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iPad KVM: Kreative Brücke zwischen iOS und Low-Level-Geräten

Casey Howards innovatives "iPad KVM"-Projekt demonstriert außergewöhnliche Problemlösung in Aktion. Als Informatik- und Mathematikstudent an der University of Kentucky, wo jeder Student ein iPad erhält, stand Casey vor einer Herausforderung: direkter Zugriff auf und Verwaltung von Low-Level-Geräten von seinem iPad aus. Nachdem er entdeckt hatte, dass dem Openterface Mini-KVM die native iOS-Konnektivität fehlte, baute er seine eigene Brücke.

Screenshot des YouTube-Chat-Interviews mit Casey über iPad KVM

Die Herausforderung

  • iOS sperrt USB, verhindert Arduino-Programmierung, BIOS-Level-Steuerung und Headless-Server-Zugriff
  • Casey brauchte einen Weg, sein iPad als BIOS-Level-Konsole für alles von Arduinos bis Ubuntu-Servern zu nutzen, ohne Wi-Fi, externe Stromversorgung oder sperrige Peripheriegeräte

Die Lösung: Raspberry Pi-Brücke

Die Kerninnovation des Projekts nutzt einen Raspberry Pi im "Gadget-Modus" als Dual-Purpose-Brücke:

  1. Bezieht Strom
    • Der USB-C-Port des Pi ist konfiguriert, um 5 V direkt vom iPad zu ziehen
  2. Trägt IP-Traffic
    • Interne Netzwerkbrücke trägt IP-Pakete über dasselbe USB-C-Kabel
  3. Bedient VNC
    • VNC-Server auf dem Pi ermöglicht direkten Remote-Desktop auf dem iPad, ohne Wi-Fi erforderlich
  4. Treibt KVM an
    • OpenterfaceQT auf dem Pi interfaced mit der Mini-KVM-Hardware
    • Die VNC-Session des iPad streamt Video und sendet Tastatur/Maus-Ereignisse an jeden Zielcomputer

Implementierungsdetails

  1. Raspberry Pi-Konfiguration

    • Gadget-Modus in /boot/config.txt und /etc/modules aktivieren
    • USB-C für 5-V-Stromversorgung konfigurieren
    • Netzwerkbrücke mit statischer IP (10.55.0.1) einrichten

  2. Remote-Desktop-Setup

    • x11vnc auf dem Pi installieren und konfigurieren
    • VNC-Server auf der Brücken-Schnittstelle automatisch starten
    • Auf dem iPad mit einem VNC-Client (z.B. RNC Viewer) zu 10.55.0.1 oder pi.local verbinden

  3. Mini-KVM-Integration

    • OpenterfaceQT für ARM-Architektur kompilieren
    • Mini-KVM in die USB- und HDMI-Ports des Pi einstecken
    • Den Pi über seinen USB-C-Port mit Strom versorgen

  4. Betrieb

    • Den Pi mit einem einzigen USB-C-Kabel an das iPad anschließen
    • VNC-Client starten und authentifizieren
    • Mini-KVM-Interface auf dem Pi öffnen
    • Video-Feed des Zielgeräts streamen und es in Echtzeit steuern

Systemarchitektur

Standalone-KVM-Setup

Komponenten

  • iPad (Host): VNC-Client und Stromquelle
  • Raspberry Pi 5: USB-Gadget, Netzwerkbrücke und OpenterfaceQT-Host
  • Openterface Mini-KVM: Hardware-Interface für Zielcomputer
  • Konnektivität: USB-C (Strom + Netzwerk), HDMI und USB-A-Kabel

Auswirkung und Zugänglichkeit

Mit nur einem iPad, einem Pi und einem Mini-KVM verwandelte Casey alltägliche Tablets in BIOS-Level-Konsolen, ohne zusätzliche Ausrüstung oder Netzwerk erforderlich. Diese Lösung läuft vollständig mit iPad-Batteriestrom, benötigt keine externe Stromversorgung oder Internet und bleibt für den Feldeinsatz hochgradig portabel. Caseys detaillierte Dokumentation und Build-Skripte machen diesen Ansatz für jeden mit einem Raspberry Pi und einem iPad zugänglich.

Besonderen Dank an Casey Howard, unseren Hardware-Helden-Gewinner des USB-KVM DIY Challenge 2024, für die Erweiterung der Mini-KVM-Fähigkeiten und die Bereitstellung einer eleganten Lösung, bis native iOS-Unterstützung verfügbar wird. Mehr erfahren hier: