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jtf
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652cbd82bd
commit
27e9828f7a
2
documentation/build.sh
Executable file
2
documentation/build.sh
Executable file
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@ -0,0 +1,2 @@
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#!/bin/sh
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scribble --htmls doc.scrbl
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620
documentation/doc.scrbl
Normal file
620
documentation/doc.scrbl
Normal file
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@ -0,0 +1,620 @@
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#lang scribble/manual
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@title{Technische Dokumentation Türschließanlage, Version 3.1}
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@author{Hackspace Jena e. V.}
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@centered[@tabular[
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#:sep @hspace[3]
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#:style 'block
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@;#:row-properties '(bottom-border ())
|
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#:column-properties '(right right left)
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#:cell-properties (list '(top))
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(list
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(list "Planung, Schaltung und Elektroklempnerei" "" "ulip, joe")
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(list "Dokumentation und Übersichten" "" "joe")
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(list "Hardware-Spenden" "" "chekov, joe")
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(list "Beschaffung von Bauteilen" "" "gecko, ndo")
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(list "Linux-System, WLAN" "" "ndo, chekov, joe")
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(list "Web-Server und GUI" "" "chekov, lycian, joe, ndo")
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(list "Systemd" "" "chekov, bernd")
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(list "GPIO, Reverse Engineering Tür 1.3" "" "joe")
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(list "Einführung und Skriptgrundlage" "" "fpunktk, aehtuer-Autoren")
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)]]
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@image["img/itsmagic.png"]
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@centered[@hyperlink["https://codeberg.org/kraut.space/tuer3.git" "codeberg.org/tuer3.git"]]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@section{Komponenten}
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@centered[@image["img/tueranlage.png"]]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Embedded-PC}
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Als Steuerrechner verwenden wir einen Embedded-PC, genauer einen
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Raspberry-Pi 3. Er spannt ein WLAN-Netzwerk auf. Über einen
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Web-Server werden die Zugangsberechtigungen geprüft und ein
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Web-Interface angeboten. Die anderen Komponenten werden über die GPIO
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gesteuert. Für den Softwareteil (siehe: @secref{software})
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Prototypeboard}
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Die Schaltplatine hat die Aufgabe die vom Steuerrechner gesetzten
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Signale weiterzugeben und dabei für eine galvanische Trennung von
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Steuerrechner, Schließelektronik und Haustürtelefon sorgen.
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@centered[@hyperlink["img/tuer-3.0-prototypeboard-x2.png"
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@image["img/tuer-3.0-prototypeboard.png"]]]
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Liste der verwendeten Bauteile:
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@centered[@tabular[
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#:sep @hspace[3]
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#:style 'block
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#:row-properties '(bottom-border ())
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||||
#:column-properties '(left)
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#:cell-properties (list '(top))
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(list (list @bold{Bezeichnung} @bold{Typ/Wert} @bold{Info/Datenblatt})
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(list "R 1-3" "12Ω" "Metallschichtwiderstand")
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(list "R 4" "51Ω" "Metallschichtwiderstand")
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(list "R 5" "5600Ω" "Metallschichtwiderstand")
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(list "D 1-4" "grüne LED" "5mm Standard-LED, Statusanzeige")
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(list "D 5" "1N4148" "Rücklaufdiode für Relais")
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(list "OP 1-4" @hyperlink["../media/mXtwxrt.pdf" "PC817"] "Optokoppler")
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(list "T 1" @hyperlink["../media/BC546_48-CDIL.pdf" "BC546B"] "NPN-Transistor")
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(list "K 1" @hyperlink["../media/en-g6d.pdf" @nonbreaking{Omron G6D}] "5V-Relais")
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(list "CN 1" "2×13-polig" "Buchsenleiste in Raspberry-1/2-Breite, 500V~")
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||||
(list "CN 2" "PS 2-polig" "Stiftleiste, 2-polig, abgewinkelt, RM 2,54mm, 250V~, 1A")
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||||
(list "CN 3" "PS 4-polig" "Stiftleiste, 4-polig, abgewinkelt, RM 2,54mm, 250V~, 1A")
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||||
(list "–" "Platine" "Lochrasterplatine mit Lötaugen")
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)]]
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An den GPIO liegen 3,3V an. Die Summe der Ströme aller Kanäle sollte
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unter 50mA bleiben. Es werden für jeden Kanal jeweils eine LED und ein
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Optokoppler in Reihe geschaltet. Sie teilen sich den
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Vorwiderstand. Die Vorwärtsspannung U@subscript{F} des Optokopplers
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liegt bei 1,0V und der LED bei 1,7V.
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Beim Haustürtelefon liegen die gemessenen Spannungen im
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Bereich von –11,89V bis +6,8-9,5V. Hier wird ein zusätzliches
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5V-Relais mit Schutzdiode zwischengeschaltet. Bei 5V
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Betätigungsspannung wurde am Relais ein Haltestrom von 37mA, ergo ein
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Verbrauch von 185mW gemessen. Die Spannung am GPIO von 3,3V reichte
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nicht, die Sekundärseite des Optokoppler soweit durchzuschalten, dass
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der für das Relais notwendige Haltestrom erreicht wird.
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Um den Strom am GPIO nicht zu überschreiten und dennoch den LED-Strom
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im Optokoppler zu verstärken wurde ein Transistor vorgeschaltet.
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Am Raspberry-GPIO-Port genutzte Pins:
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@centered[@tabular[
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#:sep @hspace[3]
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#:style 'block
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||||
#:row-properties '(bottom-border ())
|
||||
#:column-properties '(right left)
|
||||
#:cell-properties (list '(top))
|
||||
(list (list @bold{Pin} @bold{Name} @bold{Aufgabe} @bold{Art})
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(list "2" "5V" "Relais-Haltestromversorgung" "-")
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(list "7" "GPIO 04" "Tür verriegeln" "Tastimpuls")
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(list "9" "Ground" "Masse" "-" )
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(list "13" "GPIO 27" "Tür öffnen" "Tastimpuls")
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||||
(list "15" "GPIO 22" "Haustür öffnen" "längerer Tastimpuls")
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||||
)]]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Schlüsselmodul KeyMatic® KM-RC-Key4-2 (rote Box)}
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Das rote Schlüsselmodul triggert den Schließzylindermotor und bündelt
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die Verdrahtung aller Signalleitungen in einer Box.
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Die Box enthält die Platine eines Funkschlüssels. Die Leitungen der
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Knöpfe wurden mit Lötlackdraht kontaktiert und über Anschlussklemmen
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nach außen geführt. Der Funkschlüssel ist mit dem
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Schließzylinderantrieb an der Eingangstür gekoppelt.
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||||
Der Kontakt vom Prototypeboard zum Haustürtelefon wird intern über
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zwei Anschlussklemmen durchgeleitet. Insgesamt wurde es vermieden
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freihängende Lüsterklemmen zu verwenden. Damit vermindern wir die
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||||
Gefahr einer Fehlkontaktierung oder Verpolung.
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@bold{Hinweis: Die Stromversorgung erfolgt derzeit über eine 1,5V AAA-Batterie.
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||||
Diese sollte alle 1-2 Jahre gewechselt werden.}
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||||
Eine Anschlussklemme für die externe Stromversorgung ist vorgesehen
|
||||
aber intern nicht angelötet. Dies läuft unter dem Projekt „Könnte man mal machen“™.
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@centered[@hyperlink["../media/HM-RC-4-2_UM_GE_EQ-3_130906.pdf"
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||||
@image["./img/thumbnail-keymatik-key-anleitung.png" ]]]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Schließzylinderantrieb}
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Das Kernstück der Türschließanlage stellt der Schließzylinderantrieb
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dar. Es handelt sich um einen HomeMatic® HM-Sec-Key. Er empfängt die
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Signale vom gekoppelten Funkschlüssel und schließt mit dem eingebauten
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Metallschlüssel entsprechend auf oder zu.
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Die Stromversorgung erfolgt über ein Steckernetzteil. Zwei Fake-Batterien im Batteriefach kontaktieren die Pole des Steckernetzteils.
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@centered[@hyperlink["../media/HM_SECKEYS_ANL.pdf"
|
||||
@image["./img/thumbnail-keymatic-anleitung.png" ]]]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Maus an der Eingangstür}
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An der Außenseite unserer Eingangstür befindet sich in der linken
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oberen Ecke des Türrahmens ein altes Mausgehäuse. Drückt man beide
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Maustasten gleichzeitig wird der Raum ohne Schlüssel oder Zugang zum
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Web-Interface abgeschlossen. Die Maus ist direkt an die rote Box des
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Schließmoduls angeschlossen. Eine Betätigung triggert so auch direkt
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den Schließenknopf.
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Diese Lösung erlaubt uns, dass das Abschließen von jedem möglich ist und
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das unabhängig von der Verfügbarkeit des Raspberry Pi®.
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Haustürtelefon}
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Das Haustürtelefon ist eine klassische Gegensprechanlage mit Hörer und
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einem Taster für den Haustürsummer. KTA als auch Steuer-PC schalten
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lediglich den Pin5 und Pin6 im Inneren zusammen. Beim Prototypeboard
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erledigt diese Aufabe ein Relais.
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Hinweis: Das Auslösen des Summers ist, nach dem Umbau der
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||||
Haustelefonanlage, nur möglich nachdem geklingelt wurde.
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{KTA – Klingeltüröffnerautomat}
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Der @hyperlink["http://www.jtxp.org/tech/kta2.htm" " Hersteller jtxp.org"] sagt:
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@emph{„Eine Elektronik wird an die Stromkreise von Hausklingel und Türöffner
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||||
angeschlossen. Wenn sie ein bestimmtes Klingelzeichen erkennt,
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betätigt sie per Relais den elektrischen Türöffner. Der memorierbare
|
||||
Code ersetzt den mechanischen Schlüssel, der Klingelknopf wird als
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||||
bereits vorhandenes und unauffälliges Eingabegerät gleich doppelt
|
||||
genutzt.“}
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||||
Die Stromversorgung kommt vom Haustelefon. Dabei wird eine Kondensator
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durch längeres erstmaliges Klingeln aufgeladen. Die Stromversorgung
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der Schaltung erfolgt dann durch diesen. Danach kann die Auswertung
|
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des Klingelzeichens erfolgen.
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@; ---------------------------------------------------------------------
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||||
@subsection{Elektrische Verdrahtung}
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@centered[@hyperlink["../media/tuer3.1.svg"
|
||||
@image["img/tuer3.1-kaskadierspiranz.png"]]]
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@section[#:tag "usage" "Bedienung"]
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@; ---------------------------------------------------------------------
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||||
@subsection{Web-Oberfläche}
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||||
Um die Tür zu steuern loggt sich das Mitglied mit geeignetem Gerät in
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das WLAN @tt{tuer.kraut.space} mit dem Passwort @tt{krautspace}
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ein. Mit einem Browser gelangt man dann über die Adresse
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||||
@tt{https://tuer.kraut.space} zur Bedienoberfläche der
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||||
Türschließanlage.
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Die Bedienoberfläche teilt sich in einen Login-Bildschirm der ein
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Eingabefeld für den persönlichen Token bereit hält, einem Bildschirm
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zur Steuerung der Schließvorgänge und einem Wartebildschirm.
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||||
Jedes Mitglied erhält seinen persönlichen Token, mit dem es sich an
|
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der Schließanlage anmelden kann.
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@centered[@hyperlink["https://principiadiscordia.com/book/36.php" @image["img/guilogin.png"]]]
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||||
Die Schließvorgänge wurden nach Verwendungshäufigkeit geordnet und die
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||||
wichtigsten, Tür öffnen und abschließen, hervorgehoben. Ein Druck auf
|
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den entsprechenden Knopf löst einen Schließvorgang aus.
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@centered[@image["img/guibuttons.png"]]
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||||
Während der Schaltdauer wird eine Übergangsseite angezeigt, welche
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nach einer gewissen Zeit zum Login zurückkehrt.
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@centered[@image["img/guiwait.png"]]
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||||
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@; ---------------------------------------------------------------------
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||||
@subsection{Neuen Token/Passphrase generieren}
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||||
Das zugehörige Token kann mit einem @hyperlink["../media/genpw.sh" "Skript"]
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||||
generiert werden. Einfach unter Linux ausführen und den Anweisungen folgen.
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||||
@tt{$./genpw.sh <NICK>}
|
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||||
@; ---------------------------------------------------------------------
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||||
@section[#:tag "software" "Software"]
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||||
Als Betriebssystem dient ein handelsübliches @hyperlink["https://www.raspbian.org" "Raspian"].
|
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@; ---------------------------------------------------------------------
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||||
@subsection{Webserver}
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||||
Als Webserver wird @tt{Nginx} genommen. Zum Ausführen von CGI-Skripten wird
|
||||
@tt{FastCGI} eingesetzt.
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Der Webserver ist so konfiguriert, dass unverschlüsselte HTTP-Anfragen
|
||||
grundsätzlich auf eine SSL-gesicherte Verbindung umgeleitet werden.
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||||
Der alleinige Aufruf von @tt{https://tuer.kraut.space} leitet auf die
|
||||
Login-Seite um.
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||||
Für die SSL-Verbindung wird ein von @emph{Let's Encrypt} signiertes
|
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Zertifikat verwendet.
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@; ---------------------------------------------------------------------
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@subsection{Web-Interface}
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Die gesamte Seite wird durch ein einziges Shell-Skript
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@tt{/var/www/cgi-bin/kraut.space} erzeugt. Dieses wird von Nginx über
|
||||
FastCGI aufgerufen. Das Shell-Skript entscheidet anhand der
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||||
GET-Parameter welche Seite angezeigt und welche Funktion ausgeführt
|
||||
werden soll. Für einen Eindruck siehe @secref{usage}.
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Intern verwendet es HTML-Templates welche über CSS formatiert werden.
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@subsubsection{Authentifikation}
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Für jedes Mitglied wurde mit dem Generierungsskript (siehe
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@secref{usage}) eine persönliche Passphrase und der zugehörige Hash
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erstellt. Die Hashs aller @emph{aktiven} Schlüssel sind in eine
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semikolonseparierten Datei @tt{/etc/tuer3.0/door_access_list}
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eingetragen. Sie enthält drei Spalten.
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In der ersten Spalte steht ein Bezeichner für den Schlüsselbesitzer,
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vorzugsweise der Nick. In der zweiten Spalte wird das Erstellungsdatum
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hinterlegt. Das Datum hat die Form von @tt{date +'%FT%T'}. Die dritte
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Spalte enthält den Hash der Passphrase. Als Hash wird @tt{SHA-512}
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||||
verwendet. Die ersten zwei Spalten sind rein informativ und haben für das Web-Interface
|
||||
keine Auswirkung auf die Ausführung. Sie erleichtern jedoch die
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geskriptete und händische Schlüsseladministration.
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||||
Insoweit die Passphrase nicht mit dem Skript generiert wurde, muss sie
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einigen Anforderungen genügen. Sie muss mindestens 31 Zeichen lang sein und
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||||
darf nur aus Zahlen, Kleinbuchstaben und dem Unterstrich '_' bestehen.
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||||
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||||
@subsubsection{Türschließfunktion}
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||||
Das Schalten der GPIO geschieht durch das Tool @tt{gpio} der
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||||
@hyperlink["http://wiringpi.com" "WiringPi"]-Bibliothek. Im
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||||
Shell-Skript werden die @emph{CPU-Pins} verwendet und mit der Option @tt{-g}
|
||||
übergeben. Als Timer wird @tt{sleep} verwendet.
|
||||
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||||
Der Nutzer @tt{www-data} muss in der Gruppe @tt{gpio} sein um die Pins
|
||||
schalten zu können.
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||||
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||||
Verwendetes Pin-Out des Raspberry-PI 3:
|
||||
|
||||
@centered[@tabular[
|
||||
#:sep @hspace[3]
|
||||
#:style 'block
|
||||
#:row-properties '(bottom-border ())
|
||||
#:column-properties '(left right)
|
||||
#:cell-properties (list '(top))
|
||||
(list (list @bold{Funktion} @bold{LED-Pin} @bold{Raspi-Pin} @bold{CPU-Pin} @bold{WiringPi})
|
||||
(list "indoor_lock" "1" "7" @bold{4} "7")
|
||||
(list "indoor_open" "3" "13" @bold{27} "2")
|
||||
(list "outdoor_buzz" "4" "15" @bold{22} "3")
|
||||
)]]
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@subsection{WLAN}
|
||||
|
||||
Die Website wird über ein eigenes WPA2-PSK-abgesichertes WLAN zur
|
||||
Verfügung gestellt. Das Aufspannen des Netzwerks übernimmt
|
||||
@hyperlink["https://w1.fi/hostapd/" "hostapd"].
|
||||
|
||||
Einige Kenndaten:
|
||||
@centered[@tabular[
|
||||
#:sep @hspace[2]
|
||||
#:style 'block
|
||||
#:column-properties '(left left)
|
||||
#:cell-properties (list '(top))
|
||||
(list
|
||||
(list "SSID" "tuer.kraut.space")
|
||||
(list "Passphrase" "krautspace")
|
||||
(list "address" "192.168.1.1")
|
||||
(list "netmask" "255.255.255.0")
|
||||
)]]
|
||||
|
||||
Durch das aufgespannte WLAN ist das WLAN-Device belegt. Weiterhin besteht
|
||||
keine Verbindung oder Weiterleitung zum Internet.
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@subsection{GPIO und systemd}
|
||||
|
||||
Die verwendeten GPIO müssen beim Systemstart in den OUTPUT-Modus
|
||||
versetzt werden. Dies erfolgt über einen Systemd-Service.
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@subsection{DNS und DHCP}
|
||||
|
||||
Der DNS-Server wird von @tt{dnsmasq} und der DHCP-server von
|
||||
@tt{dhcpd} zur Verfügung gestellt.
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@subsection{Let's Encrypt}
|
||||
|
||||
Das Zertifikat wird von @hyperlink["https://letsencrypt.org"
|
||||
"Let's Encrypt"] signiert. Aus der auf maximal 90 Tage beschränkte
|
||||
Gültigkeit dieser Signatur ist eine regelmäßige Aktualisierung notwendig.
|
||||
|
||||
Die Aktualisierung erfolgt jeden Montag gegen 4:00 Uhr. Bei einem
|
||||
Fehlschlag gibt es erst in der darauf folgenden Woche den nächsten
|
||||
Versuch. Ein Update erfolgt über ein Skript. Zuerst wird das
|
||||
aufgespannte WLAN abgebaut. Mittels @tt{wpa-supplicant} wird eine
|
||||
WLAN-Client-Verbindung zum Internet aufgebaut. Das neue signierte und
|
||||
GPG-verschlüsselte Zertifikat wird von @tt{https://tuer.kraut.space}
|
||||
gezogen und eingespielt. Danach wird die Internetverbindung abgebaut
|
||||
und das normale WLAN wieder aufgespannt.
|
||||
|
||||
@; ---------------------------------------------------------------------
|
||||
@section[#:tag "history" "Historie"]
|
||||
|
||||
Bei einem Verein mit vielen Mitgliedern und wenigen Schlüsseln kommt
|
||||
schnell der Wunsch nach einer Lösung auf, bei der jeder bei Bedarf in
|
||||
die Räume kommt. Die anfängliche Variante auf den Schlüsselbesitzer
|
||||
zu warten oder sich den Schlüssel auszuleihen ist auf Dauer zu
|
||||
fehleranfällig oder lästig. Es musste also eine technische Lösung her.
|
||||
|
||||
Ausgangspunkt für dieses Kapitel war der geschichtliche Abriss im Wiki
|
||||
@hyperlink["https://kraut.space/hswiki:jensites:fernschliessanlage?rev=1432282264"
|
||||
"kraut.space/Fernschließanlage"].
|
||||
|
||||
@; -----------------
|
||||
@subsection[#:style 'unnumbered]{September 2012}
|
||||
|
||||
Einige Vereinsmitglieder hatten begonnen sich mit der Materie
|
||||
auseinander zu setzen. Enstanden ist eine Lösung, welche als Hardware
|
||||
einen OpenWRT-Router mit Parallelport, einer Relaiskarte mit acht
|
||||
12V-Relais und einen ABUS-CFA-1000-Schließzylinderantrieb besteht. Die Pins
|
||||
des Parallelports schalteten je ein Relais. Was die Relais auf Sekundärseite
|
||||
schalteten ließ sich nicht recherchieren. Möglich wäre die
|
||||
Kontaktierung eines Funkschlüssels oder auch auch schon die im
|
||||
nächsten Abschnitt erwähnte Kabelfernbedienung.
|
||||
|
||||
Für die Software kam als Betriebssystem
|
||||
@hyperlink["https://openwrt.org" "OpenWRT"] mit @tt{lighttpd} und
|
||||
@tt{dnsmasq} zum Einsatz. Die Webseite wurde durch ein
|
||||
CGI-Shell-Skript ausgeliefert. Zugang erfolgte über ein vom Router
|
||||
aufgespanntes offenes WLAN.
|
||||
|
||||
Siehe auch
|
||||
@hyperlink["https://gitorious.org/hackspace-jena/aehtuer.git"
|
||||
"gitorius/aehtuer.git"] und
|
||||
@hyperlink["https://github.com/HackspaceJena/aehtuer"
|
||||
"github/aehtuer"]. Das letzte Update ist vom 26. Mai 2015.
|
||||
|
||||
@; -----------------
|
||||
@subsection[#:style 'unnumbered]{Anfang 2013}
|
||||
|
||||
Zur Steuerung des Schließzylinderantriebs wird eine kabelgebundene
|
||||
Fernbedienung KM-300-RI verwendet. Die Box verhält sich genauso wie
|
||||
der zum Antrieb gehörige Funkschlüssel. Mit dem Unterschied, dass der
|
||||
Schlüsselaustausch und die Kommunikation über eine Leitung und nicht
|
||||
über Antennen erfolgt.
|
||||
|
||||
@; -----------------
|
||||
@subsection[#:style 'unnumbered]{November 2013}
|
||||
|
||||
Bisher erhielt der Schließzylinderantrieb seine Stromversorgung aus
|
||||
Batterien im Batteriefach. Diese wurden durch ein Steckernetzteil
|
||||
ersetzt.
|
||||
|
||||
Die Kabelfernbedienung wurde zurückgebaut. Von der Sekundärseite der
|
||||
Relaiskarte wurden nun die Knöpfe vom Schließzylinderantrieb direkt
|
||||
angesteuert. Die Knöpfe dienten als Lötkontakt und waren damit fortan
|
||||
disfunktional. Durch herausgeführte Drähte konnte man die Knöpfe bei
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Bedarf durch Kurzschließen dennoch betätigen.
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Die Knöpfe am Gerät erlauben nur auf- und abschließen. Da die Tür
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außen einen Knauf hat wird zum öffnen die Funktionen aufschließen mit
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Falle halten benötigt. Leider kann man diese nur mit dem Funkschlüssel
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oder der Kabelfernbedienung auslösen.
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Als Hack wurde auf eine Kallibrierung des Systems verzichtet, so dass
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der Schließzylinderantrieb beim aufschließen überdreht und die Falle
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zurückgezogen bleibt.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{Dezember 2013}
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Der Hack wurde rückgebaut und der Schließzylinderantrieb kalibriert.
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Die Kabelfernbedienung übernahm wieder das Schließen.
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Relaiskarte und Kabelfernbedienung teilen sich ein 12V-Netzteil.
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Als Neuerung kommt ein Knopf außerhalb vom Space hinzu, der es erlaubt
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beim Verlassen der Räume die Tür ohne Schlüssel und Netzzugang
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abzuschließen. Der Knopf wird durch eine Computermaus realisiert, bei dem
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linke und rechte Maustaste gleichzeitig gedrückt werden müssen.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{Oktober 2014 - Tür2.0}
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Im Oktober 2014 kam der Wunsch auf das System zu erweitern. In einem
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Repository, siehe
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@hyperlink["https://github.com/HackspaceJena/Tuer2.0"
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"github/tuer2.0"], wurden Ideen, Wünsche und Anforderungen gesammelt.
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Das letzte Update ist vom 24. September 2015.
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Es wurde mit der Umsetzung einer REST-Schnittstellen in
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@hyperlink["https://golang.org" "Golang"] begonnen. Ansonsten blieb es bei
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einer Ideensammlung. Von den hauptsächlich Hardware- und
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Feature-Wünschen wurde nichts umgesetzt und leider auch nichts in
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Angriff genommen. Das Ziel eine Spezifikation zu erstellen wurde
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nicht erreicht, da grundsätzliche Anforderungen und Zusammenhänge
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nicht definiert wurden und keine Linie erkennbar ist.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{September 2015}
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Die eigene Stromversorgung der Kabelfernbedienung wurde entfernt. Die
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Stromversorgung geschieht nun über den Schließzylinderantrieb.
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Die Maus an der Eingangstür wurde wegen eines Kurzschlusses neu
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verkabelt.
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Dieser Stand lief mit kleineren Reparaturen bis 24. August 2017. Wir
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nennen ihn Tür1.3.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{Juni 2017 - Tür3.0}
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Die Tür1.3 lief immer noch. Der Stand lief aber mit älter werdender
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Hardware. Als eines der Netzteile ausfiel offenbarte sich die
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Fragilität des Systems. Es wurde Hardware verwendet für die es keinen
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Ersatz mehr gab. Die Verdrahtung bestand aus sehr vielen Lüsterklemmen
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mit Kabelabschnitten bei denen die Farben willkürlich wechselten. Die
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Dokumentation der Hardware bestand aus einem historischem Abriss. Ein
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Verdrahtunsschema oder Dokumentation gab es nicht. Debuggen hieß
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Reverse-Engineeren.
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Das Projekt Tür3.0 wurde begonnen. Der Name wurde gewählt weil der
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Name Tür2.0, auch wenn es sie nie gab, belegt war.
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Zuerst erfolgte eine Bestandsaufnahme der Tür1.3 seiner Bauteile und
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Verkabelung. Alle Datenblätter wurden zusammengetragen und auch mit einer
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Dokumentation begonnen.
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@centered[@hyperlink["../media/tuer1.3.svg"
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@image["img/tuer1.3-kaskadierspiranz.png"]]]
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Als kritischer Punkte stellte sich der Router und der
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Schließzylinderantrieb heraus. Für den Router mit Parallelport gab es
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am Markt keine Ersatzgeräte mehr. Bei Versagen des
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Schließzylinderantriebs wird ein neuer gekauft. Gibt es das Modell
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nicht mehr, muss ein neues in das System integriert und das
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Gesamtsystem entsprechend angepasst werden.
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Der Routerlösung hatte einige Probleme. Sie war potentiell teuer im
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Ersatz und erforderte Spezialwissen über das eingesetzte
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Betriebssystem (spezielles Dateisystem und komplizierte
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Konfiguration). Damals gab es schon eine Reihe von Embedded-PCs auf
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denen ein reguläres Linux läuft. Damit sinkt die Einstiegshürde, die
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Wiederbeschaffbarkeit oder ein adäquater Ersatz ist gewärleistet.
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Die Wahl traf auf den im Februar 2016 erschienene Raspberry-Pi 3. Er
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hatte den Vorteil, dass er WLAN-on-board hat und er war durch eine
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Sachspende (Danke Chekov!) als Entwicklungssystem sofort verfügbar.
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Die Relaiskarte benötigte ein eigenes 12V-Netzteil. Mit der Verwendung
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von Optokopplern entfiel dieses und es konnte auf das Hantieren mit mehreren Spannungen
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verzichtet werden. Das Ergebnis ist als Aufsteckboard für den
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Raspberry zusätzlich kompakter.
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@centered[@hyperlink["../media/tuer3.0.svg"
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@image["img/tuer3.0-kaskadierspiranz.png"]]]
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Die gesamte Entwicklung und der Testbetrieb der Tür3.0 erfolgte
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parallel zur Hardware der Tür1.3. Es wurden viele Grundideen seitens
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der Hardware und Software der Tür1.3 übernommen. Zusätzlich wurde die
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Erweiterbarkeit um Wünsche der Tür2.0 berücksichtigt. Das System
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lässt sich erweitern wenn die Notwendigkeit besteht oder wenn bei
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fehlenden Features der Leidensdruck groß genug ist.
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Beispielsweise wurde die Variante für das Web-Interface ein
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Shell-Skript per CGI aufzurufen beibehalten. Die Komplexität
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der Kernfunktionalität beschränkt sich auf eben diese 60 Zeilen
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Shell-Code. Die Einarbeitungszeit für Neue bleibt so überschaubar.
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Passphrasengenerierung erfolgt nun über ein Skript und ist nur dem
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Mitglied bekannt. Bei der Tür1.3 wurde eine Liste von
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Passwörtern/Token geführt und den Mitgliedern vergeben. Den
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Administratoren waren potentiell alle Passwörter bekannt.
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Die Verkabelung wurde vereinfacht und die Zahl der Lüsterklemmen
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reduziert.
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Der Hauptfokus des Projekts Tür3.0 lag auf Modularität der Hardware
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und schneller Reparatur.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{August 2017 - RIP Tür1.3}
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Eines Tages drehte Schließzylinderantrieb durch, ohne die Tür mit dem
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enthaltenen Schlüssel zu öffnen. Die Fehleranalyse zeigte, dass viele
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Plastikverbindungen für die Gehäuseschrauben spröde geworden
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waren. Einige zerbröselten geradezu. Eventuell hängt es mit dem zur
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Schmierung der Zahnräder verwendeten Silikonfett zusammen. Damit
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verutschten Intern die Zahnräder und konnten keine Kraft mehr
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übertragen.
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Das Gerät war schon zu lange vom Markt. Es gab nur überteuerte
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Altgeräte (über einen finnischen Händler) oder Gebrauchtgeräte. Beide
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Möglichkeiten kamen nicht in Betracht, da wir von einer
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eingeschränkten Laufzeit ausgingen.
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Der Ersatz wurde ein HomeMatic-Modell. Die Vorteile waren, dass die
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Schlosshalterung für den Schließzylinderantrieb indentisch war, der
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enthaltene Schlüssel nicht abgesägt werden musste und die Bedienung
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der des alten Gerätes glich. Leider gab es den Nachteil, dass die
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Funkschlüssel inkompatibel waren, so auch die Kabelfernbedienung. Ein
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Gerät mit ähnlicher Funktionalität für die HomeMatic wird nicht
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angeboten.
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Der Ausfall kam mitten in der Tür3.0-Testphase. Wir entschieden
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uns das Projekt gleich auf die neue Situation anzupassen und in den
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Live-Betrieb zu gehen. Ein Umstellen der Tür1.3 auf das neue System
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war uns im Parallelbetrieb zu heikel. Das Tür3.0-Projekt war zudem
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weit genug fortgeschritten.
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@emph{Leb' wohl alte Tür1.3, du hast uns viele Jahre gute Dienste geleistet.}
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Da es keine Kabelfernbedienung gab wurde ein Funkschlüssel zerlegt und
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in ein Gehäuse (rote Box) untergebracht. Die Knöpfe wurden nach außen
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geführt und durch die Optokoppler geschaltet. Das Prototypeboard
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wurde von Pull-Up- auf Pull-Down-Betrieb umgelötet. Die rote Box
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sammelt zudem alle Kabel, so dass kein Lüsterklemmen mehr nötig sind
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und das Debuggen durch einfaches Abziehen und Anstecken erfolgen kann.
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@centered[@hyperlink["../media/tuer3.1.svg"
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@image["img/tuer3.1-kaskadierspiranz.png"]]]
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@subsection[#:style 'unnumbered]{August 2018 - OMG Tür kaputt!}
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@; TODO CHECK August
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Nach fast einem Jahr Betrieb versagte auch der neue
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Schließzylinderantrieb. Es wurde ein Ersatzgerät beschafft. Der
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Vorfall ereignete sich innerhalb der Garantiezeit. Das neue Gerät
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scheint auch leiser als der Vorgänger zu sein. Auf eine Analyse durch
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Zerlegen wurde wegen der Gewährleistung verzichtet. Der neue Antrieb
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ließ sich reibungslos integrieren.
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Der Vorfall war neben ein paar kalten Lötstellen an Kabeln das einzige
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Hardware-Problem.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{Dezember 2018 - Update Tür3.1}
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Es wurde ein Mechanismus geschrieben, der die @emph{Let's Encrypt}-Zertifikate
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automatisch abholt. Dies ersetzt den bis dato händischen Prozess.
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@subsection[#:style 'unnumbered]{September 2019 - Update}
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Das Web-Interface bekam von technischer Seite eine Kur. Dabei wurden
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die HTML-Templates und das Shell-Skript mittels @tt{htmllint} und
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@tt{shellcheck} auf Standardkonformität gebracht, die Konfiguraton des
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Webservers Nginx angepasst. Probleme mit dem Browser @tt{w3m} wurden
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beseitigt.
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Im Rahmen der Arbeiten wurden alle Übersichten und Grafiken in der
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Dokumentation aktualisiert, der gesamte Text der Dokumentation
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überarbeitet, alle relevanten Datenblätter und Anleitungen
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zusammengetragen und in die Dokumentation integriert.
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Die Dokumentation wurde um diese Historie ergänzt.
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Auf Codeberg wurde ein Repository, siehe @hyperlink["https://codeberg.org/kraut.space/tuer3.git" "codeberg.org/tuer3.git"], welches
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alle wichtigen Bestandteile der Türschließanlage vereint, angelegt.
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Mit diesem Update wurden viele der längst überfälligen Arbeiten erledigt : )
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Danke an ndo und lycian.
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@; @subsection[#:style 'unnumbered]{die Zukunft}
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