Grote softwareprojecten met de Raspberry Pi

Alle Infos rund um den Raspberry Pi sowie Anleitung zur Benutzung als Desktop-PC, Retro-Spielekonsole, Medienplayer und eigenes NAS.

Grote softwareprojecten met de Raspberry Pi

Raspberry Pi 3 Modell B
  1. Tijdschrift
  2. »
  3. Artikel
  4. »
  5. Software
  6. »
  7. Grote softwareprojecten met de Raspberry Pi

De single-board computer Raspberry Pi is al meer dan 12 miljoen keer verkocht en inspireert zowel studenten en hobbyisten als ontwikkelaars en computerfans over de hele wereld. Met de Raspberry Pi 3 Model B haal je voor ongeveer 30 euro een bijna volwaardige computer in huis, die ook zonder technische studie geschikt is voor diverse projecten in de huiselijke omgeving. In het volgende artikel zullen we de Raspberry Pi en zijn mogelijkheden kort introduceren en vervolgens vier projecten beschrijven die door iedereen gemakkelijk kunnen worden uitgevoerd: als vervanging of aanvulling van een desktop PC, als retro game console, als mediacenter en speler en tot slot als NAS.

  • Je leert basiskennis over de Raspberry Pi met kooptips voor hardware en accessoires.
  • Met de basiskennis gaan we in op de vraag hoe je de Raspberry Pi kunt gebruiken als desktop client of NAS.
  • De focus van het artikel ligt op het opzetten van de Raspberry Pi als een retro game console samen met een geschikte case en controller.

Raspberry Pi – een microcomputer verovert de wereld

In 2012 lanceerde de “Raspberry Pi Foundation” voor weinig geld de Raspberry Pi microcomputer met als doel jongeren in Engeland te inspireren om informatica te studeren door kopers hun eerste ervaring met programmeren en experimenteren met de Raspberry Pi te geven. De verantwoordelijken voor het project waren meer dan verrast door de wereldwijde vraag en het succes. Met de introductie van de Raspberry Pi creëerden zij een fancommunity en beweging tot ver buiten de schoolomgeving.

Waar komt de naam Raspberry Pi vandaan?

Volgens informatie van de Stichting wilden ze een vrucht in de naam (zoals appel, abrikoos, kers of braam) en besloten ze tot de framboos. De PI in de naam komt van de programmeertaal Python en de Python-interpreter.

De belangstelling voor de Raspberry Pi blijft onverminderd groot. Sinds de introductie, dus in de eerste vijf jaar, zijn er al meer dan 12 miljoen stuks verkocht en de vraag blijft onverminderd groot. Dit betekent dat de Raspberry Pi zelfs de legendarische Commodore 64 zou kunnen overtreffen, die vandaag nog steeds wordt beschouwd als “de” thuiscomputer, en die in de jaren 80 en begin jaren 90 ook veel hobbyisten en ontwikkelaars inspireerde.

Er zijn vele redenen voor het succes van de Raspberry Pi. Enerzijds worden veel kopers aangetrokken door de lage instapprijs van 20 euro voor het Raspberry Pi Zero-model, en anderzijds door de mogelijkheid om de Raspberry Pi op een zeer veelzijdige manier te gebruiken en te knutselen.

Het apparaat wordt gebruikt als pure computer met verschillende besturingssystemen of speciaal aangepaste distributies, zoals we verderop in dit artikel presenteren. Vooral scholieren, studenten en geïnteresseerde hobbyisten gebruiken de Raspberry Pi voor de meest uiteenlopende taken.

Op de homepage van de Raspberry Pi staan duizenden getuigenissen op het blog over wat je met de hardware en een beetje knutselen kunt doen: Huisautomatisering, besturing van robots, endoscoop, onderwatercamera, automatische voederbak, automatische bewatering van planten, weerballon, Bluetooth-ontvanger voor analoge stereosystemen of actieve luidsprekers, 360-gradencamera en zelfs complete notebooks of tablets.

De Duitse website https://tutorials-raspberrypi.de/ presenteert enkele van de projecten in detail.

Wie echt een toegewijde hobbyist is, kan de Raspberry Pi ook uitrusten met nieuwe zelfgemaakte accessoires. Zo kun je met een beetje werk de apparatuur die je nodig hebt individueel bouwen. Naast het juiste ontwerp voor de digitale en analoge massaverbindingen moet u er echter op letten dat uw printplaat compatibel is met de Pi. Hiervoor is bijvoorbeeld een aansluiting geschikt die gesoldeerd of in de nuttige GPIO-pinnen gestoken kan worden.

Programmeerbare GPIO-pinnen

Wat zijn GPIO-pinnen van de Raspberry Pi?

Een succes voor de Raspberry Pi is zijn programmeerbare interface, die ook wel GPIO (General Purpose Input/Output) pinnen worden genoemd. Deze dubbelrijige pin header, 40 pinnen in totaal op het Raspberry Pi 3 model, levert niet alleen verschillende spanningen van 3,3 of 5 volt en grond, maar kan ook direct worden aangesproken in vele programmeertalen, zodat specifieke programmering (query state pin X en Y) mogelijk is. Een tutorial voor beginners over het programmeren van de Raspberry Pi is hier te vinden.

Veel van de projecten kunnen zo goed worden uitgevoerd met de Raspberry Pi omdat deze GPIO-pinnen heeft die, samen met een insteekkaart, kunnen worden gebruikt om alle externe elektrische componenten via eenvoudige programmering te besturen en te bevragen.

Pinbelegung des Raspberry Pi 3
Pinout van de Raspberry Pi 3, beeldbron: Microsoft

De verschillende Raspberry Pi-modellen

De Raspberry Pi bestaat uit een enkel bord en heeft alle benodigde componenten zoals ARM CPU, RAM, controller voor verbindingen etc. direct geïntegreerd. De Raspberry Pi is echter verkrijgbaar in twee versies met verschillende vereisten en verschillende uitrusting.

Raspberry Pi Zero (W)

De kleinste en goedkoopste versie is de Raspberry Pi Zero, die al voor 20 euro verkrijgbaar is. De RAM-uitrusting (512 MB RAM), de CPU-prestaties (1 GHz) en de interfaces zijn echter het slachtoffer van de lage prijs. De Raspberry Pi Zero heeft geen LAN, WLAN of Bluetooth en heeft ook geen GPIO-connectorstrip, alleen lege pinnen om te solderen of direct in te steken. De USB-interface is alleen bereikbaar via MicroUSB en de HDMI-interface via mini-HDMI. Alleen de opvolger PI Zero W komt met WLAN en Bluetooth. Door hun kleine formaat en lage gewicht zijn beide modellen meer geschikt voor knutselprojecten waarin de Raspberry Pi permanent is ingebouwd.

Raspberry Pi Zero
Raspberry Pi Zero

Raspberry Pi 3 Model B

De Raspberry Pi 3 Model B is de opvolger van de modellen PI 1 en PI 2 en biedt niet alleen meer rekenkracht met een 4-core CPU (1200 MHz) en RAM (1 GB), maar ook alle benodigde interfaces en aansluitingen zoals HDMI, 4x USB, LAN, WLAN, Bluetooth, audio analoog, GPIO pinnen via een connector strip, camera aansluiting (CSI) en zelfs een aansluiting voor beeldschermen (DSI), optioneel met touch surface. In de regel wordt deze Raspberry bedoeld als iemand het over een “Raspberry Pi” heeft.

Raspberry Pi 3 Modell B
Raspberry Pi 3 Model B

Raspberry Pi 3 Model B+

Raspberry Pi met USB 3?

De Raspberry Pi, zelfs in de nieuwste variant Raspberry Pi 3 Model B+, is alleen uitgerust met USB 2.0 interfaces. U kunt er ook USB 3.x apparaten op aansluiten. Vanwege de architectuur is de PI momenteel echter niet in staat om bijzonder hoge lees- en schrijfsnelheden te leveren en komt hij uit op 10 tot 30 MByte/sec, afhankelijk van de gebruikte hardware en de CPU- of netwerkbelasting.

Passend voor PI Day op 14.03.2018 presenteerde de Raspberry Pi Foundation de nieuwe Raspberry Pi 3 Model B+.

Ten opzichte van het “normale model B” is de CPU-snelheid verhoogd naar 1400 MHz en daarmee zijn de prestaties iets verhoogd. Daarnaast is de LAN-interface nu Gigabit Ethernet. Hiermee haalt de Raspberry Pi 3 overdrachtssnelheden tot maximaal iets minder dan 310 MBit/sec, dus geen echt Gigabit LAN, want de snelheid wordt nog steeds beperkt door de USB 2.0 poorten. Niettemin is de Raspberry Pi 3 Model B+ tot drie keer sneller op het LAN dan zijn voorganger. De WLAN interface is echter verbeterd en kan nu ook in de 5 GHz band uitzenden. De Bluetooth-verbinding is verhoogd naar Bluetooth 4.2 en met Power-over-Ethernet via een aparte PoE-aansluiting voor inpluggen kan de Raspberry ook in een industriële omgeving bekoren.

POE Hat für den Raspberry Pi 3 Modell B+, Bildquelle raspberrypi.org
POE Hat voor de Raspberry Pi 3 Model B+, beeldbron raspberrypi.org

Aangezien de afmetingen en aansluitingen identiek zijn aan die van de PI 3 B, kunnen hardware en uitbreidingen verder gebruikt worden. De Raspberry Pi Model B+ wordt verkocht voor iets minder dan 40 euro en zal op middellange termijn het vorige Model B van de PI 3 vervangen. Wie dus behoefte heeft aan snellere netwerkprestaties, moet het verbeterde model B+ aanschaffen.

Raspberry Pi Model 4

Medio 2019 introduceerde de Raspberry Pi Foundation onverwacht de nieuwe Raspberry Pi 4. De nieuwe minicomputer biedt verschillende vernieuwingen en verbeteringen ten opzichte van zijn voorganger, de Raspberry Pi 3 Model B+:

Raspberry PI 4
Raspberry Pi 4, beeldbron: Raspberry Pi Foundation

Ten eerste is de vorige processor BCM2387B0 vervangen door een snellere CPU. De nieuwe Broadcom BCM2711B0 Quad Core A72 klokt in op 1,5 GHz met hetzelfde stroomverbruik en overtreft duidelijk de prestaties van zijn voorganger. Samen met de VideoCore VI grafische eenheid met snellere geheugenaansluiting kan de Raspberry Pi 4 nu ook 4K-video’s in HEVC (H.265) afspelen. Het videomateriaal wordt nu uitgevoerd via twee micro HDMI-interfaces met maximaal 4K (3840 × 2160), die tegelijkertijd kunnen worden aangestuurd. Bij gebruik van slechts één beeldschermaansluiting is de uitvoer mogelijk met 60 fps (frames per seconde), bij twee schermen alleen met 30 fps.

Ook nieuw is de variabele RAM-uitrusting van de Raspberry Pi 4, die beschikbaar is met 1 GB, 2 GB of zelfs 4 GB RAM. De netwerkinterface is nu aangesloten via snel Gigabit Ethernet, WLAN is met de 802.11ac standaard (2,4 en 5 GHz). In eerste benchmarks werd de Raspberry Pi 4 tot vijf keer sneller gecertificeerd voor Ethernet (115 MB lezen, 205 MB schrijven) dan zijn voorganger, de Raspberry Pi 3b+ (31/23). De WLAN prestaties daarentegen zijn beheersbaar en komen uit op 8 MB/s, wat te danken is aan de kleine antenne op het bord. De twee USB 2.0 poorten zijn aangevuld met twee USB 3.0 poorten, die nu een veel hogere overdrachtssnelheid halen. Bovendien is Bluetooth versie 5.0 nu inbegrepen.

De stroomaansluiting is nu gerealiseerd via een USB-C aansluiting, waardoor nieuwe voedingen of een adapter nodig zijn. Bovendien moet de nieuwe voeding 15 watt (5V, 3 A) kunnen leveren, wat de Raspberry Pi Foundation ook als aanvulling aanbiedt. Alleen als u geen externe apparaten op de USB-poorten aansluit, volstaat een oude voeding met slechts 2,5A.

Nieuwe behuizingen nodig voor Raspberry Pi 4: Door de gewijzigde printplaatindeling en nieuwe aansluitingen passen de behuizingen die eerder voor de Raspberry Pi serie 3 werden aangeboden niet meer. Daarom moet u bij het overstappen niet alleen een nieuwe voeding kopen, maar ook een nieuwe behuizing.

De prijzen zijn niet veranderd voor het instapmodel met 1 GB RAM en beginnen bij ongeveer 40 euro. Voor de grotere variant met meer RAM rekent de fabrikant slechts ongeveer 10 euro extra, een eerlijke deal.

Vergelijking van de verschillende Raspberry Pi-modellen

Model Zero Model Zero W Model Pi 3 B Model Pi 3 B+ Model Pi 4
Systeem op een chip BCM2835 BCM2835 BCM2837 BCM2837B0 BCM2711
CPU ARM1176JZF-S ARM1176JZF-S ARM Cortex-A53 ARM Cortex-A53 ARM-schors-A72
Aantal kernen 1 1 4 4 4
Klok 1000 MHz 1000 MHz 1200 MHz 1400 MHz 1500 MHz
RAM 512 MB 512 MB 1024 MB 1024 MB 1GB, 2GB, 4GB
Aansluitingen
USB 2.0 1 micro 1 micro 4 4 2
USB 3.0 2
HDMI Mini HDMI Mini HDMI HDMI Type A HDMI Type A 2x Micro-HDMI
LAN geen geen 10/100 MBit 10/100/1000 MBit met max. 310 MBit 10/100/1000 MBit met max. 925 MBit
WLAN geen 2,4 GHz, b/g/n 2,4 GHz, ac 2,4/5 GHz, ac 2,4/5 GHz, ac
Bluetooth geen nee BT 4.1 BT 4.2 BT 5.0
PINS 40 40 40 met pin header 40 met pin header 40 met pin header
Audio analoog geen nee 3,5 mm aansluiting 3,5 mm links 3,5 mm aansluiting
Camera-aansluiting (CSI) ja ja ja ja ja
Beeldschermaansluiting (DSI) geen nee ja ja ja
Afmetingen 65x31x5 mm 65x31x5 mm 93×63,5×20 mm 93×63,5×20 mm 93×63,5×20 mm
Prijs Amazon (11/19) 20 Euro 25 Euro 45 Euro 40 euro 40 Euro

Noodzakelijke accessoires en mogelijke uitbreidingen voor de Raspberry Pi 3

Voeding voor Raspberry Pi

Voor de Raspberry Pi 3B heb je een voeding nodig met een MicroUSB-stekker. De voeding moet 2,5 ampère bij 5 volt kunnen leveren voor de PI3. De officiële voeding voor de PI is te herkennen aan “raspberry” en bevat ook adapters voor 4 landspecifieke stekkers (EU, UK, etc.).

offizielles Netzteil für den PI, Bildquelle: raspberrypi.org
officiële voeding voor de PI, beeldbron: raspberrypi.org

Als alternatief kan de Raspberry Pi ook tijdelijk werken met een powerbank. Deze moet wel een uitgangsvermogen van 6 V bij 2,5 tot 3 ampère kunnen leveren en een voldoende hoge capaciteit van 20000mAh hebben. Wij hebben zeer goede ervaringen met de 20000mAh 3 powerbank van Coolreall met drie USB-uitgangen.

HDMI-kabel en SD-kaart

De Raspberry Pi heeft een microSD kaart nodig als dataopslag in plaats van een harde schijf. Met een grootte van 16 GB zit je aan de veilige kant, voor grote projecten met meer data (bijv. retro console) kan het ook 32 GB capaciteit zijn. De snelheid van de kaart moet klasse 10 zijn. Snellere kaarten hebben nauwelijks zin voor de Raspberry Pi 3, omdat de datadoorvoer van de Raspberry Pi momenteel beperkt is tot ca. 25 MB/sec. Geschikte kaarten, bijv. Intenso Micro SDHC 16GB Class 10 geheugenkaart incl. SD-adapter, zijn verkrijgbaar voor iets minder dan 8 euro.

microSD Karte
microSD kaart met adapter, door Jacek Halicki – eigen werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39430515

Om verbinding te maken met een scherm heb je ook een standaard HDMI-kabel van voldoende lengte nodig, zoals de 1,8 meter HDMI-kabel van AmazonBasics.

Muis en toetsenbord

De Raspberry Pi biedt een standaard interface met USB, die zowel bedrade als draadloze muizen en toetsenborden accepteert. Goedkope combinatiesets met een draadloze zender werken heel goed met de Raspberry Pi en vereisen geen extra stuurprogramma’s. Omdat de Raspberry Pi 3 ook Bluetooth heeft, kun je zo’n toetsenbord en muis ook koppelen met het systeem, maar meestal pas na een tussenstap met een “gewoon” toetsenbord.

Behuizing voor de Raspberry Pi

Om de Raspberry Pi niet altijd “open” te gebruiken, is een behuizing aan te bevelen. De Raspberry Pi 3 Case, die al in veel starterkits zit, is ook los verkrijgbaar in diverse kleuren vanaf ongeveer 6 euro. Het heeft echter één nadeel: er ontbreekt een aan/uit-schakelaar.

Raspberry Pi 3 Case
Raspberry Pi 3 Case, beeldbron: Raspberrypi.org

Je kunt hem altijd loskoppelen, maar dit zal waarschijnlijk de connector op middellange termijn beschadigen, of een schakelbare contactdoos/voeding gebruiken. Een behuizing met een aparte aan/uit-schakelaar zou echter ook ideaal zijn, zoals aangeboden door tal van fabrikanten, bijvoorbeeld de Retroflag NESPi CASE voor net geen 20 euro of een Raspberry Pi 3 behuizing met een voeding en aan/uit-schakelaar.

Broodplankje voor elektronische componenten

Met de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi kun je elektronische componenten aansturen via de connectorstrip. Er zijn breadboards in de handel die rechtstreeks elektronische componenten bevatten zoals LED’s, sensoren, weerstanden, transistors, etc. De boards kunnen op hun beurt worden aangesloten op de connectorstrip met de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi. De printplaten kunnen op hun beurt worden aangesloten op de connectorstrip van de Raspberry Pi, waardoor sleutelen en programmeren veel gemakkelijker wordt. Plug-in boards met een startset van elektronische componenten en jumper kabels zijn al verkrijgbaar vanaf 15 euro.

GPIO Steckbrett
Raspberry Pi, GPIO aangesloten via insteekkaart, image copyright: https://www.flickr.com/photos/rigasw/

Raspberry Pi Starter Set

Je kunt de Raspberry Pi 3 Official Desktop Starter Kit kopen voor net geen 58 euro, die het volgende bevat

  • de Raspberry Pi 3 Model B
  • een 16 GB klasse 10 MicroSD-kaart en adapter met voorgeïnstalleerd besturingssysteem
  • de officiële Raspberry Pi 3 behuizing
  • de officiële Raspberry Pi-voeding

en is iets goedkoper dan wanneer je de onderdelen apart koopt.

Raspberry Pi Starter Kit
Raspberry Pi Starter Kit

Uitbreidingen voor de Raspberry Pi

Rond de Raspberry Pi heeft zich een enorme markt voor accessoires en uitbreidingen ontwikkeld. Meestal worden ze alleen aangesloten op de aansluitstrip van de Raspberry Pi (PI HAT) of aangesloten op de connector voor camera’s of displays. Er is keuze uit displays van 5 tot 10 inch, ook met een aanraakoppervlak, uitbreidingen voor betere audiomogelijkheden zoals HiFiBerry, Sense HAT met sensoren voor bijvoorbeeld weerstations, of uitbreidingen voor het aansluiten van mSATA SSD als massaopslag en nog veel meer.

Wat is een PI HAT?

De interface boven de GPIO-connectorstrip heet een PI HAT, en de bovenbouw is meestal niet groter dan de Raspberry zelf.

Ingebruikname van de Raspberry Pi

De Raspberry Pi heeft een besturingssysteem nodig om op te starten. Hoewel opstarten via USB of het netwerk in principe ook mogelijk is, zou opstarten via een SD-kaart de regel moeten zijn.

SD Formatter
SD Formatter

Bestandssysteem voor geheugenkaarten: De microSD-geheugenkaarten moeten worden geformatteerd in FAT32 als bestandssysteem. Je kunt het formatteren ook onder Windows doen, maar de SD Formatter van de SD Association heeft zich hiervoor bewezen.

Op de homepage van raspberrypi.org staat bij de downloads “NOOBS”, wat staat voor New Out Of Box Software. Download de offline versie en pak de inhoud uit in een map. Kopieer vervolgens alle bestanden in het archief naar de eerder geformatteerde geheugenkaart in FAT32 formaat met de naam “BOOT” of “RECOVERY”.

NOOBS
NOOBS

De Raspberry Pi kan dan opstarten vanaf deze SD-kaart en stelt zelf het Raspbian besturingssysteem in.

Raspbian is de eerste keuze voor de eerste contacten met de Raspberry Pi, omdat het besturingssysteem speciaal is toegesneden op hobbyistische computers en, vooral op het gebied van programmeren, alles biedt wat je nodig hebt om serieus kennis te maken met de besturingsmogelijkheden van de GPIO-pinnen.

Raspian
Raspbian

Onder programmering vindt u onder andere

  • Python
    de favoriete programmeertaal voor de Raspberry Pi
  • Scratch
    een visueel programmeerprogramma dat ook animaties toelaat
  • Sonic PI
    een programmeeromgeving voor het maken van muziek en geluiden,

die allemaal ook toegang hebben tot de GPIO pinnen.

Raspian Programmierung
Raspbian programmeren

Daarnaast biedt Raspbian ook internetprogramma’s zoals een webbrowser, LibreOffice en enkele andere toevoegingen. Het scala aan functies van Raspbian kan nog worden uitgebreid.

Raspian erweitern
Raspbian uitbreiden

Raspbian op het Windows bureaublad: Als u liever eerst op uw pc vertrouwd raakt met Raspbian en de ontwikkelomgevingen, kunt u ook Raspberry Pi Desktop downloaden als live-cd en deze draaien in een virtualiser zoals VMware Workstation Player of VirtualBox.

Zelf geselecteerde besturingssystemen installeren

Als je meer ervaring hebt of andere systemen dan Raspbian wilt gebruiken, kun je ook de Etcher-tool gebruiken om images van de systemen rechtstreeks op de kaart te schrijven. Download hiervoor het gewenste systeem van de downloadpagina raspberrypi.org, zoals Raspbian voor ontwikkeling en programmeren, Ubuntu MATE als desktopsysteem, LibreELEC met Kodi als mediaspeler of Windows 10 IoT Core, en schrijf het image na het uitpakken met Etcher naar een SD-kaart.

Etcher
Etcher

Als alternatief voor Etcher kun je ook de Win32 Disk Imager gebruiken, maar die moet vooraf geïnstalleerd worden, terwijl Etcher ook draagbaar gebruikt kan worden.

Win32 Disk Imager
Win32 Disk Imager

De Raspberry Pi gebruiken als desktop PC

Aangezien de Raspberry Pi 3 Model B in feite een volwaardige computer is, ligt het gebruik ervan als desktopvervanger voor de hand. Qua prestaties kan de Raspberry Pi 3 de huidige pc-systemen niet bijhouden, maar hij is wel sneller dan de oude Atom-netbooks, die zelfs Windows 7 draaiden. Voor eenvoudige kantoortaken, surfen, eenvoudig beeldbeheer en muziek- en videostreaming zijn de prestaties van de Raspberry Pi voldoende.

Het eerder genoemde Raspbian of het wat chiquere Ubuntu MATE hebben zich bewezen als besturingssysteem. Mits je nog een heel gewone printer hebt, staat niets eenvoudig surfen, office en entertainment in de weg.

Ubuntu MATE
Ubuntu MATE

Het bleek een probleem te zijn dat de Raspberry Pi geen “aan/uit” schakelaar heeft en dat de systeemtijd telkens opnieuw moest worden ingesteld als hij van de voeding werd losgekoppeld. Bovendien kan de harde schijfopslag alleen nuttig worden uitgebreid via externe USB-schijven.

Passende behuizing met voedingsschakelaar, gebufferde systeemklok en SSD-aansluiting

Voor gebruik als desktop-pc is de PI Desktop Enclosure Kit een goede keuze. De ELEMENT14 Pi Desktop Computer Kit is bijvoorbeeld verkrijgbaar bij Amazon voor net geen 64 euro. Het verpakt de Raspberry Pi in een chique minikast met een aan/uit-schakelaar en een reset-knop. Daarnaast kan een SSD-schijf worden aangesloten op het geïntegreerde HAT-bord met mSATA-interface (optioneel, anders wordt nog steeds de geheugenkaart gebruikt) en zorgt een RTC-module ervoor dat de tijd en datum ook na het loskoppelen van de voeding behouden blijven. Om ervoor te zorgen dat de aan/uit-schakelaar netjes eindigt en de RTC altijd de juiste tijd doorgeeft, moet u de Applications Library van de website van de fabrikant downloaden en installeren. De download bevat ook een script waarmee u de installatie van een SD-kaart naar een mSATA SDD kunt overbrengen.

PI Desktop, Bildquelle: Element 14
PI Desktop, beeldbron: Element 14

Uitgeprobeerd: Op Heise.de is een veldrapport te vinden over de PI Desktop Kit.

Raspberry Pi als retro spelcomputer

Retro consoles en retro computers zijn weer in de mode. Nadat Nintendo met succes de NES en SNES opnieuw lanceerde in een miniversie, die binnen zeer korte tijd wereldwijd was uitverkocht, springen nu ook andere fabrikanten weer op de kar. De Sega Mega Drive ligt in de winkels als de Sega Mega Drive Flashback HD met 82 games, en de oude traditionele naam “Atari” komt weer tot leven in de aangekondigde Ataribox met een “burl wood” afwerking.

Het nieuwste voorbeeld is “The C64 Mini”, een eerbetoon aan de oude “brooddoos” in een minikast met een bijpassende retro joystick en 64 voorgeïnstalleerde spellen. De mini brooddoos The C64 Mini gaat eind maart 2018 in de verkoop voor net geen 80 euro.

The C64 Mini: Bildquelle: KochMedia
De C64 Mini: Beeldbron: KochMedia

Helaas is het toetsenbord alleen “deco”, dus je moet nog steeds een USB-toetsenbord aansluiten op de C64 Mini. Ook is het de vraag of je de mini brooddoos kunt uitbreiden met eigen spellen.

Emulators voor alle systemen en platforms, ook voor de Raspberry Pi

Aangezien het emuleren van oude computers en consoles geen grote moeite meer kost en er voor alle platforms en systemen overeenkomstige emulators beschikbaar zijn, heeft de fancommunity rond de Raspberry Pi zich ook met het onderwerp beziggehouden. Het resultaat is momenteel drie distributies: RetroPie, Recalbox en Lakka. Alle drie de distributies zijn gebaseerd op de open source projecten Libretro en Retroarch, die alle bibliotheken leveren voor het emuleren van de meeste systemen, zoals NES, SNES, Atari 2600, Megadrive/Genesis, 3do, Atari Jaguar, Atari Lynx, Dremcast, Famicon, Game Boy, GameCube, Intellivision, MasterSystem, MESS, Nintendo DS, Nintendo 64, Playstation 1 en 2 en nog veel meer.

We hebben besloten de distributie RetroPie te gebruiken voor het project Retroconsole, omdat het heel gemakkelijk is om deze uit te breiden met andere systemen zoals de C64 of Amiga enz. die niet in Libretro zijn opgenomen. Bovendien is de documentatie voor RetroPie voorbeeldig. Welke distributie je gebruikt is in principe irrelevant. Als alleen consoles moeten worden geëmuleerd, raden we Recalbox aan, omdat het volledig zonder toetsenbord kan worden bediend.

Voordat we beginnen, ontbreekt echter nog het echte retrogevoel.

Behuizing en joystick, gamepad

Voor ons “retro console” project kozen we voor de Retroflag NESPi CASE voor net geen 20 euro, die niet alleen een aan/uit schakelaar heeft, maar ook een resetknop retrofileert. Bovendien zijn twee USB-poorten open en twee verborgen achter een klep aan de voorkant, samen met de LAN-poort aan de voorkant. De case is gemodelleerd naar de SNES en is zeer goed gemaakt voor het geld. Er wordt zelfs een passend gereedschap meegeleverd om de Raspberry Pi in de case te schroeven.

Nespi Case für den Raspberry Pi 3, Abmessungen 9,35 x 11,95 x 4,15 Zentimeter
Nespi Case voor de Raspberry Pi 3, afmetingen 9,35 x 11,95 x 4,15 centimeter

Wat nog ontbreekt is het juiste invoerapparaat. Passend bij de stijl hebben we gekozen voor de legendarische Competition Pro van Speedlink, die ook verkrijgbaar is in een USB-versie met 4 individueel toewijsbare knoppen.

Retro pur: COMPETITION PRO USB, Bildquelle: Speedlink
Pure retro: COMPETITION PRO USB, Beeldbron: Speedlink

Door de grote vraag is de stick echter zelden verkrijgbaar en wordt hij verhandeld voor prijzen tot 60 euro. Een prijsvergelijking loont dus de moeite. Kinderen van de jaren 80 zullen echter genieten van het vertrouwde uiterlijk en het kenmerkende geklak van de microschakelaars.

De controller is echter alleen interessant voor oude 8- en 16-bit PC-spellen, aangezien bijna alle consoles controllers hebben met meer dan 4 knoppen.

Wie nog oude controllers van de SNES, NES of Megadrive heeft, kan die gewoon blijven gebruiken met geschikte USB-adapters, die bijvoorbeeld op Amazon verkrijgbaar zijn.

Heb je al een console zoals de Playstation 4, dan kun je de controllers daarvan zonder problemen blijven gebruiken. RetroPie ondersteunt de DualShock controllers van de PS4 via een kabel, via de DualShock 4 USB Wireless Adapter of via Bluetooth. Om via Bluetooth te koppelen, koppel je de PS4 los van het lichtnet en houd je de knoppen SHARE en PS op de controller ingedrukt terwijl je in RetroPie Setup – Bluetooth Devices Configureert in het menu Register and Connect to Bluetooth Devices.

Bluetooth in RetroPie
Bluetooth in RetroPie

De PS4-controller wordt hier dan weergegeven als een draadloze controller.

RetroPie installeren en instellen

Zoals eerder beschreven heb je alleen de huidige download van het gewenste systeem nodig, in dit geval RetroPie, en Etcher of de Win32 Disk Imager om het systeem naar een microSD-kaart te kopiëren.

Na het plaatsen van de kaart start RetroPie automatisch en stelt zichzelf in. U hebt ook een toetsenbord nodig voor RetroPie wanneer u wijzigingen aanbrengt in de instellingen. Na het opstarten stelt u de controllers in via de RetroPie setup en vervolgens de WLAN- en eventueel Bluetooth-verbinding.

Konfiguration der Gamepads
De gamepads configureren

Andere systemen instellen

RetroPie kan ook emulators integreren die niet zijn opgenomen in de Libretro-bibliotheken. In de documentatie voor RetroPie hebben de ontwikkelaars onder “Emulators” duidelijk de mogelijkheden per systeem beschreven. Voor een emulatie van de C64, bijvoorbeeld, ga je naar de RetroPie setup, dan naar “Manage Packages” en dan naar “Manage optional Packages”. In de volgende lijst heb je een selectie van alle optionele emulators. Voor de C64 selecteer je “VICE” en voor de Commodore Amiga UAE4ARM.

RetroPie Setup
RetroPie Setup

Waar komen de ROMs en disc images vandaan?

Zonder ROM’s van oude spellen of images van oude diskettes of cassettes is de beste emulator nutteloos. Op internet zijn de schatten gemakkelijk te vinden met termen als “Retro Game”, “ROM Retro”, de sites zijn zeer professioneel met recensies van oude spellen, beschrijvingen, downloadtabellen, enz.

BIOS van oude computers: Voor de Commodore Amiga of Atari ST heb je bijvoorbeeld ook de besturingssystemen KickStart of TOS als afbeeldingen nodig. Met “Google” kun je deze ook zonder problemen vinden.

De kwestie van legaliteit is moeilijk te beoordelen. Veel rechthebbenden van de oude spellen bestaan niet meer, ze tonen geen interesse in de grijze markt of de rechten zijn meerdere malen doorverkocht. De spellen worden daarom aangeduid als abadonware. Alleen Sega verkoopt oudere games legaal via Steam. Nintendo daarentegen treedt altijd actief op tegen de distributie van zijn spellen op deze manier. Tenzij je de spellen in het origineel bezit, zou elke download een “piratenkopie” zijn – mits er nog een rechthebbende is.

Abadonware?

De term wordt in de retro-scene meestal gebruikt voor spellen die de fabrikant niet meer distribueert en waarvoor hij geen ondersteuning meer biedt. “Verweesde werken” zou misschien de toepasselijke term zijn. De websites van de retroscene die deze schatten hamsteren, zien zichzelf als archieven van voorbije speldagen en hopen dat de rechthebbenden van toen of zelfs de nieuwe ze zullen zien. Aangezien de sites al zo lang op het net staan, mag men aannemen dat, op enkele uitzonderingen na, geen serieuze poging is ondernomen om deze verspreiding te stoppen.

De spelletjes kopiëren naar de RetroPie

Om RetroPie aan de slag te laten gaan, moet je de spelletjes ernaar toe kopiëren. Dit kan op verschillende manieren:

In het netwerk kun je het rechtstreeks via de Verkenner met \retropie openen. De spellen worden dan in de respectievelijke map van de emulator geplaatst (ze kunnen ook afzonderlijk worden ingepakt). De BIOS-bestanden voor verschillende computersystemen worden daarentegen opgeslagen in de map RetroPie/BIOS/.

Afbeeldingen van oude spelmachines worden het best geplaatst in de map fba voor Final Burn Alpha, die Neo-GEO, Capcom, Konami enz. kan emuleren. Alleen als ze daar niet draaien, moet je je wat meer verdiepen in het hoofdstuk “MAME” in de documentatie.

RetroPi Netzwerk
RetroPi Network

U kunt ook een lege FAT32 geformatteerde USB-stick met de naam “RetroPie” in de USB-poort steken. RetroPie zal dan een mappenstructuur creëren analoog aan die op de microSD-kaart. Verwijder de stick, vul hem met uw afbeeldingen en sluit hem weer aan. RetroPie kopieert dan de bestanden van de stick naar de microSD-kaart.

Als je klaar bent, herstart je de emustatie via het RetroPie-menu (Rustig, Emustatie herstarten) zodat de spelindex opnieuw wordt opgebouwd. Voor alle gevonden spellen wordt de desbetreffende console/PC met het aantal spellen in het hoofdmenu weergegeven.

RetroPie
RetroPie toont de systemen

In de systemen kun je de lijsten verfraaien met de bestandsnamen met behulp van de schraper in het optiemenu, die het internet afzoekt op naam, cover en beschrijving.

RetroPie
Cover met beschrijving via schraper

Echt retro gevoel in tube look

Maar echt retrogevoel krijg je pas als ook de visuals kloppen. De systemen van toen zien er erg pixelig uit op de FullHD- of 4K-schermen van nu. Ook daar is een remedie voor: ga naar het RetroPie hoofdmenu en dan naar de Configuratie-editor. Je kunt dan in het “Tekstmenu” de instellingen voor de Libretro-emulator aanpassen.

Libretro
Libretro

Selecteer in het volgende menu “Standaardopties configureren…”,

Libreto

zet dan Video Shader Enable op “True” en ga naar Video Shader File.

Libretro
Libretro

Er zijn verschillende filters om uit te kiezen. Voor de Raspberry Pi raden we CRT-PI aan, dat alleen de scanlijnen emuleert, of CRT-PI-Curvature, dat ook de kromming van een beeldbuis TV emuleert.

CRT-Filter
CRT-Filter

Normaal links en rechts met scanlijnen:

Scanlines
Scanlines
crt-pi.glslp
crt-pi.glslp
crt-pi-curvature.glslp
crt-pi-curvature.glslp

De F12-toets als redding

Vooral het emuleren van computers lukt niet altijd zonder onderbreking, omdat de emulator schijf 2 geplaatst wil hebben, een andere kickstart versie nodig is of op het toetsenbord de stop/run toets van de C64 ontbreekt, maar de “release intro” absoluut wil, zodat het spel start. De redder in nood is hier de F12 toets. Deze toets start de frontend van de betreffende emulator van derden, zoals Vice voor de C64 of UAE4ARM voor de Amiga.

GUI des Emulators mit F12
GUI van de emulator met F12

Raspberry Pi als mediacentrum met KODI

Ook als mediaspeler en mediacentrum doet de Raspberry Pi het meer dan goed. Ook hier zijn er verschillende distributies om uit te kiezen, zoals OSMC of LibreELEC, dat zich heeft afgesplitst van Openelec en veel beter wordt onderhouden. Alle drie de distributies hebben KODI als kernmediacentrum.

Wij hebben gekozen voor LibreELEC. Download de laatste versie van LibreELEC en speel het opnieuw af met Etcher of de Win32 Disk Imager op een microSD kaart. U kunt ook de LibreELEC USB-SD Creator gebruiken, die Etcher of Win32 Disk Imager overbodig maakt.

LibreELEC USB-SD Creator
LibreELEC USB-SD Creator

Na de installatie plaats je de kaart in de Raspberry Pi en start het systeem op. Ook hier heb je een toetsenbord nodig om de nodige instellingen zoals netwerkverbinding, taal en toetsenbordindeling te bepalen.

In principe zie je dan KODI, terwijl LibreELEC de substructuur vertegenwoordigt en via de instellingen van KODI met een eigen pictogram wordt weergegeven en daar ook wordt geconfigureerd.

LibreELEC mit Kodi
LibreELEC met Kodi

De werking van KODI zelf verschilt niet van die op andere platformen. Je hebt toegang tot lokale media (bijv. USB harde schijven) maar ook tot shares in het lokale netwerk en krijgt audio en video op een aantrekkelijke manier gepresenteerd.

Musik in KODI
Muziek in KODI
Videos mit Daten aus InternetMovieDatabase
Video’s met gegevens van InternetMovieDatabase

Gids voor KODI: Een goede introductie en gids voor KODI is bijvoorbeeld te vinden op GIGA in het artikel “The Kodi Guide: Basics, First Steps and Tricks” en natuurlijk in de KODI Wiki zelf.

Amazon Prime en Netflix in KODI op de Raspberry Pi

Een van de meest gestelde vragen op het net over KODI is: Hoe kan ik Amazon Prime of Netflix gebruiken op KODI? Het antwoord: helemaal niet zonder veel moeite. Maar: LibreELEC in versie 9, die medio 2018 wordt verwacht, vertrouwt op KODI 18, ook nog niet stabiel, en gebruikt de Widevine DRM om Netflix en Amazon Prime ook op de Raspberry Pi te realiseren. Dit is niet erg triviaal omdat alleen Google Chrome de Widevine DRM ondersteunt, die eigenlijk niet apart beschikbaar is voor ARM-platforms.

Als je de weg weet en veel vertrouwen hebt, kun je LibreELEC updaten naar de huidige alpha build met KODI 18 en dan moet je handmatig de WideVine Library en de addons voor Netflix, AmazonPrime en zelfs SkyGo installeren. U kunt hier instructies vinden over hoe dit te doen.

Netflix und Amazon Prime unter KODI
Netflix en Amazon Prime onder KODI

Het geheel loopt echter nog steeds erg “clunky”. Bovendien is de Raspberry Pi beperkt tot 720p, anders is de rekenkracht niet voldoende om de beschermde streams te decoderen. Met de Raspberry Pi 4 is afspelen in FullHD of zelfs 4K in de toekomst te verwachten, als KODI en de uitbreidingen de nieuwe grafische eenheid van de Raspberry PIi 4 beter ondersteunen.

Raspberry Pi NAS en eigen netwerkopslag

De Raspberry Pi 3 Model B is geen grote hit op het netwerk, maar het is een ruimte-, geld- en stroombesparend alternatief voor een volwaardig NAS-systeem om thuis foto’s en bestanden op te slaan.

Wat betekent RAID?

RAID is de afkorting van “Redundant Arrays of Independent Discs”, wat staat voor een redundante opstelling van onafhankelijke harde schijven. De gebruiker heeft toegang tot deze logische eenheid van meerdere harde schijven alsof het één enkele schijf is. Raid 1 wordt vaak gebruikt voor de beveiliging van gegevens: Deze procedure wordt ook wel “mirroring” genoemd. Hiervoor zijn ten minste twee harde schijven nodig. De gegevens worden op beide harde schijven opgeslagen, zodat het beeld van de ene letterlijk wordt gekopieerd. Dit betekent dat als één harde schijf uitvalt, alle gegevens nog steeds toegankelijk zijn. Er zijn nog vele andere RAID-niveaus, die wij allemaal hebben beschreven in het artikel “Meer gegevensbeveiliging met RAID-systemen”.

In plaats van interne schijven kunt u een grote USB-stick of externe USB-harde schijven aansluiten. Ze hoeven niet bijzonder snel te zijn, want de Raspberry Pi heeft alleen USB 2.0-interfaces en zelfs de netwerkinterface op de nieuwste PI 3 B+ verzendt slechts maximaal 300 MBit/sec, terwijl de PI 3B slechts 90 MBit/sec haalt, wat overeenkomt met ongeveer 11 MByte/sec. Sluit ook niet meer dan één harde schijf aan die zijn stroom haalt via USB, anders zou u de voedingseenheid overbelasten.

Bovendien biedt de Raspberry Pi geen hardware RAID, dus je zou een software RAID 1 (mirror) moeten maken ter bescherming tegen schijfuitval, waarvoor twee keer de capaciteit van de harde schijf nodig is.

Voor het gebruik van een NAS besloten we OpenMediaVault te gebruiken. OpenMediaVault is een speciale NAS distributie gebaseerd op Debian GNU/Linux, ook voor Raspberry Pi, en biedt naast data opslag ook uitgebreide MediaServer functies zoals

  • Bestandsserver voor ext2, ext3, ext4, XFS, JFS, NTFS, FAT32 bestandssystemen
  • Gebruikers- en groepsbeheer met quota en toegangscontrole
  • Verbindingsaggregatie, Wake On LAN
  • Software RAID met niveaus 0, 1, 4, 5, 6 en 10 alsook JBOD, S.M.A.R.T.
  • Monitoring en statusrapporten per e-mail
  • Protocollen: CIFS (Samba), FTP, NFS (versie 3 en 4), SSH, rsync, iSCSI, AFP en TFTP

OpenMediaVault is ook beschikbaar in een speciale versie voor de Raspberry Pi en wordt voortdurend bijgewerkt. De software wordt volledig via de webbrowser beheerd en vereist dus geen beeldscherm op de Raspberry Pi.

Nadat je de image met Etcher of de Win32 Disk Imager weer op een microSD-kaart hebt gezet, start je de Raspberry op met een LAN-verbinding.

Noteer het IP-adres dat via de router aan de Raspberry is toegewezen, want dat ga je gebruiken om OpenMediaVault in de webbrowser te benaderen.

IP im Heimnetz
IP in het thuisnetwerk

Voer in de browser het IP in en gebruik “admin” als gebruiker en “openmediavault” als wachtwoord. Beide kunnen later gewijzigd worden. U kunt ook een vast IP toewijzen in de web frontend.

Weboberfläche OpenMediaVault
Web interface OpenMediaVault

Hier kunt u OpenMediaVault aanpassen aan uw behoeften, bijvoorbeeld de gegevensopslag configureren, gebruikers en groepen aanmaken, mappen delen en de diensten configureren. Voor toegang vanaf Windows clients gebruikt u best SMB/CFIS, voor Linux of Mac NFS. FTP is het meest universele protocol, maar vereist een extra client en draagt de bestanden over in platte tekst zonder encryptie. Voor het lokale netwerk is dit echter voldoende.

De volledige configuratie en werking van OpenMediaVault is zeer goed gedocumenteerd op de homepage en zou met enige kennis van het Engels geen al te groot probleem moeten zijn.

Plugins

OpenMediaVault biedt een plug-in interface en heeft al enkele uitbreidingen aan boord. Een interessante is USB Backup. Met deze uitbreiding kunt u aangeven dat bepaalde mappen automatisch worden gekopieerd naar bepaalde USB-opslagapparaten wanneer deze worden aangesloten. Deze functie zou mogelijk al een permanente en opslagruimte verslindende RAID 1 vervangen.

Op http://omv-extras.org vindt u nog meer plug-ins die u kunt downloaden en installeren via de OpenMediaVault webinterface. Daaronder zijn nuttige zaken als een Teamspeak-server, SFTP of webdav voor netwerkshares.

Uw eigen cloud

Het is ook mogelijk om uw eigen cloud-oplossing te hebben, zodat u uw gegevens niet hoeft toe te vertrouwen aan Dropbox, Google of Microsoft. De oplossing zou hier Owncloud zijn voor het delen en samenwerken van gegevens, documenten, agenda’s en contacten, die draait op een eigen server en vrijwel overal kan worden gebruikt met desktop clients voor Mac OS, Windows en Linux en mobiele clients voor iOS en Android.

Owncloud
Owncloud

OwnCloud als platform is helaas nog steeds niet beschikbaar als afgerond compleet systeem voor de Raspberry Pi, dus je moet eerst een database en een webserver installeren onder Raspbian voordat OwnCloud daar kan worden opgezet.

De benodigde stappen zijn zeer goed gedocumenteerd op de website https://eigene-cloud-einrichten.de/. De instructies ownCloud 10 Server op de Raspberry Pi helpen ook bij het “own cloud” project.

Let op: Het openstellen naar “buiten” is echter niet erg triviaal, zeker niet voor leken, en kan aanzienlijke veiligheidsrisico’s met zich meebrengen door een verkeerde configuratie van de router. Daarom raden wij niet-professionals aan dit niet te doen en geven wij de voorkeur aan klassieke cloud-oplossingen, bij voorkeur versleuteld, zoals ons artikel Encryptie in de cloud laat zien.

Waar kan ik meer informatie en hulp vinden over de Raspberry Pi?

Als u problemen heeft met de Raspberry Pi of zijn software, kunt u bij de helpsectie terecht voor advies en ondersteuning.

Raspberry Pi Hilfeseite
Raspberry Pi hulppagina

Er is daar ook een actueel forum, dat zeer goed bezocht wordt. Technische documentatie voor de Raspberry Pi is te vinden in de Raspberry Pi Documentatie.

In de Duitse sectie vonden we vooral https://tutorials-raspberrypi.de, http://raspberrypiguide.de/ en https://forum-raspberrypi.de interessant.

Anders is Google uw vriend en leidt u veilig door het internet met duizenden hits over het onderwerp met de termen Raspberry Pi help of handleiding.

Conclusie

Dit artikel heeft slechts een klein overzicht gegeven van wat er al mogelijk is met de Raspberry Pi via software. Misschien ben je geïnteresseerd in de andere programmeermogelijkheden en maak je zelf leuke projecten.

Gerelateerde berichten