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.. _install_the_libraries:
Bibliotheken installieren
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Für C-Nutzer
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BCM2835
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Dies ist eine C-Bibliothek für den Raspberry Pi (RPi). Sie ermöglicht den Zugriff auf GPIO und andere IO-Funktionen auf dem Broadcom BCM 2835-Chip, wie er im RaspberryPi verwendet wird. Damit kann auf die GPIO-Pins am 26-poligen IDE-Stecker auf der RPi-Platine zugegriffen werden, um verschiedene externe Geräte zu steuern und mit ihnen zu kommunizieren.
Die Bibliothek bietet Funktionen zum Lesen digitaler Eingänge, zum Setzen digitaler Ausgänge, zum Verwenden von SPI und I2C und zum Zugreifen auf die Systemtimer. Pin-Ereigniserkennung wird durch Polling unterstützt (Interrupts werden nicht unterstützt).
Funktioniert auf allen Versionen bis einschließlich RPI 4. Kompatibel mit allen Debian-Versionen bis einschließlich Debian Buster 10.
Öffnen Sie ein Terminal und laden Sie die ``bcm2835``-Bibliothek in den ``~``-Pfad herunter.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.69.tar.gz
Entpacken Sie das Paket.
.. raw:: html
.. code-block::
tar zxvf bcm2835-1.69.tar.gz
Installieren Sie die BCM2835-Bibliothek mit den folgenden Befehlen.
.. raw:: html
.. code-block::
cd bcm2835-1.69
./configure
make
sudo make check
sudo make install
* Referenz: `bcm2835 `_
Für Python-Nutzer
----------------------
.. _create_virtual:
Erstellen einer virtuellen Umgebung
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Bei Verwendung von Raspberry Pi oder ähnlichen Geräten wird empfohlen, Pakete mit ``pip`` in einer virtuellen Umgebung zu installieren. Diese bietet eine Abhängigkeitsisolierung, erhöht die Systemsicherheit, gewährleistet die Sauberkeit des Systems und erleichtert Projektmigration und -freigabe, was die Abhängigkeitsverwaltung vereinfacht. Diese Vorteile machen virtuelle Umgebungen zu einem äußerst wichtigen und nützlichen Werkzeug in der Python-Entwicklung.
Im Folgenden finden Sie die Schritte zur Erstellung einer virtuellen Umgebung:
**1. Erstellen einer virtuellen Umgebung**
Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass Ihr System Python installiert hat. Python-Version 3.3 und später werden mit dem ``venv``-Modul geliefert, um virtuelle Umgebungen zu erstellen, was die separate Installation überflüssig macht. Wenn Sie Python 2 oder eine Version vor Python 3.3 verwenden, müssen Sie ``virtualenv`` installieren.
* Für Python 3:
Python-Versionen 3.3 und später können direkt das ``venv``-Modul verwenden:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
python3 -m venv myenv
Dies erstellt eine virtuelle Umgebung namens ``myenv`` im aktuellen Verzeichnis.
* Für Python 2:
Wenn Sie immer noch Python 2 verwenden, müssen Sie zuerst ``virtualenv`` installieren:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
pip install virtualenv
Erstellen Sie dann eine virtuelle Umgebung:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
virtualenv myenv
Dies erstellt ebenfalls eine virtuelle Umgebung namens ``myenv`` im aktuellen Verzeichnis.
**2. Aktivieren der virtuellen Umgebung**
Nachdem Sie die virtuelle Umgebung erstellt haben, müssen Sie sie für die Verwendung aktivieren.
.. note::
Jedes Mal, wenn Sie den Raspberry Pi neu starten oder ein neues Terminal öffnen, müssen Sie erneut den folgenden Befehl ausführen, um die virtuelle Umgebung zu aktivieren.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
source myenv/bin/activate
Sobald die virtuelle Umgebung aktiviert ist, sehen Sie den Umgebungsnamen vor dem Befehlszeilen-Prompt, was darauf hinweist, dass Sie innerhalb der virtuellen Umgebung arbeiten.
**3. Verlassen der virtuellen Umgebung**
Wenn Sie Ihre Arbeit abgeschlossen haben und die virtuelle Umgebung verlassen möchten, führen Sie einfach folgenden Befehl aus:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
deactivate
Dadurch kehren Sie zur globalen Python-Umgebung des Systems zurück.
**4. Löschen der virtuellen Umgebung**
Wenn Sie eine bestimmte virtuelle Umgebung nicht mehr benötigen, können Sie einfach das Verzeichnis löschen, das die virtuelle Umgebung enthält:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
rm -rf myenv
Luma.LED_Matrix
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Dies ist eine Python 3-Bibliothek zur Ansteuerung von LED-Matrix-Displays unter Verwendung des MAX7219-Treibers (über SPI), WS2812 (NeoPixels, einschließlich Pimoroni Unicorn pHat/Hat und Unicorn Hat HD) und APA102 (DotStar) auf dem Raspberry Pi und anderen Linux-basierten Single-Board-Computern.
#. Fügen Sie den Benutzer zur Gruppe ``spi`` und ``gpio`` hinzu, um sicherzustellen, dass der aktuelle Benutzer (ersetzen Sie "pi" durch Ihren eigenen Benutzernamen) die Berechtigung hat, auf die SPI- und GPIO-Schnittstellen zuzugreifen.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
sudo usermod -a -G spi,gpio pi
Nach Ausführung dieses Befehls wird empfohlen, das System neu zu starten oder sich ab- und wieder anzumelden, um die Gruppenmitgliedschaft anzuwenden.
#. Installieren Sie die erforderlichen Abhängigkeiten: Verwenden Sie ``apt``, um Build-Tools und zugehörige Entwicklungspakete zu installieren. Diese Bibliotheken sind notwendig, um bestimmte Python-Pakete zu kompilieren und zu installieren.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
sudo apt update
sudo apt install -y build-essential python3-dev python3-pip libfreetype6-dev libjpeg-dev libopenjp2-7 libtiff-dev
#. Erstellen Sie eine virtuelle Umgebung. Hier ist ``~/my_env`` der Pfad zur virtuellen Umgebung und kann angepasst werden.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
python3 -m venv ~/my_env
#. Nachdem die virtuelle Umgebung erstellt wurde, aktivieren Sie sie zur Nutzung.
.. note::
Jedes Mal, wenn Sie den Raspberry Pi neu starten oder ein neues Terminal öffnen, müssen Sie den folgenden Befehl erneut ausführen, um die virtuelle Umgebung zu aktivieren.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
source ~/my_env/bin/activate
Sobald die virtuelle Umgebung aktiviert ist, sehen Sie den Namen der Umgebung vor der Befehlszeile, was anzeigt, dass Sie in der virtuellen Umgebung arbeiten.
#. Aktualisieren Sie innerhalb der virtuellen Umgebung ``pip`` und ``setuptools``, um sicherzustellen, dass die neuesten Versionen der Pakete installiert werden.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
pip install --upgrade pip setuptools
#. Installieren Sie dann ``luma.led_matrix``:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
pip install luma.led_matrix
#. Nach der Installation können Sie überprüfen, ob ``luma.led_matrix`` korrekt installiert wurde, indem Sie den folgenden Befehl ausführen. Bei erfolgreicher Installation wird die Versionsnummer von ``luma.led_matrix`` angezeigt.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
python3 -c "import luma.led_matrix; print(luma.led_matrix.__version__)"
#. Wenn Sie die Arbeit beendet haben und die virtuelle Umgebung verlassen möchten, führen Sie einfach den folgenden Befehl aus:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
deactivate
* Referenz: `Luma.LED_Matrix `_
Spidev und MFRC522
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Die ``spidev``-Bibliothek unterstützt die Interaktion mit SPI und ist eine Schlüsselkomponente dieses Tutorials, da wir sie für die Interaktion des Raspberry Pi mit dem RFID RC522 benötigen.
Führen Sie den folgenden Befehl aus, um ``spidev`` über ``pip`` auf Ihrem Raspberry Pi zu installieren.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo pip3 install spidev
Fahren Sie mit der Installation der MFRC522-Bibliothek fort.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo pip3 install mfrc522
Die MFRC522-Bibliothek enthält zwei Dateien: ``MFRC522.py`` und ``SimpleMFRC522.py``.
``MFRC522.py`` ist die Implementierung der RFID RC522-Schnittstelle. Diese Bibliothek übernimmt die gesamte Arbeit bei der Kommunikation mit RFID über die SPI-Schnittstelle des Pi.
``SimpleMFRC522.py`` vereinfacht die ``MFRC522.py``-Datei erheblich, indem sie Ihnen ermöglicht, nur mit einigen wenigen Funktionen statt vielen zu arbeiten.