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Bibliotheken installieren

Für C-Nutzer

BCM2835

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.

cd ~
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.69.tar.gz

Entpacken Sie das Paket.

tar zxvf bcm2835-1.69.tar.gz

Installieren Sie die BCM2835-Bibliothek mit den folgenden Befehlen.

cd bcm2835-1.69
./configure
make
sudo make check
sudo make install

Für Python-Nutzer

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:

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:

pip install virtualenv

Erstellen Sie dann eine virtuelle Umgebung:

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.

Bemerkung

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.

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:

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:

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.

  1. 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.

    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.

  2. 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.

    sudo apt update
sudo apt install -y build-essential python3-dev python3-pip libfreetype6-dev libjpeg-dev libopenjp2-7 libtiff-dev

  3. Erstellen Sie eine virtuelle Umgebung. Hier ist ~/my_env der Pfad zur virtuellen Umgebung und kann angepasst werden.

    python3 -m venv ~/my_env

  4. Nachdem die virtuelle Umgebung erstellt wurde, aktivieren Sie sie zur Nutzung.

    Bemerkung

    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.

    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.

  5. Aktualisieren Sie innerhalb der virtuellen Umgebung pip und setuptools, um sicherzustellen, dass die neuesten Versionen der Pakete installiert werden.

    pip install --upgrade pip setuptools

  6. Installieren Sie dann luma.led_matrix:

    pip install luma.led_matrix

  7. 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.

    python3 -c "import luma.led_matrix; print(luma.led_matrix.__version__)"

  8. Wenn Sie die Arbeit beendet haben und die virtuelle Umgebung verlassen möchten, führen Sie einfach den folgenden Befehl aus:

    deactivate

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.

sudo pip3 install spidev

Fahren Sie mit der Installation der MFRC522-Bibliothek fort.

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.