Vorbereitung Pi

Pakete

Allgemeines Update & Tools
- sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo apt install -y git git-lfs silversearcher-ag wavemon hexedit sudoku tcpdump iptraf mc htop dcfldd nano usbutils openvpn ranger tldr ncdu can-utils multitail fd-find lsof x11vnc terminator minicom cutecom joystick jstest-gtk i2c-tools speedtest-cli iotop fio ir-keytable curl inxi stress-ng && mkdir -p ~/.local/share && tldr -u
Devtools installieren
- sudo apt install -y thonny cutecom sqlitebrowser build-essential pkg-config libusb-1.0-0-dev cmake make gcc python3-dev libhidapi-dev python3-virtualenv python3-tk lm-sensors libopenblas-dev linux-perf
Unnützen Kram deinstallieren
- sudo apt autoremove -y modem* cups* pulse* avahi* triggerhappy*
Bluetooth
- sudo apt-get install blueman pi-bluetooth minicom bluez bluez-tools
Python Tools nachinstallieren
- sudo apt update && sudo apt install -y build-essential zlib1g-dev libexpat1-dev libxml2-dev libxslt1-dev libpq-dev libjpeg-dev libpng-dev libfreetype6-dev pkg-config checkinstall python3-dev libssl-dev libbz2-dev libffi-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev libreadline-dev libsqlite3-dev liblzma-dev libgdbm-dev libdb5.3-dev uuid-dev tk-dev libzstd-dev

One 4 All
- sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo apt install -y git git-lfs silversearcher-ag wavemon hexedit sudoku tcpdump iptraf mc htop dcfldd nano usbutils ranger tldr ncdu can-utils multitail fd-find lsof minicom cutecom joystick i2c-tools speedtest-cli iotop fio ir-keytable curl inxi stress-ng build-essential pkg-config libusb-1.0-0-dev cmake make gcc python3-dev libhidapi-dev python3-virtualenv python3-tk lm-sensors libopenblas-dev linux-perf pi-bluetooth bluez bluez-tools zlib1g-dev libexpat1-dev libxml2-dev libxslt1-dev libzstd-dev libpq-dev libjpeg-dev libpng-dev libfreetype6-dev checkinstall libssl-dev libbz2-dev libffi-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev libreadline-dev libsqlite3-dev liblzma-dev libgdbm-dev libdb5.3-dev uuid-dev tk-dev && sudo apt autoremove -y modem* cups* pulse* avahi* triggerhappy* && mkdir -p ~/.local/share && tldr -u

config.txt

sudo nano /boot/firmware/config.txt
Pi Zero MCC Activity LED
- dtparam=act_led_trigger=mmc0
- dtparam=act_led_activelow=on
Disable Audio
- #dtparam=audio=on
Overclocking
- arm_freq=1300
- over_voltage=4

cmdline.txt

sudo nano /boot/firmware/cmdline.txt
isolcpus=2,3 hinzufügen
(!) Das darf nur eine Textzeile sein in der Konfig!

SWAP erhöhen

stop the swap
sudo dphys-swapfile swapoff
Modify the size of the swap. As root , edit the file /etc/dphys-swapfile and modify the variable CONF_SWAPSIZE : CONF_SWAPSIZE=1024
sudo nano /etc/dphys-swapfile
Start the swap
sudo dphys-swapfile swapon
Restart
sudo reboot

RAM Disk anlegen

sudo mkdir /mnt/ramdisk
Temporäres Mounten zur Überprüfung
- sudo mount -t tmpfs -o size=50M tmpfs /mnt/ramdisk
- df -h
Permanente Ramdisk
- sudo nano /etc/fstab
- Eintrag hinzufügen
  tmpfs /mnt/ramdisk tmpfs defaults,size=50M 0 0

unnötige Timer stoppen

Liste anzeigen systemctl list-timers
Deaktiviert tägliche APT-Paketlisten-Updates; reduziert Netz- und CPU-Last, da du manuell updaten kannst.
sudo systemctl stop apt-daily.timer && sudo systemctl disable apt-daily.timer
Deaktiviert potenzielle automatische Upgrades; verhindert unerwartete Systemänderungen und Ressourcenverbrauch.
sudo systemctl stop apt-daily-upgrade.timer && sudo systemctl disable apt-daily-upgrade.timer
Deaktiviert tägliche Manpage-Indexierung; unnötig, wenn du selten Hilfeseiten suchst, spart CPU.
sudo systemctl stop man-db.timer && sudo systemctl disable man-db.timer
Deaktiviert tägliche Backups der Paketdatenbank; bedingt nützlich, aber deaktivierbar bei seltenen Paketänderungen, um Last zu minimieren.
sudo systemctl stop dpkg-db-backup.timer && sudo systemctl disable dpkg-db-backup.timer

unnötig

sudo apt autoremove -y modem* cups* pulse* avahi* triggerhappy*

Passwortlos anmelden

Passwort vom User löschen
sudo passwd -d pi
sudo nano /etc/ssh/sshd_config
- PermitEmptyPasswords yes einfügen
sudo reboot

WLAN Probleme

Es kommt beim Raspberry Pi Zero 2W öfter vor, dass das WLAN einfach aus geht. Scheinbar ein Problem mit dem Powermanagement …

Powermanagement abschalten
sudo iw dev wlan0 set power_save off
Permanagement permanent aus
- sudo nmcli con mod preconfigured wifi.powersave disable oder …
- sudo crontab -e
  @reboot /usr/sbin/iw wlan0 set power_save off > /home/<user>/power_save_log.txt 2>&1
Check
iwconfig → Power Management:off
Bring UP
sudo nmcli device connect wlan0
Falls das nicht funktioniert, versuchen Sie zunächst sudo ip link set wlan0 up

Bluetooth

Bluetooth wird für zwei Dinge verwendet:

Serielle Verbindung für Logging und einfache Settingsanpassungen im Betrieb
Gamepad Anbindung für manuelle Steuerung
Addon : https://bluedot.readthedocs.io/en/latest/index.html

Status prüfen:
sudo systemctl status bluetooth

aktivieren

sudo systemctl enable hciuart.service
sudo systemctl enable bluetooth.service
- https://docs-os.mainsail.xyz/faq/enable-bluetooth-on-rpi

SPP Profil

Ziel ist es auf dem Raspberry Pi eine serielle Schnittstelle zu haben auf die man sich von einem anderen Rechner aus verbinden kann

SPP Profil (BT Uart) → https://scribles.net/setting-up-bluetooth-serial-port-profile-on-raspberry-pi/
Open Bluetooth service configuration file
sudo nano /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service
Look for a line starts with “ExecStart” and add compatibility flag ‘-C’ at the end of the line
ExecStart=/usr/lib/bluetooth/bluetoothd -C
Add a line below immediately after “ExecStart” line, then save and close the file
ExecStartPost=/usr/bin/sdptool add SP
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart bluetooth.service
Status prüfen:
sudo systemctl status bluetooth
Liefert jetzt eine extra Zeile mit
Jun 27 04:05:43 Make-seKwaI sdptool[16038]: Serial Port service registered

Grundsätzlich muss man pairen.
Dann muss rfcomm auch laufen, weil der erstellt den seriellen Port!
Und mit minicom -b 9600 -o -D /dev/rfcomm0 kann man dann interagieren

Pairing

bluetoothctl
discoverable on
On the phone, scan for Raspberry Pi and pair. You should be able to see something like below.
[CHG] Device XX:XX:XX:XX:XX:XX Paired: yes
Press Ctrl+D to quit.
Es muss ggf. auf dem Rechner und dem Pi das Pairing zugestimmt werden
Unter Windows sollten jetzt auch 2 serielle POrts angelegt worden sein. Die findet man unter “Weitere Bluetooth Optionen”
- Eingehender COM-Port : Wird typischerweise verwendet, wenn das Bluetooth-Gerät (z. B. ein Sensor oder ein anderes Peripheriegerät) aktiv eine Verbindung herstellt und Daten an den Computer sendet.
- Ausgehender COM-Port : Wird genutzt, wenn der Computer aktiv eine serielle Verbindung zu einem Bluetooth-Gerät herstellt, z. B. für Konfigurationszwecke oder Steuerung.

rfcomm0

Damit wir eine Verbindung vom Windows zum Pi aufbauen können muss der Pi auf eine eingehende SPP Verbindung horchen. Das geht manuell mittels
sudo rfcomm watch hci0
Das Device /dev/rfcomm0 wird dann erstellt wenn eine Verbindung von Windows aufgebaut wird. Damit das aber autoamtisch geht muss man einen extra Dienst einrichten:

sudo nano /etc/bluetooth/rfcomm.conf

rfcomm0 {
    bind yes;
    channel 1;
    comment "Serial Port for Windows Connection";

sudo nano /etc/systemd/system/rfcomm.service

[Unit]
Description=RFCOMM Service
After=bluetooth.service
Requires=bluetooth.service

[Service]
ExecStart=/usr/bin/rfcomm watch hci0 1
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl enable rfcomm.service
sudo systemctl start rfcomm.service
Status prüfen : sudo systemctl status rfcomm.service

Test

Hinweis:
Scheinbar gibt es Probleme mit .Net Anwendungen. Die Verbindung wird aufgebaut, aber sofort wieder geschlossen. Mit MobaXTerm, Putty oder auch Python passiert das nicht.

* minicom -b 9600 -o -D /dev/rfcomm0 auf dem Pi starten

Ende mittels STRG + A + Z und dann Shift + X

Python Test Script

testser.py

import serial
import time
from datetime import datetime
 
def send_serial_messages(port):
    try:
        # Serielle Verbindung öffnen
        ser = serial.Serial(
            port=port,
            baudrate=9600,  # Standard-Baudrate, anpassen falls nötig
            timeout=1
        )
 
        # Kurze Pause, um die Verbindung zu stabilisieren
        time.sleep(2)
 
        print(f"Connected to {port}. Sending time and 'Hallo' every 2 seconds...")
 
        while True:
            # Aktuelle Zeit holen
            current_time = datetime.now().strftime("%H:%M:%S")
 
            # Zeit und "Hallo" als Nachricht zusammenstellen
            message = f"{current_time} Hallo\n"
 
            # Nachricht senden
            ser.write(message.encode('utf-8'))
            print(f"Sent: {message.strip()}")
 
            # 2 Sekunden warten
            time.sleep(2)
 
    except serial.SerialException as e:
        print(f"Error: Could not open port {port}: {e}")
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nStopped by user.")
        ser.close()
        print("Serial connection closed.")
    except Exception as e:
        print(f"An error occurred: {e}")
        if 'ser' in locals():
            ser.close()
 
if __name__ == "__main__":
    # Port definieren
    port = "COM16"
 
    # Funktion aufrufen
    send_serial_messages(port)

Ein weiterer Test geht mit https://play.google.com/store/apps/details?id=de.kai_morich.serial_bluetooth_terminal

SPI

aktivieren

BNO085

Python

Pakete installieren

sudo apt update && sudo apt install -y build-essential zlib1g-dev libexpat1-dev libxml2-dev libxslt1-dev libpq-dev libjpeg-dev libpng-dev libfreetype6-dev pkg-config checkinstall python3-dev libssl-dev libbz2-dev libffi-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev libreadline-dev libsqlite3-dev liblzma-dev libgdbm-dev libdb5.3-dev uuid-dev tk-dev

pre Compile

configure: WARNING: no system libmpdecimal found; falling back to bundled libmpdecimal (deprecated and scheduled for removal in Python 3.15)
sudo apt install -y libmpdec-dev
- Geht nicht unter Bookworm
wget https://www.bytereef.org/software/mpdecimal/releases/mpdecimal-4.0.1.tar.gz
tar -xzf mpdecimal-4.0.1.tar.gz && cd mpdecimal-4.0.1
Build and install
./configure && make -j3 && sudo make install && sudo ldconfig

Compilieren

Basierend auf:
- https://raspberrytips.com/install-latest-python-raspberry-pi/
- https://wiki.ubuntuusers.de/Python/manuelle_Installation/
Download von hier : https://www.python.org/downloads/source/
- wget https://www.python.org/ftp/python/3.13.5/Python-3.13.5.tgz
- wget https://www.python.org/ftp/python/3.14.0/Python-3.14.0b4.tgz
- Wir nutzen hier 3.14 Beta wegen Fixes im GIL
- https://dev.to/epam_india_python/python-313-the-gateway-to-high-performance-multithreading-without-gil-1dm7
tar zxvf Python-3.13.5.tgz && tar zxvf Python-3.14.0b4.tgz
cd ~/build/Python-3.13.5
cd ~/build/Python-3.14.0b4
Configuration mit und Ohne GIL
- ./configure --enable-optimizations --disable-gil
- ./configure --enable-optimizations
- https://docs.python.org/3/howto/free-threading-python.html
make -j2
- Damit das klappt sollte man auf dem Pi Zero 2 den Swap erhöhen auf 2GB
- Auf dem Pi Zero 2W wirklich max. 2 parallel - sonst hakt es ziemlich …
sudo make altinstall

3.13 GIL real 52m1.280s user 134m52.093s sys 4m6.572s

3.13 NO GIL real 71m22.295s user 153m6.204s sys 4m10.737s

3.14 NO GIL real 77m10.570s user 174m21.493s sys 5m35.768s

venv

cd ~ && mkdor sekwai && cd sekwai
python -m venv --copies _envR
source _envR/bin/activate
python -m pip install --upgrade pip
pip install spidev build psutil fastapi “uvicorn[standard]” jinja2

Rechte für Prozess Prio setzen

Damit der Pi User die Rechte hat die Prozess Prio neu zu definieren braucht es folgendes:

sudo apt-get install libcap2-bin
Python venv anlegen mit --copies sonst hat man nur Links auf Python !
sudo setcap cap_sys_nice+ep _envR/bin/python3
Es gibt da noch 2 weitere Varianten … Die ggf. auch setzen!
sudo setcap cap_sys_nice+ep _envR/bin/python && sudo setcap cap_sys_nice+ep _envR/bin/python3 && sudo setcap cap_sys_nice+ep _envR/bin/python3.13

GIL

run with PYTHON_GIL=0 or -Xgil=0

PYTHON_GIL=1 python3.13
python3.13 -Xgil=1

(_envR) pi@Make-seKwaI:~/test $ python -Xgil=0
Python 3.13.5 experimental free-threading build (main, Jul  9 2025, 07:28:07) [GCC 12.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> exit

Table of Contents

Vorbereitung Pi

Pakete

config.txt

cmdline.txt

SWAP erhöhen

RAM Disk anlegen

unnötige Timer stoppen

unnötig

Passwortlos anmelden

WLAN Probleme

Bluetooth

aktivieren

SPP Profil

Pairing

rfcomm0

Test

Links

SPI

aktivieren

BNO085

Python

Pakete installieren

pre Compile

Compilieren

venv

Rechte für Prozess Prio setzen

GIL

Links