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PiUS - der etwas andere π-Ultraschall-SensorHerzlich willkommen beim PiUS - einem smarten Ultraschall-Sensor basierend auf dem Raspberry Pi und REBOL. Nur hier können Sie eine offizielle Lizenz für das Bundle der "PiUS-It!" Management Software[1] zum Preis von €29,99 EUR erwerben. Das Softwarebundle beinhaltet bereits alle erforderlichen Module (Webserver, Archivierung & Plot, UltraSonic, LCDisplay) der Management Software, die für eine Füllstandsanzeige oder ein Entfernungsmessgerät auf Basis des Raspberry Pi erforderlich sind. Die Software läuft auf allen Raspberry Pi Modellen. Das modulare Konzept der "PiUS-It!" Management Software ist ideal für die neue Mehrkern-Architektur des Raspberry Pi 2/3 geeignet und nutzt dessen zusätzliche Rechenleistung optimal aus.
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 PiUS 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 PiUS basierend auf der "PiUS-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 Antworten auf Fragen finden Sie in der FAQ. Lesen Sie hier exemplarisch, wie unsere Kunden die "PiUS-It!" Software zur Füllstandsmessung verwenden. Die Bezeichnung PiUS steht für π-Ultraschall-Sensor und stellt die Erweiterung eines gewöhnlichen Raspberry Pi zu einem per Webinterface steuerbaren Ultraschall-Sensor dar. PiUS ist vielseitig einsetzbar. Er kann sowohl als universelles Distanzmessgerät, als Annäherungssensor in Garagen oder auch zur Überwachung von Tanks, Regenwassertonnen und Zisternen sowie zur Messung des Grundwasserspiegels Lernen Sie nun die Vorteile und Möglichkeiten vom π-Ultraschall-Sensor in allen Einzelheiten kennen und überzeugen sich gleich hier und jetzt im Internet von der "PiUS-It!" Management Software und deren einfach smarten Bedienung sowie den umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten. Alle wichtigen Funktionen von PiUS lassen sich auch aus der Ferne unter Verwendung eines Browsers von jedem beliebigen PC, Tablet oder Smartphone aus steuern und überwachen. Hier sieht man Der Systempreis eines PiUS inkl. aller benötigten Komponenten liegt bei unter 100,- EUR. Darin sind bereits die Lizenzkosten für die "PiUS-It!" Management Software enthalten. Die auf dieser Seite gezeigte Version eines PiUS besteht aus folgenden Komponenten:
Das äußere Erscheinungsbild unseres PiUS-Prototyps ist geprägt durch die beiden silbernen runden Ultraschall Sende- und Empfangssensoren. Aufgrund der Größe des HC-SR04 Ultraschall-Moduls ist der Einbau in ein gewöhnliches Raspberry Pi Kunststoffgehäuse etwas umständlich. Die einzelnen Komponenten des PiUS können aber trotzdem 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 PiUS einen Raspberry Pi Model A, der um das HC-SR04 Ultraschall-Modul erweitert wird. Dadurch lässt sich auf sehr kostengünstige Weise ein einfaches digitales Entfernungsmessgerät im Eigenbau zusammenstellen. Da spritzwassergeschützte und für den Außenbereich geeignete Gehäuse für den Raspberry Pi bekanntermaßen recht teuer sind, empfiehlt sich bei Bedarf das Ultraschall-Modul über ein beliebiges 4-adriges Kabel an den Raspberry Pi anzuschließen. Damit können auch größere Strecken zwischen Ultraschall-Modul und Raspberry Pi überbrückt werden. Sofern die Kabelqualität stimmt, funktioniert dies bei Längen bis zu 20m ohne Probleme. Die Anschlüsse des Ultraschall-Moduls sind direkt mit der 5 Volt Versorgungsspannung und der GPIO-Schnittstelle der Stiftleiste P1 des Raspberry Pi verbunden. Ein Spanungsteiler bestehend aus zwei Widerständen sorgt für die notwendige Pegelanpassung am GPIO23 (Echo-Eingang). Bei Verwendung längerer Kabel sollte der Spannungsteiler dann aber RPi-seitig in unmittelbarer Nähe zur Stiftleiste P1 platziert werden. Das HC-SR04 Modul wird über GPIO24 getriggert. Der genaue Anschluss des Ultraschall-Moduls ergibt sich aus dem unten abgebildeten Schaltplan. Achtung: Falls es im laufenden Betrieb zu unerwartenden Systemhängern kommt, deutet dies auf eine zu schwache Stromversorgung des Raspberry Pi hin. Tauschen Sie dann das Netzteil gegen ein stärkeres und zuverlässigeres aus. Beim Einbau der Komponenten ins Gehäuse sollten Kurzschlüsse vermieden werden. Achten Sie daher beim Einbau des Ultraschall-Moduls darauf, dass keine ungewollten Verbindungen zu spannungsführenden Leitungen entstehen. Insbesondere beim Einbau des Raspberry Pi und im Umgang mit dem HC-SR04 Modul ist darauf zu achten, dass entsprechende Schutzmaßnahmen gegen statische Aufladungen ergriffen werden. Die Messung einer Entfernung mittels Ultraschall ist prinzipiell recht simple und basiert auf der Geschwindigkeit des Schalls. Der Ultraschall-Sensor des PiUS sendet in Richtung eines entfernten Zielobjektes einen Ultraschall-Ton aus. Dieser Ton wird am Objekt reflektiert und als Echo zum Sensor zurückgeworfen. Aus der Laufzeit der Schallwelle wird dann die Distanz zum Objekt berechnet. Das HC-SR04 Ultraschall Modul kommuniziert über den GPIO23 (Echo/IN) und GPIO24 (Trigger/OUT) mit dem Raspberry Pi. Die Steuerung und Auswertung der Signale übernimmt dabei ein REBOL3 Skript, das UltraSonic-Modul. Die Vorteile einer Entfernungsmessung mittels Ultraschall sind offensichtlich. Messungen sind relativ einfach und kostengünstig durchzuführen. Sie bietet eine gute Genauigkeit in leeren Räumen, allerdings können Hindernisse, schräge Meßflächen, Wind und schwankende Temperaturen das Messergebnis verfälschen. Das HC-SR04 Ultraschall-Modul ist sehr günstig und bereits für wenige Euro erhältlich. Es verfügt über einem Messbereich von 2 cm bis 4 m und das bei einer maximalen Genauigkeit von 3 mm. Der Öffnungswinkel des Ultraschall-Sensors beträgt 15°. Das HC-SR04 Modul benötigt eine Versorgungsspannung von 5 V und hat im Betrieb eine Stromaufnahme von 15 mA. Daher kann es direkt über die Stiftleiste P1 des Raspberry Pi mit Strom versorgt werden. Falls eine hochpräzise Entfernungsmessung für Distanzen unter 2m erforderlich ist, kann anstelle des Ultraschall-Moduls ein I²C Laser-Distanzmessungsmodul mit VL53L0X Das zentrale Kernstück des PiUS stellt die "PiUS-It!" Management Software dar, welche neben einem Webserver-Modul auch das UltraSonic-Modul sowie das Archivierungs- & Plot-Modul beinhaltet. Mit Hilfe von letzterem archiviert PiUS-It! alle Messdaten und bereitet die Daten für die grafische Darstellung als Plot auf. Die Grafiken werden dabei jede Nacht, um kurz vor Mitternacht, automatisch aktualisiert und als Resourcen für eine Seite des Webservers bereitgestellt. Die übersichtlichen Tages- , Wochen-, Monats- sowie Jahresgrafiken (siehe oben) werden beim Anklicken vergrößert. Das UltraSonic-Modul ist Donationware und unter dieser Rahmenbedingung als Open Source verfügbar. Die übrigen Bestandteile der Management Software sind Closed-Source und erfordern den Erwerb einer Lizenz. Das aktuelle Release der Software enthält zusätzlich ein LCD-Modul, welches die Darstellung der Messergebnisse (Pegel-/Füllstand) 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. Die Bedienung von PiUS-It! erfolgt einfach über einen normalen Web-Browser. Das Webserver-Modul übernimmt dabei die komplette Kommunikation und Steuerung. Eine integrierte Suchfunktion ermöglicht die einfache und schnelle Suche nach historischen Messwerten. 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 PiUS ungefähr ist. Anmerkung: Werksseitig sind die Systemeinstellungen (PiUS-Settings) nur über das selbe Netzsegment erreichbar, indem sich auch der PiUS 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-Ultraschall-Sensor von jeder beliebigen IP-Adresse aus konfigurierbar! Optional kann auch ein Zugriffsschutz aus einer Kombination von Benutzername und Kennwort individuell festgelegt werden. Da es unzählige Arten von Zisternen und Tanks in den unterschiedlichsten Bauformen von verschiedenen Herstellern gibt, erweist sich eine exakte Berechnung des aktuellen Volumens als schwierig. Die "PiUS-It!" Management Software berechnet das Volumen linear zum konfigurierten Gesamtfassungsvermögen und kann daher ohne weitere Anpassung für Zisternen und Tanks in rechteckiger oder kubischer Form sowie für vertikal zylindrische Zisternen genutzt werden. Über den folgenden Link können Sie eine Lizenz von "PiUS-It!" sowie die Software selbst kostenpflichtig beziehen (Hinweis: Sie erhalten nach Zahlungseingang spätestens innerhalb von 3 Werktagen das Softwarebundle per gesonderter E-Mail zugesandt). Mit der Lizenz für das Softwarebundle erwerben Sie auch ein beschränktes, nicht exklusives Nutzungsrecht für die jeweiligen Module. Eine zusätzliche Lizensierung der einzelnen Module ist nicht erforderlich. Trotzdem können bei Bedarf neben einzelnen Lizenzen für die jeweiligen Module ( Archivierung & Plot / Webserver ) 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 PiUS-It! Management Software zum vergünstigten Preis von 9,99 EUR erwerben. Installation & Start: Die Software kommt als Tarball, welcher nur entpackt werden muss (tar xvf PiUSIt.tar) und schon steht die "PiUS-It!" Management Software einsatzbereit auf dem Raspberry Pi zur Verfügung. Durch manuellen Aufruf des Shell-Skripts ./PiUSIt.sh start werden die PiUS-It! Module auf dem Raspberry Pi gestartet. Dieses Skript kann natürlich auch als init-Skript zum automatischen Starten von PiUS-It! ins System eingebunden werden. Als Alternative zum Shell-Skript lassen sich die PiUS-It! Module auch einzeln ausführen. Durch Eingabe von ./bin/r3 PiUSIt.r & wird das Archivierungs & Plot-Modul sowie das UltraSonic-Modul gestartet. Der Start des Webserver-Moduls erfolgt durch diesen Befehl ./bin/r3 Webserver.r & . 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 PiUS-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 PiUS und vom smarten Design der Software ebenso überzeugt wie wir. Falls Sie Fragen, Wünsche oder Verbesserungsvorschläge zum PiUS oder zu der "PiUS-It!" Management Software haben, wir freuen uns auf Ihre Anfrage. Sie haben Interesse an einer Füllstandsanzeige auf Basis eines zuverlässigen hydrostatischen Druck-Messverfahrens, dann klicken Sie hier Sie interessieren sich für weitere von uns entwickelte Software und Projekte? Dann besuchen Sie auch mal diese Seiten: | |||||||||||||
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