Systembetrieb¶

Status-LEDs¶

Der HALPI2 verfügt über fünf RGB-LEDs, die den Zustand des Systems und der Stromversorgung sichtbar machen.

LED-Kurzübersicht¶

LED-Muster	Farbe	Bedeutung
LED 5 dauerhaft	Rot	Eingeschaltet, wartet auf Ladung
Fortschreitendes Füllen	Rot	Superkondensatoren laden
Regenbogen mit Farbwechsel	Mehrfarbig	Das CM5 ist nicht gestartet
Spannungsbalken	Gelb	Betrieb im Solo-Modus
Spannungsbalken	Grün	Betrieb im Co-op-Modus
Spannungsbalken	Orange	Pufferbetrieb aktiv (Solo)
Spannungsbalken	Dunkelgrün	Pufferbetrieb aktiv (Co-op)
Alle blinkend	Rot	Überspannung der Superkondensatoren
Alle dauerhaft	Rot	Watchdog-Zeitüberschreitung
Spannungsbalken	Violett	Herunterfahren läuft
Alle dauerhaft	Blau	Wechsel in den Standby läuft
Alle dauerhaft	Gedimmtes Rot	Standby
Alle aus	—	System ausgeschaltet

Spannungsanzeige der Superkondensatoren¶

Im Betrieb dienen die LEDs als Spannungsanzeige und zeigen den Ladezustand der Superkondensatoren:

LED 1: 5,0–6,0 V
LED 2: 6,0–7,0 V
LED 3: 7,0–8,0 V
LED 4: 8,0–9,0 V
LED 5: 9,0–10,0 V

Energieverwaltung und Herunterfahren¶

Der HALPI2 besitzt eine Stromversorgung, die Spannungsspitzen, Störimpulse und kurze Ausfälle verkraftet.

Überblick über die Stromversorgung¶

Die Energieverwaltung des HALPI2 besteht aus:

Einer Stromversorgung mit weitem Bereich (Eingang 11–32 V DC, Schutz bis 100 V DC)
Einer Pufferung durch Superkondensatoren für geordnetes Herunterfahren bei Spannungsausfall
Einer Strombegrenzung (0,9 A oder 2,5 A wählbar)
Der Erkennung von Spannungsausfällen und dem automatischen Auslösen des Herunterfahrens
Der Überwachung von Eingangsspannung und -strom

Das System arbeitet in zwei Betriebsarten: dem Solo-Modus und dem Co-op-Modus.

Solo-Modus¶

Der Solo-Modus bietet einen einfachen autonomen Betrieb, wenn der HALPI-Daemon nicht läuft. Der Controller arbeitet eigenständig, ohne Kommunikation mit der Software.

Merkmale des Solo-Modus¶

Keine Kommunikation mit der Software erforderlich
Grundlegender Schutz vor Spannungsausfall — überwacht die Eingangsspannung und reagiert auf Ausfälle
Automatisches Herunterfahren über simulierte Betätigungen der Ein-/Aus-Taste
Eingeschränkte Überwachungs- und Konfigurationsmöglichkeiten

Spannungsausfall und Herunterfahren im Solo-Modus¶

Erkennung des Spannungsausfalls: Der Controller überwacht die Eingangsspannung und erkennt Ausfälle. Ein Ausfallzeitgeber (standardmäßig 5 Sekunden) verhindert ein Herunterfahren bei kurzen Unterbrechungen.

Ablauf des automatischen Herunterfahrens:

Der Controller erkennt den Spannungsausfall
Der Ausfallzeitgeber startet, um Störimpulse von einem echten Ausfall zu unterscheiden
Simulierte Tastenbetätigungen — der Controller sendet einen Doppeldruck an das Compute Module
Das Betriebssystem reagiert und beginnt das geordnete Herunterfahren
Die Superkondensatoren halten die Versorgung aufrecht (in der Regel 30 bis 60 Sekunden)
Schutz durch 60-Sekunden-Zeitüberschreitung — erzwungenes Abschalten, falls das geordnete Herunterfahren scheitert
Das System bleibt ausgeschaltet, bis die Spannung zurückkehrt
Automatischer Neustart, sobald die Spannung wieder anliegt

Manuelles Herunterfahren im Solo-Modus:

Das Betriebssystem fährt normal herunter
Das System startet nach 5 Sekunden automatisch neu, wenn die Eingangsspannung weiterhin anliegt
Für ein dauerhaftes Abschalten trennen Sie die Eingangsspannung, nachdem Sie das geordnete Herunterfahren ausgelöst haben

Wann der Solo-Modus aktiv ist¶

Der Solo-Modus gilt:

ganz zu Beginn des Starts, bevor der HALPI-Daemon läuft;
wenn der HALPI-Daemon nicht startet oder deaktiviert ist;
auf nicht unterstützten Betriebssystemen ohne den Daemon;
wenn der Daemon abgestürzt ist oder nicht mehr reagiert.

Zuverlässigkeit des Solo-Modus

Der Solo-Modus bietet einen unverzichtbaren Schutz, ist aber weniger zuverlässig als der Co-op-Modus. Der Controller fordert das Herunterfahren über simulierte Tastenbetätigungen an, was bei einem eingefrorenen System möglicherweise nicht wirkt.

Co-op-Modus¶

Der Co-op-Modus bietet die vollständige Energieverwaltung, wenn der HALPI-Daemon läuft und mit dem Controller kommuniziert.

Funktionen des Co-op-Modus¶

Direkte Kommunikation mit der Software — Datenaustausch zwischen Controller und Daemon in Echtzeit
Schutz durch Watchdog — eine Zeitüberschreitung von 30 Sekunden sichert die Systemstabilität
Konfigurierbares Verhalten beim Herunterfahren — Zeiten und Befehle anpassbar
Überwachung in Echtzeit — umfassende Erfassung der Versorgungsparameter
Erweiterte Konfigurationsmöglichkeiten

Spannungsausfall und Herunterfahren im Co-op-Modus¶

Erkennung des Spannungsausfalls: Der Controller überwacht die Eingangsspannung und meldet Ereignisse direkt an den HALPI-Daemon. Der konfigurierbare Ausfallzeitgeber (standardmäßig 5 Sekunden) lässt kurze Unterbrechungen zu, ohne das Herunterfahren auszulösen.

Ablauf des automatischen Herunterfahrens:

Der Controller erkennt den Spannungsausfall und meldet ihn dem HALPI-Daemon
Auswertung des Ausfallzeitgebers — der Daemon prüft, ob der Ausfall den Schwellwert überschreitet
Ausführung des Abschaltbefehls — der Daemon führt den konfigurierten Befehl aus (standardmäßig /sbin/poweroff)
Geordnetes Herunterfahren des Betriebssystems — Anwendungen werden geschlossen und Dateisysteme sicher ausgehängt
Die Pufferung durch Superkondensatoren liefert während des gesamten Vorgangs Energie
Der Controller verfolgt den Abschluss — er erkennt, wann das Compute Module abschaltet
Die 5-V-Schiene wird abgeschaltet, sobald das Herunterfahren beendet ist
Das System bleibt ausgeschaltet, bis die Eingangsspannung zurückkehrt
Steuerung des Neustarts — je nach Konfiguration startet das System automatisch neu oder bleibt aus

Manuelles Herunterfahren im Co-op-Modus:

Ein aus der Software ausgelöstes Herunterfahren verläuft geordnet
Das System startet nach 5 Sekunden automatisch neu, wenn die Eingangsspannung weiterhin anliegt
Um den automatischen Neustart zu verhindern, trennen Sie die Spannung oder setzen Sie auto_restart auf false

Schutz durch Watchdog¶

Der Co-op-Modus enthält einen Watchdog:

Kommunikations-Zeitüberschreitung von 30 Sekunden — der Daemon muss sich regelmäßig beim Controller melden
Automatische Wiederherstellung — das System startet neu, wenn die Kommunikation abreißt
Schutz vor Softwarefehlern — sichert die Wiederherstellung nach einem Absturz des Daemons oder einem Systemstillstand
„Füttern des Watchdogs“ — der Daemon sendet regelmäßig Statusmeldungen, die den Zeitgeber zurücksetzen

Wann der Co-op-Modus aktiv ist¶

Der Co-op-Modus gilt, wenn:

der HALPI-Daemon läuft und einwandfrei arbeitet;
die Verbindung zwischen Daemon und Controller besteht;
das System ein unterstütztes Betriebssystem verwendet;
alle Überwachungs- und Steuerungsfunktionen zur Verfügung stehen.

Co-op-Modus prüfen

Status des Daemons: systemctl status halpid

Zustand des Controllers: halpi status

Weitere Angaben zum Befehl halpi finden Sie im Software-Handbuch.

Pufferung und Kondensatorsystem¶

Beide Betriebsarten stützen sich auf die Superkondensatoren, um ein geordnetes Herunterfahren zu sichern:

Dauer der Pufferung:

Die Superkondensatoren liefern 30 bis 60 Sekunden Pufferzeit
Die Dauer hängt von der Systemlast und den angeschlossenen Peripheriegeräten ab
Sie genügt, um das Dateisystem sicher zu schließen und Prozesse zu beenden
Sie ist nicht dafür ausgelegt, den Betrieb bei längeren Ausfällen fortzusetzen

Ladeverhalten:

Ladezeit: 25 Sekunden bei einer Strombegrenzung von 0,9 A
Ladezeit: 9 Sekunden bei einer Strombegrenzung von 2,5 A
Der Ladefortschritt ist am Füllen der LEDs zu erkennen (rotes Füllmuster)

Grenzen des Ausfallschutzes

Das System aus Superkondensatoren ist für ein geordnetes Herunterfahren ausgelegt, nicht für den Weiterbetrieb. Verlassen Sie sich bei längeren Stromausfällen nicht darauf.

Hinweise zum manuellen Herunterfahren¶

Der HALPI2 ist auf automatischen Betrieb und automatische Wiederherstellung ausgelegt, was sich auf das Verhalten beim manuellen Herunterfahren auswirkt.

Automatischer Neustart¶

Standardmäßig startet der HALPI2 nach einem manuellen Herunterfahren neu, solange die Eingangsspannung anliegt:

Ein manuelles Herunterfahren beendet das Betriebssystem normal
Nach dem Abschluss folgt eine Wartezeit von 5 Sekunden
Das System startet automatisch neu, um verfügbar zu bleiben
So ist die Wiederherstellung nach einem versehentlichen Abschalten gesichert

So schalten Sie das Gerät dauerhaft ab¶

Dafür gibt es zwei Wege:

Spannung trennen:

Lösen Sie aus der Software ein geordnetes Herunterfahren aus
Warten Sie, bis der Vorgang abgeschlossen ist (die LEDs erlöschen)
Trennen Sie die Eingangsspannung, um den automatischen Neustart zu verhindern

Konfiguration ändern:

Deaktivieren Sie den automatischen Neustart: halpi config set auto_restart false
Lösen Sie das Herunterfahren aus der Software aus
Das System bleibt nach dem Abschluss ausgeschaltet

Standby-Modus (geplant):

Stand der Funktion

Der Standby-Modus ist für künftige Firmware-Versionen vorgesehen. Er wird es erlauben, das Compute Module abzuschalten, während der Controller des HALPI2 aktiv bleibt und auf Weckereignisse wartet.