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UniPi im Test – Der Alleskönner für das Raspberry Pi

danielboe
Geschrieben von danielboe
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Das UniPi ist eine Erweiterungsplatine für das Raspberry Pi(2) mit passender Software und reichlich Hardware Ein- und Ausgängen für Sensoren und Aktoren.

Einführung

Ich möchte euch heute eine etwas andere Smart Home Lösung vorstellen: Das UniPi. Es handelt sich um eine Erweiterung für das Raspberry Pi mit passender Software. Das Projekt wurde, wie schon so oft, erfolgreich über IndieGoGo finanziert. Die Installation ist relativ einfach und die Möglichkeiten auch sehr umfangreich. Die Platine kann sowohl zum Experimentieren als auch als fertige Installations-Lösung genutzt werden. Zu kaufen gibt es das UniPi fertig einsatzbereit für 149€ (ohne Raspberry Pi). Aber was ist das UniPi eigentlich? Schauen wir uns als Erstes die technischen Spezifikationen genauer an.

[carousel arrows=“display“] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [panel]UniPi Board mit Raspberry Pi[/panel] [/carousel]

Spezifikation des UniPi

Die aus hochwertigen Komponenten gefertigte Platine besitzt diverse Ein- und Ausgängen. Klingt erst einmal recht unspektakulär, aber genau so funktioniert unser Smart Home, oder? Werte messen und dann passend reagieren. Einfaches Beispiel: Wenn dunkel, dann Licht an. Eins vorweg: Dieses Beispiel lässt sich mit der Platine wunderbar umsetzen! Das sind die Ein- und Ausgänge:

8 Relays

Für unterschiedliche Schaltvorgänge wie Licht (auch 230V möglich), TV, Rollo, Fußbodenheizung …

14 Digital Eingänge

Erfassen von Ein/Aus Signalen. Alarmanlage, Lichtschalter, spezielle Sensoren mit Schwellwert. Feuchtemelder usw.

1-Wire Bus

Digitale Sensoren können in Reihe geschaltet werden. Temperatur, Helligkeit, Staubdichte, Bewegung usw.

2 Analog Eingänge

Analogmessung von Sensoren. Windmesser, Spannungsüberwachung, Temperatur usw.

1 Analog Ausgang

Steuerung durch analoges Signal. Dimmer-Schaltung, Servo für Tür oder Rollo, Heizung

RTC (RealTimeClock)

Synchronisiert due Uhr des Raspberry Pi auch ohne Netzwerkverbindung. Praktisch bei Zeitschaltungen und Events.

EEPROM

Speicher, welcher auch ohne Stromversorgung funktioniert. Vergleichbar mit SD-Karte. hier können Zeiten, aktuelle Status und andere Initialwerte hinterlegt und abgerufen werden.

Alle Anschlüsse des UniPi

Alle Anschlüsse des UniPi

Das UniPi Board ist Kompatibel mit dem Raspberry Pi Modell B und B+, sogar mit dem RPi 2. Wir sehen anhand der Hardware schon sehr gute Einsatzmöglichkeiten. Ob nun raumspezifisch oder im Schaltschrank oder auch für die Fußbodenheizung. Da alles über eine Netzwerk API gesteuert wird, kann via WLAN / LAN verbunden werden und es können vor allem auch für verschiedene Räume mehrere UniPi´s eingesetzt werden.

Das Besondere: Es gibt eine maßgeschneiderte API, welche einfach auf das Raspberry Pi installiert werden kann. Das UniPi lässt sich dann via Netzwerk auslesen oder steuern. Die Integration in jede moderne Smart Home Zentrale sollte also möglich sein. Wer meine Artikel ließt weiß, dass z.B. Pimatic einen wunderbaren und kostenlosen Einstieg als Smart Home Hub bietet. Das ist keine Vorgabe und die Nutzung mit anderen Herstellern und anderer Software bleibt jedem Selbst überlassen.

Inbetriebnahme

Installation

Es wird natürlich ein Raspberry Pi mit installiertem OS (Raspbian) benötigt. Wie das recht easy funktioniert und wie ihr auch schnell zu WLAN kommt, habe ich hier bereits erklärt. Wer grundsätzliches über das Raspberry Pi erfahren möchte, kann sich gern meine Tutorial-Serie anschauen.

Wenn das alles funktioniert, geht es mit der UniPi Software weiter. Diese nennt sich evok, ist kostenlos und bietet eine sehr gute API um das UniPi zu integrieren.

  1. Über SSH auf dem Raspberry Pi einloggen.
  2. Ins HOME Verzeichnis wechseln, wenn noch nicht dort.
  3. Evok über GIT installieren

Nach dem Neustart könnt ihr im Browser unter der IP des Raspberry Pi die Web-GUI von evok auf dem UniPi erreichen. Hier können bereits Eingänge überwacht und Ausgänge geschaltet werden.

Die Inputs des Web GUI am UniPi

Die WebGui

An die Relais könnte man jetzt wunderbar die Beleuchtung anklemmen und an die Eingänge könnten diverse Taster oder Türsensoren. Wenn die Inneninstallation also passt, lässt sich hier eine richtig gute und vollständige Smart Home Lösung zum schmalen Preis konstruieren!

Die Outputs des Web GUI am UniPi

Web GUI Ausgänge

Die UniPi REST API

Schauen wir uns noch schnell die API an. Diese ist wie immer sehr wichtig, um das UniPi auch in eine Zentrale integrieren zu können. Das UniPi an sich ist “dumm” es ist eine reine Ein- und Ausgabe Schnittstelle. Wir könnten jetzt pimatic als OpenSource Variante oder auch eine teure fibaro Zentrale nennen. Beides würde gleichermaßen mit dem UniPi harmonieren.

Eine Liste aller Geräte am UniPi gibt es mit dem Aufruf

http://ip_des_raspberry/rest/all

Der Aufruf gibt den Status von Relay 1 zurück

http://ip_des_raspberry/rest/relay/1/value

Das schalten der Relais geht schon nicht mehr einfach über den Browser. Hier muss via “post” der Wert gesendet werden. Hier Einschalten:

wget -qO- http://ip_des_raspberry/rest/relay/3 --post-data='value=1'

In Pimatic als “Regel” umgesetzt, sieht das folgendermaßen aus:

Integration via API mit Pimatic

Pimatic Integration

Wer sich noch an mein Tutorial zu NFC Tags erinnert, mit RESTask kann man das “POST Value” natürlich auch ausführen. Das sieht dann folgendermaßen aus:

via API kann auch RESTask das UniPi steuern

RESTask Integration

Mehr Details zur API und auch die Möglichkeiten findet man HIER. Leider konnte ich mit meiner Fibaro kein “post-data” ausführen. Zwar gibt es „POST“ in LUA, aber es verhält sich nicht so, wie ich es gern hätte. Werte auslesen geht, Relais schalten nicht. Wer hier Rat weiß, kann gern in die Kommentare schreiben.

Sensoren anschließen

An das UniPi können recht einfach “One-Wire” Sensoren angeschlossen werden. Das Pinout gibt es in der Dokumentation.

Die Pins am One Wire Anschluss

One-Wire Anschluss

Ich habe zum Test einen DS18B20 angesteckt. Dieser Sensor wird auch bei den Fibaro Tür- und Fensterkontakten verwendet und ist recht bekannt. Das hat auf Anhieb funktioniert und liefert Temperaturen sogar auf eine Kommastelle genau. Der Vorteil ist hier, dass viele Sensoren hintereinander “verkettet” werden können. Im Vergleich zu Funk braucht man ein Kabel, dieses ist aber durch die 3 benötigten Pins superdünn und kann auch sehr einfach in der Wohnung installiert werden.

Temepratursensor am OneWire Bus

Temepratursensor

Beispiel an einem Szenario

Da ich in einer Mietwohnung hause, kann ich nicht die Wände aufhacken und Kabel legen. Das UniPi will im Prinzip genau das. Es ist natürlich auch immer die beste und zuverlässigste Alternative, überall Kabel zu verwenden. Wie gesagt, in meiner Mietwohnung geht das leider nicht.

Das Beispiel kann ich also nur in der Theorie durchgehen. Was habe ich vor? Wenn eine Tür geöffnet wird, soll das Licht angehen. Das aber nur, wenn es draußen dunkel ist. Zusätzlich soll ein Schalter das Licht einschalten können. Ich denke diese Logik kann man sich in jedem Treppenhaus gut vorstellen.

Ich fasse also noch einmal zusammen:

  • Wenn Tür auf und außen dunkel -> Licht an für 3 Minuten
  • Wenn Schalter gedrückt -> Licht an für 3 Minuten

Das Licht, oder die Lichter kommen an die Relais. Hier könnte man z.B. auch verschiedene Lampen anklemmen. Der Schalter löst alle aus, die Tür nur die indirekte Beleuchtung. An die Tür kommt ein einfacher Reed-Kontakt. Dieser kommt an den digitalen Eingang am UniPi. Der Lichtschalter arbeitet nach dem gleichen Prinzip. An den Analogeingang kommt der Lichtsensor. Die Spannung ändert sich dann je nach Helligkeit draußen.

Software seitig lesen wir die beiden Digital-Ports und den Analog-Port aus. Wenn 1 sich ändert oder 2 geschlossen wird und Licht kleiner ist als Soll Wert, dann Lampe ein. Ich will Quellcode an der Stelle vermeiden, denn die Umsetzung ist in jeder Umgebung anders.

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Fazit

Das UniPi ist solide und eindeutig für den professionellen Einsatz konzipiert. Möglichkeiten bietet es genug, für manche Situationen fast schon zu viel. Wenn man nur einen Raum steuern will, sind die Ein- und Ausgänge überdimensioniert. Macht nichts, der Preis passt auch. 149€ bzw. noch +30€ für ein Raspberry Pi klingt erst einmal viel aber sind wir ehrlich, wer gerade ein Haus für 200.000€ baut, den wird das wenig interessieren. Die Installation ist kinderleicht, setzt natürlich trotzdem Kenntnisse in Linux bzw. etwas Erfahrung mit dem Terminal voraus. Die Steuerung und Integration ist gut gelöst, denn das UniPi bringt eine eigene API mit, welche universell eingesetzt werden kann. Ob nun FHEM, Pimatic oder eine reine Sprachsteuerung: Das UniPi wird mitspielen. Wer sich die Details anschaut, merkt, dass hochwertige Komponenten verbaut sind. Auch gut, denn wir wollen ja nicht unsere Wohnung in Brand setzen.

Ein gelungenes Gesamtpaket mit einer klaren Zielgruppe trifft es am besten. Denn wer NICHT das nötige Know-How besitzt und mit begriffen wie POST, API, One-Wire und Digital-In nichts anzufangen weiß, der sollte vielleicht erst einmal kleiner anfangen. Zum Experimentieren und Lernen gibt es günstigere Platinen, dafür ist das UniPi fast zu schade.

Diesen Blogpost hat geschrieben ...

danielboe

danielboe

Hi, ich bin Daniel, Geschäftsführer bei der "Smarthome Agentur UG" und mein Leben dreht sich rund um Technik seit ich denken kann. Mein Interesse gilt neuen Trends, welche den Alltag erleichtern. Dinge zu verstehen und sie noch besser zu machen ist mein Motto.
Wenn ich gerade nicht der Informatik Nerd bin, höre ich Musik, fahre Fahrrad oder treffe mich mit Freunden.

6 Kommentare

  • Danke für das gute Tutorial.
    sehr gut beschrieben.

    nur die 1 Wire Komponente anstecken hat bei mir im webzugriff nicht funtioniert. muss man die vorher noch irgendwo definieren?

  • Hallo

    Ich habe da mal eine Frage vielleicht ist sie ja auch dumm. Aber können die Eingänge 230 Volt abhaben oder nur 12-24 Volt? Den meine schaltleitung sind 230 Volt genauso wie meine steuerleitung. Kann mir dieses jemand beantworten?

    Danke schön mal

  • Guten Tag,
    ich bin Elektrotechnikermeister und frage mich, obwohl dieser Bericht schon etwas älter ist, ob der Autor sich hier seiner rechtlichen Folgen bewust ist, wenn jemand auf Grund solcher Aussagen “ Das UniPi ist solide und eindeutig für den professionellen Einsatz konzipiert. „… Im Grunde stimmt dies möglicherweise, nur leider darf dieses Board nicht offiziell an das Stromnet angeschlossen werden, da es die VDE-Vorschriften nicht erfüllt. Ein Blick in die Dokumentation ist für den Fachman nicht nötig. Die VDE sagt aus, dass ein FINGERSCHUTZ gegeben sein muss .. Die 3-Poligen Anschlussleisten geben diesen Schutz jedoch nicht her. Somit durchgefallen, ganz gleich, wass auch immer wer oder der Hersteller sagt ..

    Und bitte “ sind die Ein- und Ausgänge überdimensioniert. “
    Ein Haus, ganz gleich wie günstig oder teuer .. 8 Leistungskanäle .. Wenn man es richtig plant benötigt man PRO Raum min. 4 Kanäle (Im Raum) und 1x ausserhalb am Verteiler der Fußbodenheizung .. Macht schon 5 x 230 Volt .. Aber bitte beachten bei ca. 8 Ampere ..

    Dumm ist auch die Schalttächnik überhaupt .. Acht 1-Polige Relais MONOstabil
    Dies heisst A) Wenn Verbraucher AN, dann Relais (als zweiter Verbraucher) auch AN.

    Wären jetzt alle 8 Relais AN würde dies einen zusätzlichen Stromverbrauch hervorrufen, welche völlig unsinnig ist.

    Würde der Hersteller statt der MONOstabileln Relais BIstabile Relais verbauen, dann würde der Stromverbrauch der Relais
    lediglich 2x 600-800 ms zu Buche schlagen .. 1x Umschalten = AN .. 1x Umschalten = AUS
    Die Schaltzeiten von 600-700 ms ergeben sich durch den „sicheren Schaltweg (Schaltvorgang)“, welcher besagt, dass min. eine gewisse Zeit Spannung an der Spule des Relais anliegen muss, um einen sicheren Schaltbefehl zu geben.
    Geht man davon aus, dass 8 OUTputs zu wenig sind, werden min. 3-4 Boards benötigt .. 8 x 4 = 32 x Relais AN hat zur Folge, dass 32 x Strom unsinnig verbraucht wird und der Anwender nicht verstehen kann, warum die „smart home anlage“ den Stromverbrauch enorm erhöht anstatt „Nur einen kleinen Anteil“ diese zusätzliche Kosten verursacht..

    Viel Spaß beim nachdenken ..
    Gruß Thomas Berger

    • Hallo Thomas,
      deine Einwände sind durchweg berechtigt. Ich hafte natürlich nicht für unsachgemäßen Umgang und das muss ich auch nicht. Aber wie gesagt, ich sehe es mittlerweile wie du und stimme dir in allen Punkten zu bis auf den Verbrauch. An sich ist dein Gedankengang verständlich aber wir sprechen von 5V Relais bei 150mW Spulenleistung. Bedeutet es sind bei 32 angezogenen Relais nicht einmal 5W. Das ist weniger, als der Pi verbraucht und bei aktuellen Stromkosten etwa 12€ Stromkosten im Jahr. Ich vermute in der Gegenrechnung zu den Mehrkosten der Relais wird hier nichts diskutables herauskommen.

      Viele Grüße

      Daniel

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