Module Raspberry Pi

Introductie

Welkom bij de module Raspberry Pi. Je oefent B1-K1: Installeert en onderhoudt hardware, software en netwerk- en infrastructuuronderdelen , met drie Werkprocessen (W1 , W2 en W3):

- B1-K1-W1: Maakt devices gebruiksklaar
- B1-K1-W2: Installeert en onderhoudt software
- B1-K1-W3: Monteert netwerk- en infrastructuuronderdelen

Les 1: Wat is de Raspberry Pi?

Leerdoelen

je begrijpt en kunt uitleggen wat een Raspberry Pi is
je benoemt wat voor een componenten en aansluitingen er op een RPi zitten
je kunt benoemen wat de verschillen zijn tussen de RPi 4 en 5
je kent en herkent randapperatuur
je kent en herkent connectoren
je weet wat er allemaal nodig is om een RPi gebruiksklaar te maken

Werkwijze

bekijk eerst de filmpjes van les 1
bestudeer de Raspberry Pi en kijk wat je al herkent en kent
lees Wat is de Raspberry Pi?
verzamel alle randapparatuur die je nodig hebt

RPi 4 en 5

RPi 4

Randapperatuur

Poorten en connectoren

Wat is de Raspberry Pi?

De Raspberry Pi is een reeks kleine, krachtige en betaalbare single-board computers (SBC) die zijn ontwikkeld door de Raspberry Pi Foundation, een liefdadigheidsorganisatie uit het Verenigd Koninkrijk. Deze computers zijn ontworpen om betaalbare hardware te bieden waarmee mensen, met name studenten en hobbyisten, kunnen leren programmeren en experimenteren met computerhardware.

Belangrijke kenmerken van de Raspberry Pi:

Single-board design: De Raspberry Pi is een complete computer op een enkele printplaat. Het bevat alle noodzakelijke componenten, zoals een processor, geheugen, USB-poorten, HDMI-uitgang en GPIO-pinnen (General Purpose Input/Output).
Diverse modellen: Er zijn verschillende modellen Raspberry Pi beschikbaar, elk met verschillende specificaties en prijspunten. Deze variëren in termen van processorprestaties, hoeveelheid RAM en extra functies.
Linux-ondersteuning: Raspberry Pi-computers draaien meestal op aangepaste Linux-distributies, zoals Raspbian (nu bekend als Raspberry Pi OS). Dit opent de deur naar een breed scala aan softwaretoepassingen.
GPIO-pinnen: Een opvallend kenmerk van de Raspberry Pi is de aanwezigheid van GPIO-pinnen, waarmee gebruikers elektronische componenten en apparaten kunnen aansluiten en programmeren. Dit maakt de Raspberry Pi zeer geschikt voor het leren van fysieke computing en het bouwen van op maat gemaakte elektronische projecten.
Programmeerbaarheid: De Raspberry Pi ondersteunt verschillende programmeertalen, waaronder Python, C++, en meer. Dit maakt het een uitstekend platform voor zowel beginners als gevorderde ontwikkelaars.

Toepassingen van de Raspberry Pi variëren van educatieve projecten en hobbyistische experimenten tot meer geavanceerde toepassingen, zoals het bouwen van media centers, domotica-oplossingen, netwerkapparaten, en zelfs kleine serveromgevingen. Door zijn lage kosten en veelzijdigheid heeft de Raspberry Pi een enorme gemeenschap van enthousiaste gebruikers en ontwikkelaars aangetrokken.

Wat zijn de componenten en aansluitingen van de Raspberry Pi?

De exacte componenten en aansluitingen kunnen variëren tussen verschillende modellen van de Raspberry Pi. Hier zijn echter enkele van de belangrijkste componenten en veelvoorkomende aansluitingen die je op een typische Raspberry Pi zult vinden:

Processor (CPU): De CPU verschilt per model, maar het is altijd een ARM-gebaseerde processor.
Geheugen (RAM): De hoeveelheid RAM kan variëren tussen modellen, bijvoorbeeld 1 GB, 2 GB, 4 GB, of meer.
USB-poorten: Raspberry Pi's hebben meestal meerdere USB-poorten, waarop je randapparatuur zoals toetsenborden, muizen, en andere USB-apparaten kunt aansluiten.
HDMI-poort: Voor het aansluiten van een monitor of televisie met behulp van een HDMI-kabel.
Ethernet-poort: Voor bekabelde netwerkverbindingen.
Audio-uitgang: Een 3,5 mm audio-uitgang voor het aansluiten van luidsprekers of een koptelefoon. Niet op de RPi5!
MicroSD-kaartsleuf: Voor het plaatsen van een microSD-kaart met het besturingssysteem en opslag.
GPIO-pinnen: General Purpose Input/Output-pinnen waarmee je externe apparaten en sensoren kunt aansluiten en programmeren.
Camera CSI-poort: Een speciale poort voor het aansluiten van een Raspberry Pi-camera.
Display DSI-poort: Een speciale poort voor het aansluiten van een display.
Stroomaansluiting: Om de Raspberry Pi van stroom te voorzien. Dit kan worden gedaan via een micro-USB-poort (voor oudere modellen) of een USB-C-poort (voor recentere modellen).
Status-LED's: LED's die de stroomstatus en activiteit aangeven.

Houd er rekening mee dat de beschikbare poorten en aansluitingen kunnen variëren tussen Raspberry Pi-modellen. Raadpleeg de specificaties van het specifieke model dat je gebruikt voor de meest nauwkeurige informatie.

Les 2: Raspberry Pi gebruiksklaar maken

Leerdoelen

je weet hoe de Raspberry Pi Imager werkt
je kunt de RPi voorzien van het juiste besturingssysteem
je kunt een RPi gebruiksklaar maken
je weet hoe je de juiste gegevens moet vinden en noteren

Werkwijze

bekijk het filmpje van de Raspberry Pi Imager en Raspberry Pi OS
doorloop de stappen
bekijk de overige filmpjes
bekijk het filmpje Raspberry Pi gebruiksklaar maken
doorloop de stappen
Lees de tekst Wat is SSH? en wat is VNC?
afvinken bij je docent

Raspberry Pi Imager en Raspberry Pi OS

Stappen:

typ raspberrypi.org in de adresbalk van een browser en druk enter
ga naar computers > software
kies raspberry Pi Imager for Windows
open de imager.exe
druk op install
druk op Finish
kies de SD card
kies model
kies OS
kies Raspberry Pi OS (other)
Kies Raspberry Pi OS Full (64bit)
kies opslag
bij OS aanpassen druk je op NEE
bij de waarschuwing druk je op JA
schuif de SD kaart in de RPi
sluit nu de voeding aan

Raspberry Pi Imager installeren

Raspberry Pi OS installeren

Wat is een besturingssysteem?

Wat is Raspberry Pi OS?

Raspberry Pi gebruiksklaar maken

Stappen gebruiksklaar maken 1:

start je Raspberry Pi
set Country op Netherlands
kies een username en noteer deze ergens
kies password en noteer deze ergens
selecteer een wifi netwerk
kies een browser
update software
restart de Raspberry Pi

Raspberry Pi gebruiksklaar maken

Stappen gebruiksklaar maken 2:

start je Raspberry Pi
klik rechtsboven op het wifi embleem en noteer het IP-adres
ga linksboven in beeld naar het framboosje
dan ga je naar voorkeuren
vervolgens naar Raspberry Pi Configuratie programma
druk op tabblad Interfaces
zet de SSH en VNC aan en druk OK
restart de Raspberry Pi

Configureren RPi via Menu

Stappen gebruiksklaar maken 3:

start je Raspberry Pi
open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
typ: sudo raspi-config
kies daar 3 Interface Options
druk I1 SSH en kies Ja
kies nogmaals 3 Interface Options
druk I2 VNC en kies Ja
kies Finish

Configureren RPi via Terminal

Wat is SSH?

SSH staat voor Secure Shell en is een hulpmiddel om op een versleutelde manier op een andere computer of server in te loggen en op afstand op andere computers of servers commando’s uit te voeren. Dit gebeurt via een shell. Deze manier van software is erg veilig, omdat de data die over de verbinding wordt verstuurd encrypt is en hierdoor voor buitenstaanders onmogelijk is om commando’s of wachtwoorden te achterhalen.

Stel je voor dat je een brief naar een vriend wilt sturen, maar je wilt niet dat iemand anders de brief leest. Je kunt de brief in een envelop doen en de envelop dichtplakken. Op deze manier kan niemand de brief lezen, behalve de persoon voor wie de brief bedoeld is. SSH werkt op een vergelijkbare manier. Het versleutelt de informatie die tussen twee computers wordt verzonden, zodat niemand anders de informatie kan lezen.

Om SSH te gebruiken, moet je een SSH-cliënt downloaden. Dit is een programma waarmee je verbinding kunt maken met andere computers of servers. Vervolgens kun je commando’s uitvoeren op de computer of server waarop je bent ingelogd

Wat is VNC?

VNC staat voor Virtual Network Computing en is een hulpmiddel om op afstand toegang te krijgen tot een andere computer of server. Het stelt je in staat om het bureaublad van een andere computer te delen en deze op afstand te bedienen. Dit gebeurt via het remote frame buffer protocol. Met VNC kun je de toetsaanslagen en muisbewegingen van de ene computer naar de andere sturen. Het beeld wordt in de andere richting verzonden via een computernetwerk. VNC is platformonafhankelijk, wat betekent dat een VNC-viewer op een willekeurig besturingssysteem een VNC-server op een ander besturingssysteem kan benaderen. Er zijn clients en servers voor vrijwel elk besturingssysteem. VNC is erg populair om vanaf afstand technische ondersteuning te bieden en om vanaf een willekeurige plek gebruik te maken van de documenten op de computer thuis.

Verdieping

Wat is een IP adres?

Wat is SSH?

Les 3: Remote werken en bestanden delen

Leerdoelen

je kunt Tigervnc installeren op een computer
je kunt de Raspberry Pi op afstand benaderen
je kunt uitleggen wat SSH en FTP betekent

Werkwijze

kijk het filmpje RPi TigerVNC
doorloop de stappen TigerVNC installeren op de RPi
lees Wat is een NAS?
bekijk het filmpje
doorloop de stappen NAS maken via SSH
lees Wat is FTP?
doorloop de stappen NAS maken via FTP
afvinken bij je docent

TigerVNC installeren en gebruiken

Stappen TigerVNC installeren op de Raspberry Pi

ga naar tigervnc.org
kies het device waarop je TigerVNC wilt installeren
installeer de software
open TigerVNC en voer het IP adres van je Raspberry Pi in
zorg ervoor dat je op hetzelfde Wifi netwerk zit!

TigerVNC installeren op de RPi

Wat is een NAS?

Een NAS, ofwel Network Attached Storage, is een soort persoonlijke cloud die je thuis of op kantoor kunt hebben. Het is een apparaat dat is aangesloten op je netwerk en waarmee je bestanden kunt opslaan, delen en back-uppen.

Stel je voor dat je een doos hebt waarin je al je boeken, films, muziek en foto’s kunt bewaren. Maar in plaats van dat je de doos moet openen om er iets uit te halen, kun je gewoon op je computer, telefoon of tablet kijken en het bestand dat je wilt openen. Dat is in feite wat een NAS doet.

Het mooie van een NAS is dat iedereen in hetzelfde netwerk toegang heeft tot de bestanden, dus het is geweldig voor het delen van bestanden met familie of collega’s. Bovendien, omdat de bestanden op de NAS staan en niet op je apparaten, bespaar je ruimte op je telefoon of computer. En als je een back-up maakt van je bestanden op de NAS, zijn ze veilig, zelfs als je telefoon of computer kapot gaat.

Stappen NAS maken via SSH

open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
download eerst een random video sample op je pc
ga naar filezilla-project.org en download FileZilla client
installeer het programma FileZilla
open het programma FileZilla
vul bij de Host sftp:// je IP adres in
vul je Gebruikersnaam en Wachtwoord in
de Poort laat je leeg
druk op de knop Snelverbinden
zoek nu op je PC de video sample op en zet die in de /home/pi/Videos map van de Raspberry Pi
open de map Videos op de Raspberry Pi en kijk of je video sample er staat, speel hem ook af.

Stappen NAS maken via SSH

Wat is FTP?

FTP staat voor File Transfer Protocol. Dit is een manier om bestanden over het internet te verplaatsen van de ene computer naar de andere.

Stel je voor dat je een brief wilt sturen naar een vriend. Je zou de brief in een envelop stoppen, het adres van je vriend erop schrijven, en het dan in de brievenbus stoppen. De postbode zorgt ervoor dat de brief bij je vriend terechtkomt.

FTP werkt op een vergelijkbare manier, maar dan met digitale bestanden. Als je een bestand hebt op je computer dat je wilt sturen naar een andere computer (of server), dan gebruik je FTP om dat te doen. Je zou het adres van de andere computer (het IP-adres) invoeren, en dan zou FTP het bestand daarheen sturen, net zoals de postbode de brief bezorgt.

Het is belangrijk om te weten dat, net als bij het versturen van een brief, je moet zorgen voor de veiligheid van je bestanden. Daarom gebruiken veel mensen SFTP, wat staat voor Secure File Transfer Protocol. Dit is hetzelfde als FTP, maar dan met een extra beveiligingslaag om ervoor te zorgen dat niemand anders je bestanden kan lezen terwijl ze worden verstuurd.

Stappen NAS maken via FTP

download een andere video sample
open de terminal op de Raspberry Pi
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
typ: sudo apt install proftpd
open nu FileZilla op je pc of laptop
vul bij de Host je IP adres in
vul je Gebruikersnaam en Wachtwoord in
de Poort laat je leeg
druk op de knop Snelverbinden
zoek nu op je PC de video sample zet die in de /home/pi/Videos map op de Raspberry Pi
open de map Videos op de Raspberry Pi en kijk of je video sample er staat

NAS maken via FTP

Les 4: Headless bediening

Leerdoelen

je weet hoe je programma's moet vinden en downloaden
je kunt een IP adres vinden
je kunt uitleggen wat een IP adres is
je kunt uitleggen hoe je headless en RPi over moet nemen

Werkwijze

bekijk het filmpje RPi Imager
doorloop de stappen RPi Imager
bekijk het filmpje Angry IP Scanner
doorloop de stappen Angry IP Scanner
bekijk het filmpje PuTTy
doorloop de stappen PuTTy
bekijk het filmpje TigerVNC
doorloop de stappen TigerVNC

Je leert deze les een Raspberry Pi over te nemen zonder een beeldscherm, muis en toetsenbord te gebruiken. Om dat te kunnen doen moet je 4 programma's installeren en configureren. Je hebt de volgende programma's nodig, zorg ervoor dat je die hebt gedownload:

Raspberry Pi Imager
Angry IP Scanner
PuTTy
TigerVNC

Downloaden programma's

Stappen Raspberry Pi imager

zorg dat de RPi niet is aangesloten op de voeding
open het programma Raspberry Pi Imager
kies de SD card
kies model
kies OS
kies Raspberry Pi OS (other)
Kies Raspberry Pi OS Full (64bit)
kies opslag
bij OS aanpassen druk je op aanpassen
vul bij algemeen een hostname, gebruikersnaam met wachtwoord, Wifi en regio in
vul bij services SSH inschakelen in
installeer de raspberry pi OS
stop de sd-kaart nu in de RPi
sluit nu de RPi aan op de voeding
open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade

Instellen RPi Imager

Stap 9

Stap 10

Stap 11

Stappen Angry IP Scanner

zorg dat je op de juiste Wifi aangemeld bent
open het programma Angry IP Scanner
druk op start
zoek je hostnaam
schrijf het IP adres dat voor je hostnaam staat op

Instellen Agry IP scanner

Stappen PuTTy

open het programma PuTTy
vul je IP adres in bij HostName (or IP address)
druk op open
voer je login en wachtwoord in
typ: sudo raspi-config
ga naar Interface Options
enable VNC
druk finish en sluit het venster

Instellen PuTTy

Stappen TigerVNC

open het programma TigerVNC
vul je IP adres in bij VNC-server
voer je Gebruikersnaam en wachtwoord in

Instellen TigerVNC

Les 5: Camera's en timelapse

Leerdoelen

je kunt een webcam aansluiten met usb
je weet hoe je een camera aansluit met een CSI poort
je kunt foto's maken via de terminal
je kunt een time-lapse maken
je weet hoe je de code van de time-lapse kunt veranderen

Werkwijze

bekijk het filmpje RPi webcam
doorloop de stappen webcam aansluiten
bekijk het filmpje RPi CSI
doorloop de stappen aansluiten camera op de CSI-poort
bekijk het filmpje time-lapse maken vanuit de terminal
doorloop de stappen time-lapse maken vanuit de terminal
bekijk het filmpje Instructiefilm Skill 8a
doorloop de stappen IPcam maken van een RPi
afvinken bij je docent

Webcam aansluiten

Stappen webcam aansluiten

sluit de RPi aan op de voeding
sluit de usb van de webcam aan op de usb 3.0 van de RPi
open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
om een webcam te installeren typ je: sudo apt install fswebcam
om een foto te maken en te plaatsen op je Desktop typ je: fswebcam Desktop/image.jpg
controleer of de foto is gelukt
om een foto te maken en te plaatsen in de Pictures map typ je: fswebcam Pictures/image.jpg
controleer of de foto in de map Pictures zit

Webcam aansluiten en foto maken

Aansluiten camera op de CSI-poort

Stappen aansluiten camera op de CSI-poort

zorg dat de RPi niet is aangesloten op de voeding
bevestig de flatcable op de Raspberry Pi
sluit nu de RPi aan op de voeding
open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
om een foto te maken en te plaatsen in je root typ je: rpicam-still -o test.jpg
controleer of de foto is gelukt
om een video te maken en te plaatsen op je root typ je: rpicam-vid --timeout 10000 --width 1280 --height 720 -o test.mp4
controleer of de video is gelukt
Als je nu --rotation 180 voor de -o plaatst zal het beeld 180 graden draaien.

Aansluiten camera op de CSI-poort

Time-lapse maken vanuit de terminal

Stappen time-lapse maken vanuit de terminal

Sluit de flatcable met camera aan (zorg altijd voor dat je de RPi uitzet voordat je de flatcable aansluit).
Open de terminal
typ: sudo apt update
typ: sudo apt upgrade
typ: rpicam-still --timelapse 5000 --timeout 30000 -o capture_%04d.jpg --width 1024 --height 768
controleer of de foto's zijn gelukt

Time-lapse maken vanuit de terminal

Uitleg code time-lapse

Deze code is een commando voor de rpicam-still tool, die wordt gebruikt om foto’s te maken met een camera op een systeem zoals een Raspberry Pi. Hier is wat elk onderdeel betekent:

rpicam-still: Dit is het commando om de tool te starten.
-o capture_%04d.jpg: Dit specificeert de uitvoerbestandsnaam voor de foto’s. De %04d is een plaatsaanduiding die wordt vervangen door het nummer van elke foto, geformatteerd als een viercijferig getal.
--timelapse 5000: Dit zet de camera in timelapse-modus, waarbij elke 5000 milliseconden (of 5 seconden) een foto wordt gemaakt.
--timeout 30000: Dit stelt de totale duur van de opname in milliseconden in. In dit geval zal de camera 30 seconden lang foto’s maken.
--width 1024 --height 768: Dit stelt de resolutie van de foto’s in op 1024 pixels breed en 768 pixels hoog.

Dus, in totaal, deze code zal een reeks foto’s maken met een resolutie van 1024x768, elke 5 seconden, voor een totale duur van 30 seconden. De foto’s worden opgeslagen met de naam capture_0001.jpg, capture_0002.jpg, enzovoort.

Eindopdracht

Maak een timelapse die 50 seconden duurt en elke 2 seconden een afbeelding maakt. Zet de afbeeldingen over op je pc en maak er een filmpje van. Je mag zelf weten met welke software. Lever je filmpje in bij de docent.

Google Sites

Report abuse