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Raspberry Pi: LCD zur Kontrolle anbringen

16.05.2019 | 14:05 Uhr | David Wolski

Oft verrichtet ein Raspberry Pi im Netzwerk ohne Monitor und Eingabegeräte seine Dienste – meist genügt ein gelegentlicher Besuch per SSH. Ein günstiges LCD zur Ausgabe von Systeminformationen macht die Platine aber gesprächiger.

Der Blick von außen auf einen laufenden Raspberry Pi verrät nicht viel darüber, was das System tut, ob und wie es aus dem Netzwerk erreichbar ist. Gemeinsam haben alle Modelle der Platine lediglich eine LED, die zumindest anzeigt, ob das System läuft. Auf dem Board der Modelle 2 und 3 sitzen jeweils zwei LEDs, die mit „ACT“ und „PWR“ beschriftet sind. Die rote PWR-LED macht auf sich aufmerksam, wenn das System an der Stromversorgung hängt und eingeschaltet ist. Die grüne LED „ACT“ blinkt, wenn die SD-Karte gelesen oder beschrieben wird.

Genau genommen zählen auch noch die beiden traditionellen Mini-LEDs auf der Frontseite der Ethernet-Ports zur optischen Statusanzeige: Gelb bedeutet, dass eine Netzwerkverbindung besteht und ist damit schon ein Indikator, ob Kabel und Steckverbindung physikalisch in Ordnung sind. Wenn Pakete ein-und ausgehen, blinkt die grüne Ethernet-LED.

Tipp: Wärmebildkamera für den Raspberry Pi

LCD statt Bildschirm

Mehr Infos, ob das System überhaupt korrekt booten konnte, welche IP-Adresse es im Netzwerk hat und wie es um die Systemauslastung steht, zeigt erst eine Anmeldung per SSH. Natürlich ist auch die Verbindung eines Monitors per HDMI und einer Tastatur per USB oder Bluetooth möglich. Aber dazu sind oft ein Ortswechsel und manuelle Kabelverbindungen erforderlich. Arbeitet die Platine als kleiner Server im LAN, so ist es eine sinnvolle Ergänzung, die wichtigsten Daten während des Betriebs und die gegenwärtige IP-Adresse per LCD ausgeben zu lassen.

Dafür ist weder Bastelei noch eine größere Investition für einen kleinen Bildschirm nötig: Eine günstige, vorgefertigte Platine zum Aufstecken mit einem LCD-Zeichendisplay und Tastschaltern kann einem Raspberry Pi viel mehr Informationen entlocken. Der Lötkolben kann dazu in der Schublade bleiben.

Simple Montage: Löten ist dank Steckbrücke nicht nötig.
Vergrößern Simple Montage: Löten ist dank Steckbrücke nicht nötig.

Die Investition für die Zusatzhardware beläuft sich je nach LCD-Modell auf einen Preis zwischen zehn und 20 Euro. Eine solide Kenntnis der Linux-Kommandozeile genügt, um die verfügbaren LCD-Platinen nutzbar zu machen. Denn es gibt mit dem Python-Projekt „ pyLCI “ eine Sammlung fertiger Scripts, die mit wenig Aufwand auf das Display eine Kontrolloberfläche bringen. Fünf Tastschalter auf der Platine dienen zur Bedienung.

Original oder China-Nachbau: Die exzellent dokumentierten LCD-Modelle für den Raspberry Pi stammen ursprünglich von Adafruit ( Character LCD+Keypad Kit , circa 25 US-Dollar). Die DIY-Firma aus New York hatte als erster Anbieter ein fertiges, selbst entwickeltes LCD-Board für den Raspberry Pi und den Microcontroller Arduino im Programm – samt Python-Modulen, Anleitungen und Spezifikationen. Vergleichbar ist das Piface Control and Display 2 von Element14 .

Solche Vorlagen riefen natürlich schnell Hersteller von Nachbauten aus Fernost auf den Plan, die ähnliche Platinen mit der Typenbezeichnung „LCD1602“ oder auch „LCD RGB Keypad For Rpi“ auf den Markt werfen. Diese Billigklone haben keine Farbsteuerung der LCD-Hintergrundbeleuchtung sowie willkürlich angebrachte LEDs, erfüllen aber auch ihren Zweck und werden von der Python-Bibliothek „pyLCI“ unterstützt. Auf Ebay sind solche Nachbauten aus Fernost schon ab fünf Euro zu haben .

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Montage und Konfiguration

Das Python-Projekt „pyLCI“ liefert Shell-Scripts zur Auswahl des LCD-Typs.
Vergrößern Das Python-Projekt „pyLCI“ liefert Shell-Scripts zur Auswahl des LCD-Typs.

Die Python-Scripts von „pyLCI“ sind auf das Standardsystem Raspbian ausgelegt, die offizielle Debian-Distribution der Raspberry Pi Foundation. Die Montage der Aufsteckplatinen ist in den meisten Fällen ganz einfach: Auf der Unterseite des LCD-Boards findet sich ein Sockel, der linksbündig auf die GPIO-Pinreihe des Raspberry Pi gesteckt wird, über die alle Modelle bis auf den Zero verfügen. Bei dem Board von Adafruit empfiehlt es sich, auf der Unterseite die Kontakte mit Isolierband abzukleben, da diese den USB-Ports sehr nahekommen.

Anfangs ist eine SSH-Verbindung oder Tastatur und Monitor nötig. Nach dem Einschalten des Systems bleibt das LCD erst mal aus, denn zur Steuerung sind Python-Bibliotheken nötig sowie die Konfiguration der korrekten Pins. Das alles erledigt „pyLCI“, das zuerst mal mit dem Kommando

git clone https://github.com/CRImier/pyLCI.git

auf das System geholt wird. Dann geht es im angelegten Unterverzeichnis an die Konfiguration von „pyLCI“:

sudo ~/pyLCI/setup.sh
sudo ~/pyLCI/config.sh
sudo ~/pyLCI/update.sh

Das Script fragt einige Einstellungen ab, wobei man die erste Frage stets mit „yes“ beantwortet, wenn man keine Selbstbau-Platine in Betrieb nehmen möchte. Die zweite Frage stellt die drei oben genannten verbreiteten LCD-Modelle zur Auswahl. Die Rückfragen nach I2C-und HID-Geräten (Tastschalter) erwarten ebenfalls eine Antwort „yes“. Nach dem Download der restlichen Python-Pakete ist die Konfiguration fertig und Sie können das Display mit dem Befehl

sudo /opt/pylci/main.py

in Gang setzen. Falls es nicht gefunden wurde, weil die Konfiguration nicht stimmt, so gehen Sie nochmal einen Schritt zurück zum Aufruf von „config.sh“.

Raspberry Pi: Alternativen im Überblick

Bedienung per Menü

Die Python-Scripts von „pyLCI“ zeigen auf dem Display ein bedienbares, textbasiertes Menü an.
Vergrößern Die Python-Scripts von „pyLCI“ zeigen auf dem Display ein bedienbares, textbasiertes Menü an.

Das laufende Python-Script erlaubt die Bedienung des LCD über das angezeigte Textmenü mit den Tasten: Die rautenförmig angeordneten Taster dienen der Auswahl der Menüpunkte, die fünfte, seitlich abgesetzte Taste dient zur Bestätigung. Das Menü unterteilt sich in die Kategorien „Networking“, „System“, „Multimedia“, Raspberry apps“, „Electronics“, „Utilities“, „Scripts“, „Clock“, „Update pyLCI“, „Exit“.

In dieser Menüstruktur gibt es etliche Abkürzungen zu Systeminformationen und Funktionen. So zeigt der Punkt „Networking –› Interfaces –› eth0“ den Status und die IP-Adresse der Ethernet-Verbindung. Auf dem Raspberry Pi 3 oder mit einem WLAN-Stick gibt es das Gleiche auch für „wlan0“. Der Unterpunkt „System –› System info“ zeigt die Systemauslastung und „System –› Shutdown & reboot“ erlaubt ein Herunterfahren und Neustarten des Systems. Unter „Scripts“ ist es möglich, eigene Shell-Scripts zu hinterlegen. Ein Beispiel ist als „example.sh“ im Verzeichnis „/opt/pylci/apps/scripts/s“ untergebracht. Jede weitere Script-Datei in diesem Verzeichnis erscheint automatisch im Menü.

Funktioniert alles nach den ersten Tests, dann tragen die beiden Befehle

sudo systemctl enable pylci
sudo systemctl start pylci

das Python-Tool zum Betrieb des LCD als automatisch gestartete Systemdienste ein.

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