Raspberry Pi 4 mit Raspian und 3.5 Zoll Display einrichten

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3,5 Zoll Display mit Touch

Hier erklärer ich, wie man einen Raspberry Pi 4 grundlegend mit Raspian Buster einrichtet und ein 3,5 Zoll Touch Display für kleine Projekte installiert. Bei dem Display handelt es sich um eines von Elegoo mit dem XPT2046 Chip sowie Touch Unterstützung.

Diese Anleitung ist vermutlich generell auch für die älteren Pi Modelle verwendbar, möglich ist nur, dass hier einige Änderungen nötig sind. Ich selbst habe es auf keinem Raspberry Pi 3 oder älter probiert. Für die Hardware findet ihr bei der Liste und am Ende des Artikel einige Links zu den Produkten bei Amazon. Wenn ihr die Produkte über die Links kauft unterstützt ihr mich, was mich sehr freuen würde!

Was wird benötigt um den Raspberry Pi in Betrieb zu nehmen?

  • Raspberry Pi 4 (ich nutze die Version B mit 4 GB RAM) https://amzn.to/3axBsqm
  • Eine MicroSD Karte mit passendem Reader (sollte 16 GB haben und eine Class 10 Karte sein) https://amzn.to/2KtGUji
  • USB-C Netzteil für den Pi (Sollte 3 A Output haben) https://amzn.to/2VMjGKE
  • einen 3,5 Zoll XPT2046 Touchscreen für den Pi (Ich nutze einen von Elegoo, Link ist am Ende zu finden) https://amzn.to/3eC6yR3
  • einen PC zum Beschreiben der SD Karte (ich nutze Windows, es gibt natürlich auch ausreichend Anleitungen für Linux oder MAC usw. um die Karte zu beschreiben)
  • einen SSH Clienten, falls ihr kein MicroHDMI Kabel und Tastatur/Maus am Pi habt

MicroSD Karte für den Raspberry Pi vorbereiten

Zuerst benötigen wir das Betriebssystem, welches wir auf dem Raspberry Pi installieren wollen. Dieses holen wir uns von der offiziellen Seite von Raspberry. Dazu laden wir hier das gewünschte Image herunter: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

Welches ihr verwendet bleibt euch überlassen, jedenfalls ist eine Desktop Umgebung nötig, daher nehme ich das “Raspbian Buster with desktop”. Zusätzliche Software benötige ich vorerst nicht, daher ist dieses das optimale Image.

Nachdem wir dieses heruntergeladen haben besorgen wir uns noch ein Programm zum Beschreiben der MicroSD Karte. Ich nutze dazu das Tool BalenaEtcher. Ihr könnt auch den Raspberry Pi Imager oder Win32 Disk Imager oder andere benutzen. Hier bekommt ihr BalenaEtcher: https://www.balena.io/etcher/

Nachdem wir das Tool heruntergeladen und gegebenenfalls installiert haben schreiben wir zuerst das Image des Betriebssystemes auf die MicroSD Karte.

  • Zuerst entpacken wir das gepackte Image, welches wir vorher bei raspberrypi.org heruntergeladen haben mit einem Packprogramm wir 7zip oder WinRAR.
  • Nun stecken wir den MicroSD Kartenleser an den PC. Die Karte muss nicht formatiert sein.
  • Nun starten wir Etcher, klicken auf “Select Image” und wählen das Image aus, welches wir eben entpackt haben. Die MicroSD sollte schon vorausgewählt sein, wenn nicht, klicken wir auf “Select Target” oder “Change” in der Mitte und suchen das Ziel aus. Danach klicken wir auf “Flash!”

Wenn der Flash abgeschlossen ist müssen wir noch ein paar Dinge vorbereiten. damit wir uns auf den Raspberry verbinden können, sofern wir keinen Bildschirm zur Verfügung haben. Außerdem möchte ich, dass der Raspberry Pi sich direkt mit dem WLAN verbindet, wenn ihr einen Bildschirm mit dem entsprechenden Kabel habt und den Raspberry Pi am Netzwerkkabel anschließt könnt ihr den Teil überspringen zu Einrichten des Raspberry Pi.

Dazu öffnen wir nun das Verzeichnis der MicroSD Karte und erstellen folgende Dateien:

wpa_supplicant.conf
ssh

Anschließend öffnen wir die wpa_supplicant.conf und fügen folgendes ein, angepasst auf euer WLAN:

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=Dein Ländercode (für Deutschland DE oder Österreich AT zum Beispiel)

network={
 ssid="Name deines WLAN"
 psk="Passwort deines WLAN"
}

Anschließend speichern wir die Datei.

Einrichten des Raspberry Pi

Nun stecken wir die MicroSD Karte in den Raspberry Pi und schließen ihn an. Wichtig ist gegebenfalls Tastatur/Maus, Bildschirm und Netzwerk. Das Display lassen wir noch weg. Zum Schluß kommt der Raspberry Pi an den Strom.

Nun warten wir ein wenig, dann sollte der Pi im Netzwerk zu finden sein. Am Besten schaut ihr in eurer Routerverwaltung nach. Dort findet ihr ein Gerät Namens raspberrypi. Die IP Adresse nehmt ihr nun,fügt diese im SSH Client ein und verbindet euch anschließend. Als User ist standardmäßig Pi eingestellt und als Passwort raspberry. Dies ändern wir nun, da dies natürlich nicht sicher ist. Beachtet, dass bei der Eingabe von Passwörtern keine Anzeige der Eingabe erfolgt.

[email protected]:~ $ passwd
Changing password for pi.
Current password: Hier gebt ihr raspberry ein.
New password: Euer neues, sicheres Passwort.
Retype new password: Euer neues, sicheres Passwort.
passwd: password updated successfully
[email protected]:~ $

Als nächstes aktualisieren wir den Raspberry Pi.

[email protected]:~ $ sudo apt update
[email protected]:~ $ sudo apt update
Get:1 http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian buster InRelease [15.0 kB]
Get:2 http://archive.raspberrypi.org/debian buster InRelease [25.1 kB]
Get:3 http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian buster/main armhf Packages [13.0 MB]
Get:4 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf Packages [326 kB]
Fetched 13.4 MB in 11s (1,166 kB/s)
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
53 packages can be upgraded. Run 'apt list --upgradable' to see them.
[email protected]:~ $ sudo apt upgrade
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
Calculating upgrade... Done
The following NEW packages will be installed:
  libfl2
The following packages will be upgraded:
  binutils binutils-arm-linux-gnueabihf binutils-common bluez curl firmware-atheros firmware-brcm80211 firmware-libertas firmware-misc-nonfree firmware-realtek git git-man gldriver-test
  libbinutils libbluetooth3 libcurl3-gnutls libcurl4 libfm-data libfm-extra4 libfm-gtk-data libfm-gtk4 libfm-modules libfm4 libgnutls30 libicu63 libjavascriptcoregtk-4.0-18 libpam-systemd
  libssl1.1 libsystemd0 libudev1 libwebkit2gtk-4.0-37 lxinput lxplug-cputemp lxplug-network lxplug-ptbatt openssl pcmanfm pipanel piwiz python-motephat python-pil python3-motephat python3-pil
  raspberrypi-ui-mods raspi-config rc-gui realvnc-vnc-server rp-prefapps rpi-eeprom rpi-eeprom-images systemd systemd-sysv udev
53 upgraded, 1 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 65.5 MB of archives.
After this operation, 4,372 kB of additional disk space will be used.
Do you want to continue? [Y/n] Y
Get:1 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf bluez armhf 5.50-1.2~deb10u1+rpt1 [765 kB]
Get:2 http://mirror.inode.at/raspbian/raspbian buster/main armhf systemd-sysv armhf 241-7~deb10u3+rpi1 [99.9 kB]
Get:4 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf firmware-atheros all 1:20190114-1+rpt6 [3,887 kB]
.
.
.
Processing triggers for dbus (1.12.16-1) ...
Processing triggers for shared-mime-info (1.10-1) ...
Processing triggers for desktop-file-utils (0.23-4) ...
Processing triggers for initramfs-tools (0.133+deb10u1) ...
[email protected]:~ $

Dies sollte ohne Fehler abgeschlossen werden. Anschließend rebooten wir den Raspberry Pi.

[email protected]:~ $ sudo reboot

Nun geht es an die grundlegenden Einstellungen. Nach dem Reboot verbinden wir uns wieder via SSH und starten das Pi-Konfigurationstool.

[email protected]:~ $ sudo raspi-config
Raspian Konfigurationstool
Hier wählen wir zuerst die Optionen für die Spracheinstellungen, Lokalisierung, Zeiteinstellungen usw. aus.
Raspian Konfigurationstool
Zuerst die Sprache und Lokalisierung. Anschließend wählen wir <Select>
Raspian Konfigurationstool
Nun wählen wir die Sprache (in meinem Fall de_AT.UTF-8 UTF-8) aus. Für Deutschland wäre das de_DE.UTF-8 UTF-8. Und bestätigen mit <Ok>.
Raspian Konfigurationstool
Nun wählen wir unsere neue Sprache als Default aus und bestätigen mit <Ok>.

Nun kommen wir zu den Schnittstellen, die wir entsprechend unserer Bedürfnisse anpassen müssen. Wichtig ist hier, dass das SPI Kernelmodul aktiviert wird. Den Rest könnt ihr natürlich nach euren Bedürfnissen anpassen.

Mit der Grundlegenden Konfiguration sind wir fertig. Nun rebooten wir den Raspberry Pi erneut, loggen uns per SSH ein und richten das Display ein.

Display installieren und einrichten.

Zuerst holen wir uns die Treiber für das Display von Github und passen die Berechtigungen an.

[email protected]:~ $ git clone https://github.com/goodtft/LCD-show.git
Klone nach 'LCD-show' ...
remote: Enumerating objects: 1186, done.
remote: Total 1186 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 1186
Empfange Objekte: 100% (1186/1186), 753.86 KiB | 1.38 MiB/s, Fertig.
Löse Unterschiede auf: 100% (781/781), Fertig.
[email protected]:~ $ chmod -R 755 LCD-show

Anschließend führen wir die Installation dieser durch. Das Skript richtet auch alle nötigen Einstellungen in diversen Konfigurationsdateien ein und macht vorher noch ein Backup selbiger. Während der Installation wird der Raspberry Pi rebootet.

[email protected]:~ $ cd LCD-show/
[email protected]:~/LCD-show $ sudo ./LCD35-show
(Lese Datenbank ... 93548 Dateien und Verzeichnisse sind derzeit installiert.)
Entfernen von xserver-xorg-input-evdev (1:2.10.6-1+b1) ...
Trigger für man-db (2.8.5-2) werden verarbeitet ...
2020
need to update touch configuration
Vormals nicht ausgewähltes Paket xserver-xorg-input-evdev wird gewählt.
(Lese Datenbank ... 93538 Dateien und Verzeichnisse sind derzeit installiert.)
Vorbereitung zum Entpacken von .../xserver-xorg-input-evdev_1%3a2.10.6-1+b1_armhf.deb ...
Entpacken von xserver-xorg-input-evdev (1:2.10.6-1+b1) ...
xserver-xorg-input-evdev (1:2.10.6-1+b1) wird eingerichtet ...
Trigger für man-db (2.8.5-2) werden verarbeitet ...

reboot now

Nun installieren wir das Display, dabei müssen wir auf den korrekten Sitz auf den GPIO Pins achten. Falls ihr einen externen Monitor angeschlossen habt müsst ihr diesen nun abstecken.

Nun rebooten wir den Raspberry Pi nochmal. Anschließend sollte das Display schon funktionieren und den Desktop anzeigen.

Raspian Desktop am Display des Raspberry Pi

Wir verbinden uns trotzdem via SSH nochmal mit dem Raspberry Pi, da das Display zu klein ist um vernünftig daran arbeiten zu können. Wenn das Display nicht korrekt auf die Toucheingaben reagiert muss es noch kalibriert werden. Dazu gehen wir nochmal in das Verzeichnis der Treiber und installieren das Kalibrierungstool.

[email protected]:~ $ cd LCD-show/
[email protected]:~/LCD-show $ sudo dpkg -i -B xinput-calibrator_0.7.5-1_armhf.deb
Vormals nicht ausgewähltes Paket xinput-calibrator wird gewählt.
(Lese Datenbank ... 93574 Dateien und Verzeichnisse sind derzeit installiert.)
Vorbereitung zum Entpacken von xinput-calibrator_0.7.5-1_armhf.deb ...
Entpacken von xinput-calibrator (0.7.5+git20140201-1) ...
xinput-calibrator (0.7.5+git20140201-1) wird eingerichtet ...
Trigger für man-db (2.8.5-2) werden verarbeitet ...
Trigger für gnome-menus (3.31.4-3) werden verarbeitet ...
Trigger für desktop-file-utils (0.23-4) werden verarbeitet ...
Trigger für mime-support (3.62) werden verarbeitet ...
[email protected]:~/LCD-show $

Anschließend gehen wir am Display ins Raspberry Pi Menü -> Einstellungen -> Touchscreen kalibrieren und führen die Schritte durch, die nun angezeigt werden. Danach rebooten wir erneut. Die grundlegende Einrichtung des Displays ist nun auch erledigt.

Sollte das Display nicht in die gewünschte Richtung anzeigen kann man dieses einfach rotieren.

[email protected]:~ $ cd LCD-show/
[email protected]:~/LCD-show $ sudo ./rotate.sh 90
LCD rotate value is set to 90

Der Raspberry Pi rebootet danach automatisch. Somit ist das Display hochkant. Je nach gewünschter Ausrichtung ist es hier möglich 0, 90, 180 oder 270 als Grad anzugeben.

Somit ist das Display fertig eingerichtet. In weiteren Artikeln beschreibe ich dann einige Projekte, die ich mit dem Display als Experiment einrichte. Diese verlinke ich hier auch unter dem Artikel.

Hardwarevorschläge

Hier nun noch einige Hardware, deren Kauf über den Link eine kleine Unterstützung für meinen Blog wäre.

Raspberry Pi 4: https://amzn.to/2S1alNV
Netzteil: https://amzn.to/2Kvpoew
MicroSD: https://amzn.to/2XTlVP4
3,5 Zoll Displays, hier sind evtl. unterschiedliche Treiber nötig, die Installation ist gleich, nur muss man den entsprechenden Treiber wählen:
https://amzn.to/3axfALU (Komplettset für den Pi4 mit Gehäuse und Display)
https://amzn.to/3bwTJp1 (mein Display)
https://amzn.to/2KEgxHT
https://amzn.to/2VxHOSy (Komplettset mit Gehäuse, Lüfter, Kühlkörper, Netzteil, MicroSD, MicroHDMI Kabel usw. ohne Display)

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