltung.

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 inFällen des Vorsatzes oder der groben Fahrlässigkeit nach den gesetzlichen Bestimmungen. Im Übrigen haften Verlag und Autor nurnach dem Produkthaftungsgesetz wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit oder wegen der schuldhaften Verletzung wesentlicher Vertragspflichten. Der Schadensersatzanspruch für die Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist auf denvertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht ein Fall der zwingenden Haftung nach dem Produkthaftungsgesetzgegeben ist.

Autor: Christian Immler

Art & Design: www.ideehoch2.de

Satz: DTP-Satz A. Kugge, München

© 2017 Franzis Verlag GmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, 85540 Haar

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 ultraviolet-ten LEDs gibt die scheinbare Helligkeit einen falschen Eindruck von der tatsächlichen Gefahr für Ihre Augen. Besondere Vorsicht ist beider Verwendung von Sammellinsen geboten. Betreiben Sie die LEDs so wie in der Anleitung vorgesehen, nicht aber mit größeren Strömen.


5

Raspberry Pi vorbereiten .................................................................6Betriebssystem installieren .......................................................................15Der erste Start des Raspberry Pi...............................................................22Die Teile im Paket ......................................................................................26Steckbretter ................................................................................................28Verbindungskabel .......................................................................................28Widerstände ................................................................................................28LEDs ............................................................................................................30RGB-LEDs ...................................................................................................32Knete, Draht und Krokodilklemmenkabel .................................................37

1 Die erste LED blinkt ..........................................................................42Das erste Programm zusammenbauen .....................................................46So funktioniert das Programm ..................................................................47

2 Elektronik steuern mit Knetekontakten ..................................... 50Es geht los ..................................................................................................56So funktioniert das Programm ..................................................................63

3 Fußgängerampel ...............................................................................68So funktioniert das Programm

g gg g ..................................................................71

4 RGB-LED mit Knetekontakten steuern ......................................... 74So funktioniert das Programm ..................................................................77

5 LED-Würfel ......................................................................................... 78So funktioniert das Programm ..................................................................83

6 Disco-Licht mit RGB-LEDs und Lichtsteuerpult aus Knete ..........901. Ausbaustufe ............................................................................................922. Ausbaustufe ............................................................................................933. Ausbaustufe ............................................................................................97

7 Gamepad aus Knete steuert Scratch-Spiel ................................ 106Der Raspberry Pi erzeugt Töne ................................................................109So funktioniert das Programm ................................................................110

Inhaltsverzeichnis

65291-9 RaspberryPi für Kids_09.indd 565291-9 RaspberryPi für Kids_09.indd 5 25.08.2017 10:02:0625.08.2017 10:02:06

42 Der kleine Hacker – Raspberry Pi für Kids Der kle ne cker

1 Die erste LED blinkt

Jetzt geht es los. Wenn der Rasp-berry Pi läuft, soll unser erstesScratch-Programm eine LED blin-ken lassen. Das klingt nicht weiteraufregend, liefert aber alles wich-tige Fachwissen, um später weitereElektronik anzuschließen. Im Ver-gleich dazu ist es viel schwieriger,zu versuchen, mit einem WindowsPC eine extern angeschlosseneLED zum Blinken zu bringen, istdann doch alles ganz einfach.

Benötigte Bauteile1x Steckbrett

1x LED rot

1x 220-Ohm-Wider-

stand (Rot-Rot-

Braun)

2x Verbindungskabel

Die LED mit Vorwiderstand am Raspberry Pi


43

Baue die LED und den Vorwiderstandwie auf dem Bild auf dem Steck-brett auf und schließe das Ganzeam GPIO-Pin 17 und der Masselei-

tung am Pin GND des Raspberry Pispberry Pb rry Pan. Das gleiche Prinzip werden wirbeim Anschließen von LEDs immeranwenden.

Wichtig – Vorwiderstände vor

LEDs einbauenEine LED bietet dem Strom fast keinen

Widerstand. Es könnte also beliebig viel

Strom fließen, wie wenn man die beiden Pole

einer Batterie miteinander verbindet. Die Batte-

rie wäre nach Sekunden kaputt. Das Gleiche gilt

für die GPIO-Ports des Raspberry Pi, die „durch-

brennen“, wenn man sie mit einem Draht oder

einer LED verbindet. Zwischen einem GPIO-Pin

und der Anode der LED muss immer ein

220-Ohm-Vorwiderstand eingebaut wer-

den. Die Kathode der LED verbindet

man mit der Masseleitung auf

Pin 6.


44 Der kleine Hacker – Raspberry Pi für KidsDer kle ne cker


Dieses Scratch-Programm lässt die LED blinken. Die roten Begriffe bezeichnen die verschie-denen Bereiche des Scratch-Fensters genannt werden.

Du kannst das Programm auf demBildschirm selbst zusammenbauenoder das Programm led1.sb2 von 2der DVD verwenden. Wähle dazu imMenü von Scratch 2 den MenüpunktDatei / Load Project. Im Verzeichnispi findest du die Programme diesesiLernpakets. Bestätige die MeldungReplace contents of the current pro-ject mitt OK.

Mit einem Klick auf den kleinen Pfeilzwischen Bühne, Objektpalette undBlockpalette kannst du die Bühneund die Objektpalette, die wir erstim letzten Projekt dieses Lernpaketsbrauchen, verkleinern. Dadurch wirddas Programmfenster größer, unddu hast mehr Platz zum Program-mieren.


45

GPIO-Erweiterung hinzufügenUm die GPIO-Unterstützung in

Scratch 2 nutzen zu können,

musst du eine Erweiterung hin-

zufügen.

1 Schalte dazu oben in der

Blockpalette auf WeitereBlöcke.

2 Wenn unterhalb des But-

tons Erweiterung hinzufü-gen keine Scratch-Blöcke zu

sehen sind, klicke auf Erweite-rung hinzufügen.

3 Klicke doppelt auf die

einzig vorinstallierte Er-

weiterung Pi GPIO.

4 Jetzt erscheinen auf der

Blockpalette Weitere Blöcke zwei schwarze

Scratch-Blöcke zur GPIO-Steu-

erung.




DAS ERSTE PRO-GRAMM ZUSAMMEN-BAUENKlicke auf der Blockpalette oben aufdas braune Symbol Ereignisse. Dannwerden in der Blockpalette unteranderem die Blöcke angezeigt, mitdenen man ein Programm startet. Die Blöcke zum Wiederholen undWarten findest du unter Steuerung.

Ziehe die Blöcke, die du brauchst,einfach aus der Blockpalette in dasProgrammfenster rechts.

Wenn du einen neuen Block dicht unter einen anderen schiebst, rasteter ein und verbindet sich automatisch.

Einen nicht mehr benötigten Blockkannst du jederzeit von den ande-ren Blöcken abtrennen und wiederzurück auf die Blockpalette ziehen.

Wenn du das Script aus denScratch-Blöcken fertig zusammen-gebaut hast und die LED angeschlos-sen ist, klicke auf das grüne Fähn-chen rechts oben auf der Bühne in


47

Scratch. Damit wird das Programmgestartet. Die LED blinkt.

Mit einem Klick auf das roteStopp-Symbol oben rechts nebendem grünen Fähnchen kannst du dasProgramm anhalten.

SO FUNKTIONIERT DAS PROGRAMMDas Programm startet wie die meis-ten Scratch-Programme mit demBlock Wenn grünes Fähnchen ange-klickt. Er ist in Scratch 2 auf derBlockpalette Ereignisse zu finden. Der Block ist oben rund, passt alsounter keinen anderen Block. Er mussimmer als Erstes gesetzt werden.

Jetzt soll eine Endlosschleife star-ten, die die LED blinken lässt, bis duauf das rote Stopp-Symbol klickst.Verwende dazu den Block Wieder-hole fortlaufend aus der BlockpalettedSteuerung.

Innerhalb der Schleife wird als Ers-tes der GPIO-Pin 17 eingeschaltet.Ziehe dazu einen set gpio ... to ... Block von der Blockpalette Weitere Blöcke in die Schleife.

Schreibe dann in das Textfeld desBlocks die Nummer des GPIO-Pins17. Wähle im Listenfeld des Blocksdie Option output high. Damit wird der GPIO-Pin 17 eingeschaltet unddie LED wird leuchten.

Danach soll das Programm eineSekunde warten, bis die LED wiederausgeschaltet wird. Füge dazu einen




warte...Sek Block von der Blockpa-klette Steuerung ein und schreibe indas Textfeld: 1.

Um die LED auszuschalten, füge wie-der einen set gpio ... to ... Block hin-ter der Wartezeit in die Schleife ein.Schreibe in das Textfeld wieder 17 und wähle im Listenfeld die Optionoutput low. Damit wird der GPIO-Pin17 wieder ausgeschaltet.

Zum Schluss kommt wieder einwarte...Sek Block mit einer Sekunde.kDas bewirkt, dass die LED auch eineSekunde ausgeschaltet bleibt, bevordie Schleife wieder neu beginnt unddie LED einschaltet.

Programm speichernVergiss nicht, das

fertige Programm mit

dem Menüpunkt Datei /Projekt speichern zu

speichern, um es spä-

ter wieder verwenden

zu können.


49

TippSoll die LED schneller blinken,

verkürze die Zeiten in den beiden warte...Sek Blöcken innerhalb der Schleife. Soll sie

langsamer blinken, verlängere die Warte-

zeiten. Scratch verwendet wie viele amerikani-

sche Programme den Punkt wie im Deutschen

üblich, statt das Komma. Eine halbe Sekunde

Wartezeit schreibt man also 0.5 und nicht

0,5.


Für Kinder unter 14 Jahren nicht geeignet.

ISBN 978-3-645-65291-9

© 2017 Franzis Verlag GmbH, Richard-Reitzner-Allee 2, D-85540 Haar, GermanyInnovation, Irrtümer und Druckfehler vorbehalten. 2017/01

Selber programmieren – und das auch noch mit Knete?

Das LehrbuchDer kleine Hacker führt durch das bunte Lehrbuch. Mit ihm an der Seite kann

nichts mehr schiefgehen. Ausführlich und einsteigergerecht werden die

Grundlagen des Minicomputers Raspberry Pi erklärt und dann geht es auch

schon los: Schritt für Schritt programmiert man zuerst einfache,

dann etwas schwierigere Programme und baut dazu

spannende Elektronikschaltungen auf. Immer

dann, wenn es etwas komplexer wird, steht

der kleine Hacker mit nützlichen Tipps bereit.

Zusätzlich erforderlich: Raspberry Pi 2 oder 3; Raspberry Pi Zero ist nicht geeignet

Abbildungen können leicht abweichen.

Speziell für Kinder konzipierte Programmiersprache


So verrückt das klingt, es ist ganz einfach.

Mit den mitgelieferten Bauteilen geht es

schnell ans Eingemachte: Nach kurzer Zeit

blinkt die erste LED, bis du am Ende ein

ganzes Zimmer im Discolicht erstrahlen

lässt. Gesteuert wird das Ganze immer per

selbst gebautem Knete-Controller und dem

beliebten Minicomputer Raspberry Pi.

Damit verblüffst du jeden!

Projekte, die Spaß machenBebilderte Schritt-für-Schritt-Anleitungen

65291-9 KSF_45_U4_2017.qxp 11.08.17 11:35 Seite 1

Date post:	23-May-2018
Category:	Documents
Upload:	dinhlien
View:	216 times
Download:	2 times

RASPBERRY PI FÜR KIDS - Entdecken Sie Ihre neue Hobby …€¦ · · 2018-01-30RASPBERRY PI FÜR...

Documents