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.
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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
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.
- Über SSH auf dem Raspberry Pi einloggen.
- Ins HOME Verzeichnis wechseln, wenn noch nicht dort.
cd ~
- Evok über GIT installieren
git clone https://github.com/UniPiTechnology/evok cd evok chmod +x install-evok.sh uninstall-evok.sh sudo ./install-evok.sh
-
sudo reboot
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 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!
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:
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:
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.
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
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.