Raspberry Pi in Betrieb nehmen

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Auf dem Schreibtisch liegt ein Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (RPi), der als Ziel über WLAN, ohne Tastatur und Bildschirm über eine SSH-Verbindung und VNC Viewer mit macOS auf einem Mac gesteuert werden soll. Dazu sind diverse Schritte notwendig, die in chronologischer Reihenfolge hier notiert wurden.

NOOBS (New Out Of Box Software)

Mit dem Installationsassistenten NOOBS soll für Linux der Schrecken der Installation genommen werden. Damit lassen sich Raspbian, Arch Linux, Pidora, Raspbmc, OpenELEC und weitere Betriebssysteme auf dem Raspberry Pi mittels eines Auswahlmenüs installieren.

Auf der SD Karte sind zwei Partitionen Boot und Recovery mit den notwendigen Dateien vorhanden. Alle Dateien sind auf eine HDD eines anderen PCs als Backup zu kopieren. Es kann ja immer etwas passieren … Die Installation mittels NOOBS ist nur möglich mit angeschlossenem Bildschirm (HDMI), Maus (USB) und Tastatur (USB) am Raspberry Pi 3 Model B! Da ich NOOBS wegen der fehlenden USB-Tastatur nicht nutzen konnte, wird hier die Installation von Raspbian (2018-04-18-raspbian-stretch) beschrieben.

SD Card Formatter

Jede neue SD-Karte lasse ich durch den offiziellen SD Card Formatter laufen. Damit kann man auch gut feststellen, ob die angegebene Lesegeschwindigkeit und Lese- und Schreibzugriffe in Ordnung sind. Von 3 gekauften SD-Karten hatte eine eine sehr schlechte Schreibgeschwindigkeit und damit unbrauchbar.

  1. SD Card Formatter von Webseite herunterladen und auf Mac installierenSD Card Formatter starten “Overwrite format”

Raspbian Betriebssystem auf microSD-Karte flashen

Das Betriebssystem Raspbian, eine Linux Distribution kann man von der Webseite Raspberry.org auf den Desktop PC herunterladen und das ZIP-Archiv entpacken, was zu einem …-raspbian-stretch.img führt. Da diese knapp 5 GB Datei nicht auf die SD Karte, die mit MS-DOS Dateisystem FAT32 formatiert ist, direkt zu kopieren ist, benötigt man dafür ein Hilfsprogramm für macOS Etcher. Die Software schreibt die img-Datei auf die SD Karte und prüft anschließend das Gelesene mit dem Geschriebenen. Anschließend sollte man noch über den macOS Finder über “Informationen” prüfen, ob die Dateien zum Booten auf der SD Karte gespeichert sind.

Anschluss der Raspberry Pi Hardware

  1. Die microSD-Karte stecke ich den RPi Kartenschacht mit Schrift nach unten.
  2. Der RPi wird mit einem LAN-Kabel und dem heimischen Router, zum Beispiel Fritz!Box, verbunden.
  3. Ein HDMI-Kabel wird verbunden zwischen RPi und Monitor.
  4. Eine Maus an einen USB-Port angeschlossen.
  5. Da ich kein Netzteil (Ausgang: 5V, 2,5 Amp) habe, verbinde ich das USB-Kabel mit dem Micro-USB (Energieversorgung) am RPi und meinem mit Spannung versorgtem USB-Hub.

Jetzt müsste der RPi starten und am Bildschirm eine grafische Oberfläche mit einem Menü anzeigen.

Raspbian OS konfigurieren

Im ersten Menü, ganz links findet man “Preferences > Raspberry Pi Configuration”. Hier werden per Maus einige Grundeinstellungen, zum Beispiel Sprache, Zeitzone, Schnittstellen aktivieren SSH, Kamera, VNC-Server etc. vorgenommen. Nicht vergessen sollte man unter dem Punkt Tastatur und Maus die Auswahl des Keyboard Layouts nach Land und Variante!

Nutzung Apple Wireless Keybord mit RPi

Da ich keine Tastatur mit USB-Anschluss mehr habe, musste ich zum Ändern des RPi Passwortes eine Apple Wireless Keyboard verwenden. Auf der oberen Zeile der Grafikoberfläche des RPi findet sich rechts das Bluetooth-Symbol, klick, dann erscheinen die Menüeinträge. Gewählt wird “Add Device”. Über den Connect-Befehl an der Tastatur wird der Kontakt zum RPi aufgenommen und wenn das Tastatursymbol erscheint, nach Eingabe einer vom RPi vorgegebenen Kennung, sollte die Verbindung bestätigt werden. Manchmal sind mehrere Versuche notwendig bis die Verbindung steht.

Nun muss man mittels Tastatur über das Menü -> Einstellungen -> RPi-Konfiguration das Standard-Passwort nach eigener Wahl ändern (Sicherheit gegen fremden Zugang).

SSH-Verbindung zum Apple macOS aufbauen und nutzen

Der RPi muss über den Router per LAN-Kabel über das gleiche Netzwerk angesprochen werden können. SSH (Secure Shell) ist eine verschlüsselte Netzwerkverbindung, mit der man die Verbindung zu einem entfernten PC nutzen kann. Der Vorteil von SSH ist, dass in unserem Fall der RPi nicht an einen Bildschirm angeschlossen sein muss und wir später über macOS und die Terminal.app und eine am Mac angeschlossene Tastatur die Befehle zur Steuerung des RPi eingeben können.

Die Ermittlung der IP-Adresse des angeschlossenen RPi wird vom DHCP-Server des Routers zugewiesen. Am besten wirft man dazu einen Blick in die Weboberfläche des Routers, zum Beispiel Fritz!Box. Dort sind alle im Netzwerk über LAN angemeldeten Geräte samt interner IP-Adresse und Namen zu finden. Sinnvoll ist es, dem RPi immer eine feste IP-Adresse zu zuweisen.

Bekannt sind nun die im eigenen Netzwerk vergebene LAN IP-Adresse, der Benutzernamen (pi) und das vom Nutzer geänderte Passwort, mit dem wir uns über SSH anmelden können.

Im Terminal des RPI oder MAC Terminal.app müssen wir folgende Zeile eingeben:

  1. Befehl: (ssh [benutzer]@[ip] -p [port]) Beispiel: “ssh pi@192.168.xxx.xx -p 22”
  2. Befehl Abmeldung: “logout”

Wenn der der Standard Port 22 genutzt wird, kann “-p 22” bei der Eingabe entfallen.

Daraufhin wird sich der Rechner via SSH mit dem Raspberry Pi verbinden und nach dem vergebenen Passwort (PW) des Benutzers fragen. Die Eingabe des Passwortes wird nicht angezeigt, jedoch nach direkter Eingabe mittels Tastatur vom SSH angenommen. Das PW senden wir mittels “Return” ab. Der Teil „-p 22“ ist nicht zwingend notwendig, da der SSH Standardport 22 ist und folglich nicht definiert werden muss. Wenn man für SSH jedoch einen anderen Port verwendet, kann man diesen über den Parameter -p definieren.

WLAN des RPi 3 mittels Terminal.app (macOS) konfigurieren

Dazu muss der RPI mit dem LAN-Kabel und dem Router verbunden sein. Der RPi 3 Model B ist der erste Raspberry, der ein integriertes WLAN Modul besitzt. Die Anbindung des WLAN Moduls erfolgt nicht über den USB-Hub, sondern über den SDIO-Input und belastet nicht die Geschwindigkeit anderer USB-Geräte. Der RPi muss zur Konfiguration mit dem Ethernet Kabel mit dem Netzwerk verbunden sein und eine SSH-Verbindung aufgebaut werden.

Zunächst muss geprüft welche Netzwerke in Reichweite sind. Die Netzwerke sind absteigend nach Signalstärke geordnet und in der Zeile ESSID findet sich der eigene Netzwerkname, der benötigt wird.

Liste Netzwerke aufrufen mit Befehl: “sudo iwlist wlan0 scan”

Wurde das eigene Netzwerk gefunden, zum Beispiel SSID „wlan-bezeichnung“, so benötigen wir die Verschlüsselung des eigenen WLAN, die man sich schon früher an einer sicheren Stelle notiert hat. Dieser Eintrag muss am Ende der Datei “wpa_supplicant.conf” eingefügt werden.

WLAN des RPi 3 für Start initialisieren

Zum Neustart ohne LAN-Kabel muss der RPi per SSH über WLAN erreichbar sein. Die Datei muss die Bezeichnung des WLANs (SSID) und dessen Passwort enthalten. Dazu ist folgende Vorgehensweise und Datei mit Einträgen notwendig:

  1. microSD Karte nach Herunterfahren dem RPi entnehmen
  2. In SD Karte stecken und auf dem Mac als Laufwerk anzeigen lassen
  3. Im Verzeichnis “boot” ist die Datei wpa_supplicant.conf zu ergänzen:
    # Datei wpa_supplicant.conf in der Boot-Partition (Raspbian Stretch)
    country=DE #omit if US
    ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
    update_config=1
    network={
    ssid=”wlan-bezeichnung”
    psk=”MeinSuperGeheimesPasswort”
    key_mgmt=WPA-PSK
    }

Die Datei wpa_supplicant.conf enthält jetzt die WLAN-Konfiguration. Sie wird beim ersten Start des Raspberry Pi in das Verzeichnis /etc/wpa_supplicant kopiert. Die microSD-Karte im Adapter wird aus dem MAC Karten-Leser ausgeworfen.

Nach dieser Konfigurationsänderung kann der RPi ausgeschaltet werden, das LAN-Kabel wird getrennt und mit eingelegter microSD-Karte wir er dann dann gestartet. sind alle Daten richtig gespeichert, muss sich der RPi über WLAN mit dem Internet bzw. wieder über SSH mit dem Mac verbinden. Das Ethernet Kabel kann entnommen werden.

Rasbian Ordner und Dateien im Mac Finder anzeigen

Bei der zukünftigen Arbeit ist es sehr hilfreich die Ordner und Dateien auf der microSD Karte des RPi im Mac Finder anzeigen zu lassen. Dazu muss auf dem RPi noch das Programm „Netatalk“ installiert werden:

  1. Terminal.app öffnen und mit “ssh pi@…” anmelden
  2. Befehl zur Installation: “sudo apt-get install netatalk”
  3. Warten, da einige Infos generiert werden
  4. Installation abgeschlossen: “sudo reboot”

Sobald der RPi wieder betriebsbereit ist und sich im gleichen Netzwerk wie der Mac befindet, sollte im Finder unter “Netzwerk” das Laufwerk “raspberrypi” mit dem “Home Directory”, seinen Ordnern und Dateien erscheinen.