Mit dem RasPi zu Halloween richtig spuken

WiringPi installieren

Die Bibliothek WiringPi ermöglicht einen einfachen Zugriff auf die GPIO-Schnittstelle des Raspberry Pi. Gordon Henderson hat die Software geschrieben und pflegt sie derzeit laufend weiter. WiringPi stellt einfache Kommandos sowie eine C-API bereit, um die I/O-Ports auszulesen und zu beschreiben. Außerdem bringt WiringPi auch Treiber für den I2C- und den SPI-Bus mit.

Sie integrieren die Bibliothek mit den Kommandos aus Listing 1 ins System. Der Raspberry Pi benötigt einige Zeit für den Build; anschließend testen Sie, ob die Installation erfolgreich war (Listing 2). Für weiterführende Informationen zu WiringPi sei auf die Homepage des Projektes verwiesen [5].

Listing 1

 

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade
$ git clone git://git.drogon.net/wiringPi
$ cd wiringPi
$ ./build

Listing 2

 

$ gpio readall
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 2---+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5V      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT0 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT0 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 2---+---+------+---------+-----+-----+

Java und Pi4j einrichten

Haben Sie die WiringPi-Library auf dem RasPi eingerichtet, fahren Sie im nächsten Schritt mit der Installation des aktuellen Java-Development-Kits (JDK) von Oracle fort. Sie laden es direkt von der Oracle-Homepage [6] herunter.

TIPP

Nutzen Sie Linux, übertragen Sie das Paket zum Beispiel mittels SFTP auf den RasPi. Anwender, die kein Linux verwenden, erledigen diesen Schritt mit Winscp [7].

Um das JDK auf dem Raspberry zu installieren, legen Sie zunächst einen neuen Ordner dafür an. Der Unix Filesystem Hierarchy Standard (FHS) sieht für zusätzliche Software das Verzeichnis /opt/ vor. Daher speichern Sie das JDK genau dort ab (Listing 3, Zeile 1 bis 3). Jetzt teilen Sie dem System noch mit, wo es die neue Java-Version findet (Zeile 4) und – zu guter Letzt – dass Sie ab jetzt ebendiese verwenden möchten (Zeile 5).

Listing 3

 

$ sudo mkdir -p -v /opt/java
$ gunzip jdk-8u51-linux-arm-vfp-hflt.tar.gz
$ sudo tar -xvf jdk-8u51-linux-arm-vfp-hflt.tar -C /opt/java/
$ sudo update-alternatives --install "/usr/bin/java" "java" "/opt/java/jdk1.8.0_51/bin/java" 1
$ sudo update-alternatives --set java /opt/java/jdk1.8.0_51/bin/java

Damit steht das Oracle-JDK nun zum Einsatz bereit. Nun starten Sie einen kleinen Test, um zu sehen, ob die frische Installation fehlerfrei arbeitet (Listing 4). Eine Kleinigkeit gilt es noch anzupassen: Einige Programme erwarten, dass Sie die Umgebungsvariable JAVA_HOME korrekt gesetzt haben. Um diese nur für die aktuelle Session manuell anzupassen, verwenden Sie das folgende Kommando:

$ export JAVA_HOME="/opt/java/jdk1.8.0_51/bin"

Für erste Versuche genügt es bereits, die Variable stattdessen mit in die eigene ~/.bashrc aufzunehmen (Listing 4). Nach dem nächsten Login haben Sie die Variable dann in der Umgebung Ihres Accounts. Um die Variable systemweit für alle Benutzer zu setzen, passen Sie als root die Datei /etc/environment entsprechend an.

Listing 4

 

$ java -version
java version "1.8.0_51"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_51-b07)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 25.51-b07, mixed mode)
$ javac -version
javac 1.8.0

Listing 5

 

$ echo 'export JAVA_HOME="/opt/java/jdk1.8.0_51/bin"' >> ./.bashrc

Zu guter Letzt steht nun die Installation der Pi4j-Bibliothek an. Der schnellste Weg besteht darin, die Library direkt aus dem Internet zu laden (Listing 6, Zeile 1). Die Entwickler der Pi4j-Library haben, um uns das Leben etwas leichter zu machen, das Pi4j Utility Script geschrieben. Es setzt den Klassenpfad richtig, damit sich kleine Java-Programme schnell und einfach kompilieren und testen lassen. Der Befehl pi4j --? zeigt eine umfangreiche Hilfe, mit dem Befehl pi4j -c übersetzen Sie Programme (Listing 6, Zeile 2). Meldet der Aufruf keine Fehler zurück, erstellt er für den kompilierten Code eine gleichnamige Class-Datei im aktuellen Verzeichnis, die sich direkt ausführen lässt (Zeile 3).

Listing 6

 

$ curl -s get.pi4j.com | sudo bash
$ pi4j -c Java-Programm
$ pi4j -r Class-Datei

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