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PiPS - der etwas andere π-Power-Switch

Herzlich willkommen beim PiPS - einem smarten Power-Switch basierend auf dem Raspberry Pi und REBOL.
 
Diese Seite zeigt eine weitere Entwicklung von TGD-Consulting im Bereich der embedded Hard- & Software-Lösungen rund um den Raspberry Pi und richtet sich an alle Anwender und Entwickler, welche einen Raspberry Pi als Schaltzentrale nutzen möchten.

Verwandeln Sie ihren Raspberry Pi mit Hilfe der "PiPS-It!" Management Software in eine digitale Zeitschaltuhr mit folgenden Features:

  • Mehrkanal Zeitschaltuhr mit 8 getrennten Kanälen individuell einstellbar,
  • inklusive Wochenprogammautomatik samt
  • Zufallsmodus mit pseudo-zufälligen Schaltzeitbereich, um Anwesenheit vorzutäuschen.
  • ermöglicht Sekunden genaues Schalten (optional)
  • Astromodus mit Dämmerungsautomatik (optional)
  • Funkzeitschaltuhr zur Ansteuerung von 433Mhz Funk Empfängern (optional)
  • Jahresprogramm mit konfigurierbaren Feiertagen (optional)
  • kompatibel zu HomeKit via "homebride-http" Plugin (optional)

Nur hier können Sie eine offizielle Lizenz für das Bundle der "PiPS-It!" Management Software[1] zum Preis von €19,99 EUR erwerben. Das Softwarebundle beinhaltet bereits alle erforderlichen Module der Management Software, die für eine Schaltzentrale zur Heimautomation auf Basis des Raspberry Pi erforderlich sind.

Die Software läuft auf allen Raspberry Pi Modellen. Insbesondere bei den neueren Raspberry Pi 2 sowie 3 Modellen profitiert unsere Software von der zusätzlichen Rechenleistung der neuen Mehrkern-Architekur.

Die "PiPS-It!" Management Software zeichnet sich besonders durch
  • ein sehr einfaches Setup,
  • einen geringen Speicherbedarf (< 1MB),
  • die effiziente, modulare, smarte Anwendung
  • durch einen im User-Space laufenden embedded Webserver,
  • die direkte Unterstützung der PiFace Digital/2 sowie
  • von RF-433MHz Funk Empfängern aus.
PiPS-Logo

Eine Übersicht sowie Informationen zur aktuellen Version der Software entnehmen Sie bitte den Release-Notes.

Die Hardware, welche auf den folgenden Fotos abgebildet ist, dient ausschließlich zur Veranschaulichung und als Beispiel wie PiPS aussieht und wie der Aufbau erfolgt. Die erforderliche Hardware müssen Sie bei den jeweiligen Herstellern bzw. über deren Vertriebskanäle beziehen. TGD-Consulting bietet nur IT-Dienstleistungen und Softwarelösungen an.

Sie möchten ihren eigenen PiPS basierend auf der "PiPS-It!" Management Software bauen? Dann erwerben Sie eine Lizenz und lesen einfach weiter ...

Hier finden Sie als Schnelleinstieg direkt eine Antwort auf die häufigsten Fragen:

Weitere Hinweise erhalten Sie in diesem Forum auf RaspberryPi.org.


Die Bezeichnung PiPS steht für π-Power-Switch und stellt die Erweiterung einer gewöhnlichen Mehr-Kanal Steckdosenleiste zu einer per Webinterface steuerbaren 8-fach Zeitschaltuhr auf Basis eines Raspberry Pi und REBOL dar. PiPS ermöglicht die Steuerung (On/Off) von bis zu 7 elektronischen Verbrauchern aus der Ferne unter Verwendung eines Browsers von jedem beliebigen PC, Tablet oder Smartphone aus.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit

Beispiel einer Schaltzentrale auf Basis der PiFace Digital 2
von PiPS, insbesondere als Smart Home Anwendung im Bereich der Heimautomatisierung

Heimautomatisierung mit PiPS und PiFace Digital 2
, ist durch die Verwendung der PiFace Digital bzw. PiFace Digital 2 I/O-Erweiterungskarten gegeben. Die "PiPS-It!" Management-Software unterstützt diese Add-Ons für die GPIO-Schnittstelle des Raspberry Pi direkt und ermöglicht so nahtlos eine Integration von Hard- und Software für die Verwendung als Schaltzentrale
PiPS Schaltzentrale im Hutschienengehäuse
in ihrer Heimautomation.

Lernen Sie nun die Vorteile und Möglichkeit vom π-Power-Switch live kennen und überzeugen sich gleich hier und jetzt im Internet von der "PiPS-It!" Management Software und deren einfach smarten Bedienung sowie den umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten. Hier sieht man

PiPS in action: 
Main1234567
  

Die Bedienoberfläche von PiPS.

Der Systempreis eines PiPS inkl. aller benötigter Komponenten liegt bei etwas über 100,- EUR. Darin sind bereits die Lizenzkosten für die "PiPS-It!" Management Software enthalten. Die auf dieser Seite gezeigte Version eines PiPS besteht aus folgenden Komponenten:

HardwareSoftware
  • Raspberry Pi Modell B
  • Micro/USB-Steckernetzteil 10W
  • SD-Card, mindestens 4GB
  • 8 Kanal Relais-Modul
  • Conrad Power Manager
PiPS Prototyp 

PiPS-PowerManager
Power Manager goes PiPS.

Das äußere Erscheinungsbild unseres PiPS-Prototyps ist vom gewöhnlichen Power-Manager kaum zu unterscheiden. Ein Raspberry Pi lässt sich darin leicht integrieren und fällt aufgrund des schwarzen Kunststoffgehäuses kaum auf. Die einzelnen Komponenten des PiPS können von jedem ambitionierten Anwender mit etwas Geschick selbstständig zusammengebaut werden. Alle Komponenten lassen sich direkt über das Internet beziehen. Die Bezugsquellen sind zum Teil in den obigen Listen verlinkt. Wir nutzen für unseren Prototypen des PiPS einen alten PowerManager der Fa. Conrad, dessen Innenleben einfach durch ein Raspberry Pi samt 8-Kanal Relais-Modul erweitert wird. Dadurch läßt sich auf kostengünstige Weise eine digital steuerbare Schaltzentrale zusammenstellen.

Die Eingänge des 8-Kanal Relais-Moduls sind mit der GPIO-Schnittstelle der Stifleiste (P1) des Raspberry Pi verbunden. Mit Hilfe von gpio (Bestandsteil von WiringPi) und der "PiPS-It!" Management Software werden die jeweiligen GPIOs (0-7, WiringPi Nummerierung) angesteuert. Die Ausgänge des Relais-Moduls triggern ihrerseits die einzelnen Taster des Power-Managers. Für eine galvanische Entkopplung der Signale sorgen die im Relais-Modul verbauten Optokoppler.

Achtung: Nutzen Sie eine eigenständige Stromversorgung für den Raspberry Pi und nicht die interne 5V-Versorgungsspannung des Power-Managers!

Das Gehäuse des Power-Managers bietet ausreichend Platz für alle Komponenten. Trotzdem sollten Kurzschlüsse beim Einbau der Komponenten ins Gehäuse vermieden werden. Insbesondere beim Einbau des 8-Kanal Relais-Moduls ist darauf zu achten, dass keine ungewollten Verbindungen zu spannungsführenden Leitungen entstehen. Der Ethernet-Port sowie die USB-Anschlüsse des Raspberry Pi (Model B) sind frei zugänglich, sodaß der π-Power-Switch entweder per Cat-Kabel oder USB-WLAN-Adapter ans eigene LAN angeschlossen werden kann. So sieht unser PiPS-Prototyp zur Zeit von innen aus:

PiPS Innenleben 

PiPS-Inside
PiPS inside.

Das zentrale Kernstück des PiPS stellt die "PiPS-It!" Management Software dar, welche auch das Webserver-Modul beinhaltet.
Die Software benötigt eine REBOL3-Laufzeitumgebung/Interpreter. Wer möchte kann selbst den Source Code des REBOL3-Interpreters für den Raspberry Pi compilieren. Der Master Branch ist unter der Apache2.0-Lizenz auf GitHub veröffentlicht. Alternativ dazu kann ein fertiges Binary für Raspbian direkt hier von unserer Homepage heruntergeladen werden.

Mit Hilfe des Webserver-Moduls wird PiPS-It! selbst einfach über einen normalen Web-Browser konfiguriert. Das Webserver-Modul übernimmt dabei die komplette Kommunikation und Steuerung. Darüber hinaus haben wir im Webserver-Modul eine Statusfunktion ("...ein nettes Gimmick ...") implementiert, welche u.a. die Temperatur des SOCs des Raspberry Pi der letzten 10 Stunden aufzeichnet und als Temperaturverlauf darstellt. Klicken Sie dafür einfach auf das entsprechende π im unteren Bereich der Seite und erfahren so wie warm es im Inneren des PiPS ungefähr ist.
Neben diesem Gimmick beinhaltet das Webserver-Modul auch die wesentlichen Funktionen einer Zeitschaltuhr. Die Zeitschaltautomatik unterstützt tägliche Schaltzeiten genauso wie Wochenprogramme. So lassen sich alle Schaltzeiten individuell und genau nach ihren Wünschen einstellen.

Neben den automatischen Schaltzeiten der jeweiligen Timer können die Zustände der 8 Schalter des PiPS natürlich auch manuell verändert werden. Hierbei ist zu beachten, dass der zum Schalter gehörende Timer zu deaktivieren ist, damit manuell gesetzte Schaltzustände erhalten bleiben und nicht von der Zeitschaltautomatik verändert werden. Eine Übersicht der verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten ist aus dem folgenden Bild ersichtlich.

PiPS-Settings 

PiPS-Settings
Das Konfigurationsinterface von PiPS (PiPS-Settings).

Anmerkung: Werksseitig ist das Konfigurationsinterface (PiPS-Settings) nur über das selbe Netzsegment erreichbar, indem sich auch der PiPS befindet. Bei Bedarf kann dies entsprechend der eigenen Sicherheitsanforderungen angepasst werden. Falls keine Adresse für die Admin IP oder keine IP-Range festgelegt wird, ist der π-Power-Switch von jeder beliebigen IP-Adresse aus konfigurierbar! Optional kann auch ein Zugriffsschutz aus einer Kombination von Benutzername und Kennwort individuell festgelegt werden.

Über den folgenden Link können Sie eine Lizenz von "PiPS-It!" sowie die Software selbst kostenpflichtig beziehen (Hinweis: Sie erhalten nach Zahlungseingang spätestens innerhalb von 3 Werktagen das Softwarebundle per gesonderter E-Mail zugesandt). Der Erwerb einer Lizenz für das Softwarebundle beinhaltet auch das Nutzungsrecht für das Webserver-Modul. Eine zusätzliche Lizensierung des einzelnen Moduls ist nicht erforderlich. Bei Bedarf können aber auch Volumenlizenzen unserer Software erworben werden. Genaue Angaben zu den Preisen und Mengenrabatten erhalten Sie auf Anfrage.

Bestandskunden können hier ein Upgrade ihrer Lizenz auf die jeweils aktuelle Version der PiPS-It! Management Software zum vergünstigten Preis von 6,99 EUR erwerben.

Installation & Start: Die Software kommt als Tarball, welcher nur entpackt werden muss (tar xvf PiPSIt.tar) und schon steht die "PiPS-It!" Management Software einsatzbereit auf dem Raspberry Pi zur Verfügung. Durch manuellen Aufruf des Shell-Skripts ./PiPSIt.sh start wird das PiPS-It! Webserver-Modul auf dem Raspberry Pi gestartet. Dieses Skript kann natürlich auch als init-Skript zum automatischen Starten von PiPS-It! ins System eingebunden werden. Als Alternative zum Shell-Skript lässt sich das PiPS-It! Webserver-Modul auch direkt ausführen. Durch Eingabe von ./bin/r3 Webserver.r & in der Shell wird es ebenfalls gestartet. Wir empfehlen aber die Einbindung des Webserver-Moduls als ReSpawn-Process in der /etc/inittab . Dies bietet den Vorteil, dass das Webserver-Modul jedesmal neu startet, sobald es beendet wurde.

Anwendung: Die weitere Nutzung sowie die Konfiguration der PiPS-It! Software erfolgt, wie oben bereits erwähnt, ausschließlich über den Browser des PCs, Tablets oder Smartphones. Geben Sie dazu einfach als URL die IP-Adresse des Raspberry Pi und den verwendeten Port des Webserver-Moduls in dem Browser ein ( z.B.: http://192.168.0.100:8080 ). Alles Weitere ist selbsterklärend oder erschließt sich von selbst.


Wir hoffen Sie sind von den Vorteilen des PiPS und vom smarten Design der Software ebenso überzeugt wie wir. Falls Sie Fragen, Wünsche oder Verbesserungsvorschläge zum PiPS oder zu der "PiPS-It!" Management Software haben, wir freuen uns auf Ihre Anfrage.

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