Bluetooth auf dem Raspberry Pi 3 einrichten

© Shane White, 123RF

Blueberry

Raspbian unterstützte schon immer Bluetooth. Dank günstiger USB-Dongles war es nie ein Problem, einen RasPi aufzurüsten. Der RasPi 3 beherrscht die Technik bereits ab Werk. Damit fällt die letzte Hürde, diesen Funkstandard zu nutzen.

Obwohl WLAN beim Einrichten einigen Aufwand erfordert, hat es sich als Funktechnik zum Übertragen größerer Datenmengen durchgesetzt. Im Nahbereich besitzt Bluetooth hingegen einige Vorteile. Obwohl Linux die Technik schon seit Langem unterstützt, fristete sie im Alltag eher ein Schattendasein. Dieser Artikel gibt eine Einführung in die Bluetooth-Architektur und erklärt, wie Linux den Standard unterstützt. Außerdem zeigen wir, welche Programme Sie für die Einrichtung benötigen. Einige Praxisbeispiele demonstrieren, dass der RasPi mithilfe von Bluetooth weitere Anwendungsgebiete abdeckt.

"Bluetooth" (englisch für Blauzahn) war der Codename eines Standardisierungsprojekts für den Nahfunk, der letztlich auch bei der Veröffentlichung der Technik erhalten blieb. Der Name ist eine Reverenz an den dänischen König Harald Blauzahn, der durch seine Kommunikationsfähigkeiten die verfeindeten Teile von Norwegen und Dänemark einte. Bei der Namenswahl spielte sicher eine Rolle, dass die Firmen Ericsson und Nokia maßgeblich an der Entwicklung des Standards beteiligt waren. Auch das aus den altnorwegischen Runen H und B bestehende Bluetooth-Logo erinnert an den Namensgeber.

Blau ist alle Theorie

Historisch gesehen entstand Bluetooth, um die Probleme von Infrarot-Verbindungen (IrDA) zu überwinden, die Sichtkontakt benötigen. Einsatzziel war die Kommunikation von Peripheriegeräten mit einem PC. Dementsprechend gering fiel die ursprünglich notwendige und vom Standard vorgegebene Datenrate aus: In der ersten Version betrug das theoretische Maximum 732,2 kbit/s. Heute liegt das Limit (seit BT 2.0 + EDR) bei 2,1 Mbit/s. Das Bluetooth-Modul auf dem Raspberry Pi 3 (Abbildung 1) arbeitet nach dem Standard Bluetooth 4.1 Low Energy.

Abbildung 1: Das Antennenmodul des Raspberry Pi 3 liegt zwischen GPIO und Display-Schnittstelle.

Bluetooth funkt im 2,4 MHz-Band in 79 Kanälen von 2,402 bis 2,480 MHz. Bekannte Störer in diesem Bereich sind WLAN und die Mikrowelle, während DECT in Europa ein anderes Funkband nutzt. Diverse Techniken (Kanalspringen, Korrekturcodes) erhöhen die Robustheit und den Datendurchsatz, selbst wenn andere Geräte auf denselben Frequenzen funken.

Obwohl technisch meist für Punkt-zu-Punkt Verbindungen eingesetzt, spannen Bluetooth-Geräte ein kleines Netz mit bis zu acht Teilnehmern auf (die Adresse umfasst 3 Bit). Außerdem gibt es einen Parkmodus mit 8-Bit-Adresse, über den insgesamt 255 Geräte die Synchronisation untereinander aufrechterhalten. Es gibt einen Master, der den Slaves Zeitscheiben für die Kommunikation zuteilt. Geräte dürfen gleichzeitig an mehreren Pico-Netzen teilnehmen, aber nur einmal als Master.

Bluetooth stellt zwei physikalische Datenkanäle bereit, einmal für die synchrone Kommunikation (Sprache) und einmal für paketvermittelte Synchronisation (Daten). Beides passiert auch quasi gleichzeitig: So übertragen Headsets die Befehle für die Lautstärkeregelung über den Datenkanal parallel zur Sprachverbindung.

Diese und weitere technische Details, zum Beispiel zur Weiterentwicklung des Protokolls oder zur Verbindungsaufnahme und Sicherheit, lassen sich etwa im Wikipedia-Artikel [1] zum Thema vertiefen. Die oben beschriebenen Möglichkeiten der Bluetooth-Hardware müssen zusätzlich aber auch von der Software unterstützt werden, dem sogenannten Bluetooth-Stack.

Bluetooth für Linux

Unter Linux entwickelt das Projekt Bluez [2] den Software-Stack für das Bluetooth-Protokoll. Da Linux auch die Basis von Android stellt, gilt der Stack als gut gepflegt. Allerdings stellen die Low-Level-Funktionen nur die halbe Miete dar. Da Bluetooth nicht die Art und Weise festlegt, wie die Komponenten miteinander kommunizieren, gibt es auch Protokolle (im Bluetooth-Jargon: "Profile"), die auf Anwendungsseite die Kommunikation regeln. Als Beispiel sei ein Headset genannt: Es muss sowohl Audio-Streams entgegennehmen als auch Telefonfunktionen unterstützen.

Im Rahmen des Bluez-Projekts pflegen die Entwickler auch grundlegende Profile [3]. Nicht jedes Profil schafft es jedoch in den Bluez-Kern [4]. Die Dateitransferprofile etwa stellt obexd bereit, die A2DP- und HFS-Profile benötigen hingegen PulseAudio. Für den praktischen Einsatz bedeutet all das, dass Sie für den vollen Funktionsumfang von Bluetooth eine Reihe von Softwarepaketen installieren müssen. Raspbian wäre aber nicht Raspbian, wenn das Standard-Image nicht schon das meiste erledigt hätte.

Diesen Artikel als PDF kaufen

Express-Kauf als PDF

Umfang: 7 Heftseiten

Preis € 0,99
(inkl. 19% MwSt.)

Raspberry Pi Geek kaufen

Einzelne Ausgabe
 
Abonnements
 
TABLET & SMARTPHONE APPS
Bald erhältlich
Get it on Google Play

Deutschland

Ähnliche Artikel

  • Der Raspberry Pi 3 Model B im Detail

    Viele Raspberry-Fans wünschten sich für die nächste Generation des Mini-Computers USB 3.0, SATA-Schnittstelle und Gigabit-Ethernet. Dies alles bietet der Raspberry Pi 3 nicht, dafür aber WLAN, Bluetooth und eine schnelle 64-Bit-CPU.

  • Raspberry Pi 3 im ersten Test

    To Pi or not to Pi – das ist hier die Frage: Für wen lohnt es sich, jetzt schon zum brandneuen Raspberry Pi 3 zu greifen?

  • Pi Zero W: Mini-RasPi mit WLAN und Bluetooth

    Trotz fehlender Netzwerkanbindung fand der 5-Dollar-Computer Raspberry Pi Zero reißenden Absatz. Der Pi Zero W legt nun mit WLAN und Bluetooth das nach, was sich viele Fans schon lange wünschten.

  • Erweiterungen für den Raspberry Pi

    Findige Tüftler spendieren dem Raspberry Pi nützliche bis kuriose Hardware-Erweiterungen. Der Artikel liefert eine Übersicht der wichtigsten Zusatzplatinen und gibt Einblick in die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des ARM-Winzlings.

  • Die Kodi-Distributionen OpenELEC und Xbian im Vergleich

    Das Kodi-Mediacenter gibt es für Windows, Mac und Linux. Auch auf Android, iOS oder Apple-TV ist die Software zu Hause. Soll ein Raspberry Pi die Funktion eines kosten- und stromsparenden Mediacenters übernehmen, dann greifen Sie am besten zu einer Kodi-Distribution wie OpenELEC oder Xbian.

Aktuelle Ausgabe

12/2018
Coole Projekte

Diese Ausgabe als PDF kaufen

Preis € 7,99
(inkl. 19% MwSt.)

Stellenmarkt

Neuigkeiten

  • Bytes und Beats

    In Sonic Pi können Sie mit wenigen Codezeilen Klänge manipulieren, Beats zusammenstellen und ganze Songs komponieren.

  • Klein, aber fein

  • Trick or treat

    Das traditionelle RPG-Gruselkabinett glänzt dieses Jahr mit einer innovativen Umsetzung mittels Pneumatik und Elektropneumatik sowie ST-Programmierung.

  • Unter Kontrolle

    Traditionell stellen wir alljährlich ein selbst gebautes Halloween-Gespenst vor. Die pneumatischen und elektronischen Grundlagen erklärt dieser Artikel.

  • Go Pi Go!

    Der Bausatz GoPiGo3 liefert Bauteile und Software für ein kleines Roboterauto. Zusammen mit einem RasPi als Gehirn programmieren Sie den Roboter per Mausklick.

  • Handlicher Helfer

    Während die Folien der Präsentation durchlaufen, liefert ein kleiner Dokumentenserver auf Basis des GL-AR300M-ext zusätzliche Informationen aus.

  • Wiederverwertet

    Mithilfe eines einfachen Python-Programms recyceln Sie ein ausgedientes Smartphone als drahtlos angebundenes RasPi-Display.

  • Herzenssache

    Steigt beim Krimi der Herzschlag bedrohlich an? Mit einem Pulsmesser in Eigenbau ermitteln Sie einfach und kostengünstig, ob der Herzschlag noch in verträglichen Bereichen liegt.

  • Fernbedient

    Mit der Fernbedienung den RasPi steuern. In der Theorie möglich, in der Praxis oft beschwerlich. Die Libcec liefert praktische Tools zur Fehlersuche.

  • Musikwürfel

    Mit Musikcube machen Sie Ihre eigene Sammlung fit fürs Streamen. Der terminalbasierte Audioplayer lässt sich Fernsteuern und bietet eine App für Android-Smartphones.