Raspberry Pi Geek 2024 06-07 juni-juli.pdf

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116 Seiten
Know-how rund um SBCs und Linux
06-07/2024
•
Juni / Juli 2024
SHELL-TOOLS
Maßanzug
Eigenes Case für den RasPi 5
entwerfen und in 3D drucken
Effiziente Werkzeuge für die Arbeit auf der Kommandozeile
Würfelspiel
Pi Pico und LED-Würfel als
Exempel zur IT-Ausbildung
Wandelbar
Analoge Sensorwerte mit
MicroPython verarbeiten
Helfer für den Alltag
Abfahrtsmonitor für die heimische Nahverkehrshaltestelle,
handelsübliche Wetterstation per DVB-T-Stick auslesen
WWW.RASPBERRY-PI-GEEK.DE
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07
WIEDER AM FALSCHEN
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Editorial
Glück gehabt?
Sehr geehrte Leserinnen und Leser,
Am Freitag, dem 29. März, entdeckte der Microsoft-Entwickler Andres Freund per Zu-
fall eine Unregelmäßigkeit beim Starten des SSH-Daemons: Eine Version benötigte
mehr Ressourcen und Zeit, um zu starten als eine andere. Das veranlasste ihn, die
Community in einer Security-Mailing-Liste darauf aufmerksam zu machen. Recht
schnell stellte sich heraus, dass es sich um eine ausgeklügelte Backdoor in der vom
SSH-Daemon verwendeten Bibliothek Liblzma aus dem Paket XZ Utils handelt. Wäre
sie nicht entdeckt worden, hätte das fatale Folgen gehabt: Sie wäre quasi ein General-
schlüssel für die Angreifer gewesen, um die Kontrolle über alle Rechner zu überneh-
men, die diese Bibliothek verwenden.
Ein weiteres Beispiel zeigt, wie leicht es wäre, Open-Source-Projekte zu missbrau-
chen. Es betrifft die Bibliothek WiringPi zum Zugriff auf die GPIO des Raspberry Pi, die
von vielen Anwendungen auf dem Kleinstrechner genutzt wurde und damit auch ih-
ren Weg in den Mainstream fand. Sie kam auch in diversen Profi-Projekten zum Ein-
satz. Im August 2019 kündigte der Maintainer und einzige Entwickler Gordon an, das
Projekt aufzugeben. Auf seiner Webseite begründete er den Schritt damit, dass er au-
ßer Kritik und Anschuldigungen nichts für seine Arbeit erhalten habe. Einer unserer
Autoren setzte sich damals mit Gordon in Verbindung, der ihm sofort anbot, das Pro-
jekt an ihn zu übergeben. Es liegt auf der Hand, wie leicht es in einem solchen Fall
wäre, die Software für eigene Zwecke einzuspannen. Das Beispiel verdeutlicht auch
ein Grundproblem der freien Softwareentwicklung: Jeder möchte davon profitieren,
aber nur sehr wenige erklären sich bereit, eine Gegenleistung zu erbringen. Linux ist
aus der IT-Welt nicht mehr wegzudenken, doch außer den Unternehmen, die sie dank-
bar einsetzen, profitieren nur wenige davon. Ein möglicher Ansatz wäre, einen Fonds
zu gründen, in den auch die großen Profiteure einzahlen und dessen Erlös an die Ent-
wickler verteilt wird.
Einmal mehr zeigt sich, wie fragil unsere hoch technisierte Welt inzwischen gewor-
den ist. Niemand weiß, ob weitere Backdoors wie die in den XZ Utils schon unentdeckt
im Umlauf sind. Ob der Vorfall zu einem geschärften Problembewusstsein bei allen
Entscheidern geführt hat, darf man getrost bezweifeln: Offensichtlich hat sich die Si-
cherheitslage seit Heartbleed, einer eklatanten Sicherheitslücke im OpenSSL-Projekt
vor zehn Jahren, nicht entscheidend verbessert.
Doch das alleine quelloffener Software anzukreiden, wäre zu kurz gegriffen. Im Ge-
genteil: In Closed-Source-Software wäre der Fehler sicherlich nicht so schnell entdeckt
und beseitigt worden, wenn er denn überhaupt aufgefallen wäre.
Herzliche Grüße,
Thomas Leichtenstern
Thomas
Leichtenstern
Redakteur
Inhalt
Aktuelles
Ausgepackt ....................................
4
.
Aktuelle Hardware im Kurztest
Hacks
LED-Würfel .....................................
6
.
Mit dem Pi Pico LED-Würfel ansteuern
Know-how
MicroPython (Teil 3) ....................
12
Analoge Funktionen implementieren
Open Hardware
RasPi-5-Case .................................
16
.
Maßgeschneidertes Gehäuse im 3D-Druck
Raspberry Pi
Abfahrtsmonitor ..........................80
Wann fährt mein Bus an der Haltestelle ab?
Wetterstation ...............................84
Wetterdaten via DVB-T-Stick empfangen
Service
Impressum ....................................94
Autoren
Bernhard Bablok
Aktuelle Hardware im Kurztest
Abfahrtsmonitor
Martin Mohr
Mit dem Pi Pico einen LED-Würfel ansteuern
MicroPython (Teil 3): Analoge Ein- und Ausgabe
Eigenes RasPi-5-Gehäuse mit dem 3D-Drucker erstellen
Wetterstation
4
80
6
12
16
84
Inserenten
Computec Media GmbH
Fernschule Weber GmbH
Golem.de
Linux-Community
PC Games Hardware
www.computec.de
www.fernschule-weber.de
www.golem.de
www.linux-community.de
www.pcgameshardware.de
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Aktuelles
Ausgepackt
Kühler Kopf
Das Gehäuse
Berrybase
Armor RPI5-ARC-BL
hilft
ohne nervigen Lüfter beim
Kühlen des RasPi 5.
Der RasPi 5 gilt als Hitzkopf. Viele Anwen-
der überschätzen jedoch den realen Küh-
lungsbedarf. In einem geschlossenen
Gehäuse profitierte allerdings selbst der
RasPi 1 schon von einem kleinen Luftzug,
beim RasPi 5 ist das ein absolutes Muss.
Bei Überhitzung drosselt der Minirechner
die Taktfrequenz der CPU, was einen
mehr oder minder hohen Leistungsver-
lust bedeutet. Wenn Sie auf einen auto-
matisch kontrollierten und nur leise sur-
renden Lüfter verzichten wollen, greifen
Sie am besten zu einem passiv kühlen-
den Gehäuse. Eines der ers-
ten Exemplare dieser Gat-
tung ist das Armor-Gehäu-
se RPI5-ARC-BL von Berry-
base. Es besteht aus zwei
schwarzen, massiven Alu-
miniumteilen und sorgt
zuverlässig dafür, dass
der Minirechner im vor-
gegebenen Temperatur-
fenster bleibt.
Das nötige Montage-
material und – zum
Glück dünne – Wärme-
leit-Pads liegen dem Gehäuse bei. Haben
Sie das Case einmal montiert, können Sie
allerdings nicht mehr auf die Flachband-
anschlüsse des RasPi zugreifen. Die müs-
sen Sie entsprechend vorher am Mini-
rechner anschließen und die Kabel durch
die vorgesehenen Aussparungen des Ge-
häuses führen. Die GPIOs liegen dagegen
frei und lassen sich nach Belieben ver-
wenden. Ein Wermutstropfen: Da der
Kühlkörper auch den integrierten WLAN-
Chip abschirmt, leidet dessen Transferra-
te dadurch. Generell wird das Alumini-
umgehäuse im Betrieb recht warm, was
ja aber auch seine Daseinsberechtigung
darstellt. Im modernen Wohnzimmer
geht ein RasPi 5 mit dem Berrybase-Ar-
mor-Gehäuse so gerade durch, was aber
eher der Farbe als der Form geschuldet
ist. Wie beim RasPi 4 dürften aber mit der
Zeit wahrscheinlich auch andere Gehäu-
sefarben verfügbar werden.
Berrybase Armor RPI5-ARC-BL
Preis: 9,90 Euro
Bezugsquelle: Berrybase
Kraftmeier
Bekanntlich geizt der Pi Pico
mit Hauptspeicher. Besser
macht es der
FeatherS3
mit
üppigen 8 MByte RAM.
Der Pi Pico ist ein leistungsstarker und
sehr günstiger Mikrocontroller, aber an
einem Punkt schwächelt er: Der Haupt-
speicher fällt mit 256 KByte nicht gerade
üppig aus. Das beeinträchtigt beispiels-
weise Anwendungsfälle wie das Herun-
terladen und Verarbeiten umfangreicher
JSON-Dateien aus API-Aufrufen oder das
Rendern von Oberflächen auf großen
Bildschirmen. Wer mehr RAM braucht,
muss tiefer in die Tasche greifen. Auf dem
ESP32 S3 basierende Boards bieten hier
eine interessante Alternative. Es gibt
diverse Varianten, die zusätzlich zum
Hauptspeicher des Chips
noch 2 bis 8 MByte
PSRAM mitbringen.
Der Minirechner Fea-
therS3 von der Firma Un-
expected Maker wartet
mit einer in dieser Klasse
besonders guten Aus-
stattung zu einem sehr
fairen Preis auf. Neben
8 MByte PSRAM bietet
das Board 16 MByte
Flash-Speicher für Pro-
gramme und Dateien.
Zusätzlich gibt es zwei Stemma/Qt-An-
schlüsse, die an getrennten Spannungs-
wandlern mit je 700 mA hängen. Wäh-
rend des Tiefschlafs benötigt der Chip
nur 30 μA. Über die beiden Anschlüsse
steuern Sie, welche Peripherie in dieser
Phase am Strom hängt. Ein Lichtsensor
und eine Low-Power-RBG-LED runden
die Ausstattung ab.
Das Pinout ist Feather-konform, eben-
so der angebotene Anschluss für einen
LiPo-Akku samt Ladeelektronik. Wer es
etwas billiger möchte, nimmt die Varian-
te von Adafruit mit 4 MByte Flash und
2 MByte PSRAM. Um die Hälfte günstiger
kommt Waveshares ESP32-S3-Pico, aus-
gestattet mit 16 MByte Flash und
2 MByte PSRAM. Waveshare punktet zwar
beim Preis und mit Pico-kompatiblen Ab-
maßen und Pinouts, versemmelt aber die
Elektronik (Tiefschlaf: 960 μA). Ansonsten
bietet das Board nur das, was auch der
Pi Pico mitbringt. 
Unexpected Maker FeatherS3
Preis: 24,40 Euro
Bezugsquelle: Pimoroni
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Ausgepackt
Aktuelles
Bastler setzen LEDs üblicherweise ledig-
lich für Signale oder in Lichterketten ein,
und weniger, um sie als richtige Licht-
quelle zu nutzen. Einen ganz anderen
Zweck haben die rechteckigen Backlight-
LEDs aus dem Programm von Pimoroni:
Sie eignen sich ideal für eine flächige
Hintergrundbeleuchtung. Die Module
gibt es in drei Größen von knapp 39 x 12
Millimeter über 78,5 x 23 Millimeter bis
hin zu 85 x 45 Millimeter (fehlt in der Ab-
Lucky Light White LED Backlight Modules
Preis: je nach Größe
1,30 bis 2,50 Euro
Bezugsquelle: Pimoroni
bildung), jeweils mit ordentlichem Da-
tenblatt. Diesem lässt sich entnehmen,
dass für gängige 3,3 Volt Versorgungs-
spannung noch nicht einmal ein Vorwi-
derstand nötig ist. Das direkte Ansteuern
per GPIO empfehlen wir dennoch nicht,
auch wenn das manchmal technisch
funktionieren würde: Bei 3,3 Volt (VF) flie-
ßen immerhin 20 Milli-
ampere (IF). Von der
Schrankbeleuchtung
über die Puppenstube
bis zum Ausleuchten
des Lötarbeitsplatzes:
Die kleinen Bausteine
eröffnen viele neue
Projektmöglichkeiten.
Es werde Licht
Die
White LED Backlight
Modules
von Lucky Light
eröffnen ein weites Spektrum
an Anwendungen.
Eine Neuerung des RasPi 5 ist die inte-
grierte Echtzeituhr (Real Time Clock, RTC),
die ihn auf Wunsch sogar termingesteuert
aufweckt. Damit bei Stromausfall die Uhr
die Zeit nicht verliert, lässt sich eine Back-
up-Batterie an den Kleinstrechner anste-
cken. Den entsprechenden Anschluss hat
die Raspberry Pi Foundation auf der Plati-
ne vorgesehen und mit einer Buchse aus-
gestattet. Jedoch dürfen Sie nicht eine x-
beliebige Knopfbatterie anschließen,
denn der Energiespeicher muss sich aufla-
den lassen. Die Elektronik des Kleinstrech-
ners lädt den Akku ständig nach.
Das wiederum beschränkt die Auswahl
an geeigneten Kandidaten. Eine Selbst-
konfektion ginge zwar, lohnt sich aber
nicht wirklich. Besser greifen Sie direkt
Raspberry Pi RTC Battery
Preis: 5,60 Euro (Display),
Bezugsquelle: Diverse Reseller
zur Version der Raspberry Pi Foundation.
Der Kostenpunkt liegt recht niedrig, wes-
halb auch in Zukunft nicht mit nennens-
werter Konkurrenz zu rechnen ist.
Ob es ein RTC-Batterie-Backup
braucht, sei dahingestellt. Im Einsatz
ohne Netzwerkzugang ist es sinnvoll,
aber ansonsten holt sich der RasPi beim
Booten die aktuelle Zeit. Außer ein paar
frühen Log-Einträgen, die ohne das Back-
up einen falschen Zeitstempel zeigen,
gibt es keinen weiteren Schaden durch
eine kurzzeitig falsche Zeit.
(Bernhard Bablok/
tle)
Unvergesslich
Die
Raspberry Pi RTC Battery
sorgt dafür, dass die inte-
grierte Echtzeituhr des
RasPi 5 die Zeit nicht vergisst.
F09

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