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RPPGCT

Raspberry Pi Python GPIO Control Tools

Descripción

Colección de utilidades varias para el control GPIO en Python

Sistemas

• cpu.py: Sistema indicador led de la carga de CPU en tiempo real. Utiliza tantos leds como GPIOs se le indiquen, siendo el último el de "alarma".
• dht11.py: Sistema de lectura de sondas de temperatura DHT11.
• domotica_cliente.py: Cliente del sistema gestor de domótica.
• domotica_servidor.py: Servidor del sistema gestor de domótica.
• indice_gpio.py: Sistema indicador de los puertos GPIO que quedan libres.
• internet.py: Módulo auxiliar para la comprobación de si hay o no Internet.
• pid.py: Módulo auxiliar para ciertas funciones de bloqueo y de PIDs.
• reiniciar_router.py: Sistema que comprueba si hay acceso a Internet. Si no, manda una señal en un puerto GPIO determinado. La idea es conectar un relé a este GPIO y al mismo la alimentación del sistema de acceso a Internet.
• temperaturas.py: Sistema indicador led de la temperatura del procesador en tiempo real. Utiliza tantos leds como GPIOs se le indiquen, siendo el último el de "alarma".

Historial de versiones

• 0.1.0:
  • Creación de los scripts boton.py, cpu.py, internet.py, pid.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py.
• 0.1.1:
  • Creación del scrpit de init.d temperaturas.sh, para darle a temperaturas.py la capacidad de autoarranque.
• 0.1.2:
  • Arreglo de un fallo menor en temperaturas.py.
• 0.1.3:
  • Arreglo del mismo fallo anterior en cpu.py.
• 0.1.4:
  • Redacción de README.md.
• 0.1.5:
  • Creación de la rama (branch) de testing y adición del instalador de pruebas.
• 0.1.6:
  • Añadida la sección de "Agradecimientos y otros créditos" en README.md y en los archivos correspondientes.
  • Añadido el instalador.
  • Acabados los scripts para init.d.
• 0.1.7:
  • Añadidas cabeceras en boton.py, cpu.py, internet.py, pid.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py.
  • Eliminada funcionalidad no necesaria en reiniciar_router.py.
  • Arreglo de fallos menores.
• 0.1.8:
  • Añadido el script actualizador.
• 0.2.0:
  • Configuración exportada a un único archivo.
  • Añadido un sistema de comprobación al importar para alertar de una mala (o inexistente) configuración en boton.py, cpu.py, internet.py, pid.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py.
  • Actualizados actualizador.sh, desinstalador.sh e instalador.sh.
  • Eliminado import innecesario en internet.py.
  • Editado .gitignore para que no suba el archivo config.py.
• 0.2.1:
  • Arreglo de fallo en los scripts de init.
• 0.2.2:
  • Arreglo de fallo en temperaturas.py.
• 0.2.3:
  • Arreglos menores.
  • Cambio de editor, lo que puede provocar algún desajuste con las tabulaciones o similar.
  • Comienzo del proceso de hacer el código independiente del sistema operativ, ya que así algunas cosas podré probarlas con mayor rapidez.
• 0.2.4:
  • Movido todo el código común a comun.py.
  • Arreglados fallos varios.
  • Rediseñado el bucle de temperaturas.py.
  • Añadida comprobación de superusuario en los scripts de init.
  • Añadido indice_gpio.py.
• 0.3.0:
  • Actualización de la configuración de config.py para permitir puertos GPIO tanto de entrada, como de salida.
  • Actualizados boton.py, comun.py, cpu.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py para adecuarse al nuevo pid.py para adecuarse a la nueva configuración.
  • Homogeneizado de README.md.
  • Implementación inicial de domotica.py a partir de boton.py.
• 0.3.1:
  • Arreglo de fallos en instalador.sh, actualizador.sh y desinstador.sh.
• 0.3.2:
  • Arreglo de fallos varios y limpieza de código en actualizador.sh.
• 0.3.3:
  • Arreglo de fallo en reiniciar_router.py.
  • Añadido domotica.py en actualizador.sh.
  • Limpieza de código en instalador.sh, actualizador.sh y desinstador.sh.
• 0.4.0:
  • Renombrado de domotica.py a domotica_servidor.py.
  • Editado config.py.sample para adecuarse al cambio de nombre.
  • Añadidas comprobaciones a comun.py para no hacer nada si ciertas variables no existen.
  • Documentación de comun.py.
  • Modificado pid.py para ser compatible con Windows.
  • Pasado pid.py a estilo orientado a objetos.
  • Actualizados comun.py, cpu.py, domotica_servidor.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py para adecuarse al nuevo pid.py.
  • Actualizado config.py.sample con los parámetros correspondientes a las novedades.
  • Homogeneizado de README.md.
  • Implementación inicial de domotica_cliente.py.
  • Renombrado temperaturas.py a temperatura.py por convención de nombres.
  • Actualizados actualizador.sh, desinstalador.sh e instalador.sh para adecuarse al cambio de nombre.
  • Añadida sección de F. A. Q. en README.md.
• 0.4.1:
  • Arreglados fallos varios en actualizador.sh, desinstalador.sh e instalador.sh.
  • Renombrado domotica.sh a domotica_servidor.sh.
  • Renombrado temperaturas.sh a temperatura.sh.
  • Homogeneizado de README.md.
• 0.4.2:
  • Arreglado fallo al lanzar hijos en domotica_servidor.py.
• 0.4.3:
  • Arreglado fallo en la descripción de pid.py
  • Arreglado fallo en la comprobación de desconexión de domotica_servidor.py
• 0.4.4:
  • Arreglado fallo en la sangría de algunas línas de código en domotica_servidor.py
• 0.4.5:
  • Arreglado fallo de versiones en los commits y en README.md.
• 0.4.6:
  • Modificado el procedimiento de arranque en comun.py, cpu.py, domotica_cliente.py, domotica_servidor.py, reiniciar_router.py y temperaturas.py.
  • Reajustado el código de indice_gpio.py para hacerlo más legible.
  • Implementado comando estado en domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
  • Actualizado un fallo en actualizador.sh, desinstalador.sh e instalador.sh.
  • Eliminado import innecesario en domotica_servidor.py.
  • Arreglo en la documentación de comun.py.
  • Añadidos algunos servidores más en la clase internet_config de config.py.sample.
• 0.5.0:
  • Arreglado fallo en la inicialización de los puertos GPIO de salida (sólo en el caso de ser puertos activos a bajo nivel, como podría ser el caso de un relé) en comun.py.
  • Añadido nuevos agradecimientos y reordenación de dicha sección en README.md.
  • Arreglo de fallos menores en la documentación de domotica_servidor.py. ¡Maldito copia-pega!
  • Cambio en el modo de procesamiento de los hijos en domotica_servidor.py. Ahora debería ser más eficiente.
  • Movida la configuración de PAUSA de la clase domotica_cliente_config a la clase domotica_servidor_config, ya que sólo hace falta en el servidor y no en ambos en config.py.sample.
  • Arreglado fallo en un import de indice_gpio.py.
  • Añadido un sistema de comprobación al importar para alertar de la no instalación del paquete psutil en cpu.py.
  • Clarificado parte del texto del Historial de versiones en README.md.
  • Clarificado parte del texto de actualizador.sh e instalador.sh.
  • Reajustado el nombre de algunas variables en domotica_cliente.py.
  • Renombrado config.py.sample a config_sample.py.
  • Reajustada la "constante" PAUSA de la clase domotica_servidor_config en config_sample.py.
  • Añadida la configuración necesaria para la depuración remota en config.sample.py.
  • Configurado domotica_servidor.py para que lea la configuración de depuración remota.
  • Actualizado el modo de encender los leds de temperaturas.py. Ahora puede soportar cualquier color.
  • Actualizada la configuración correspondiente en config.py.sample.
  • Mejorada la documentación de config_sample.py.
• 0.5.1:
  • Arreglado fallo en las variables de depuración en temperatura.py.
  • Convertido (de nuevo y espero que no vuelva a fallar) el retorno de línea de modo Windows a Linux en cpu.py.
• 0.5.2:
  • Modificado el tiempo de pausa de la clase domotica_servidor_config en config_sample.py para reducir la tasa de fallo. Sigue sin ser perfecto, pero a la espera de que arreglen este fallo, es lo mejor que puedo hacer.
• 0.5.3:
  • Arreglado fallo en desinstalador.sh.
• 0.5.4:
  • Arreglo estético en config_sample.py.
  • Eliminados imports no necesarios en domotica_cliente.py
  • Arreglada sangría de imports en domotica_cliente.py, indice_gpio.py, internet.py, reiniciar_router.py y temperatura.py.
  • Implementado el comando de ayuda en domotica_cliente.py.
• 0.6.0:
  • Modificado reiniciar_router.py para que no actúe de manera independiente, sino a través de domotica_servidor.py.
  • Taspasados métodos que ahora son comunes a varios scripts de domotica_cliente.py a comun.py.
  • Modificado domotica_cliente.py para que la clase principal herede de la clase principal de comun.py.
  • Arreglado fallo en la función estado en comun.py.
  • Reajustadas configuraciones en arreglo a los cambios anteriores en config_sample.py.
  • Añadido el campo "descripción" en las "constantes" GPIO en config_sample.py.
  • Añadidos mecanismos para depuración remota en domotica_cliente.py y reiniciar_router.py.
  • Añadido un bloque para interceptar un posible fallo al intentar borrar un archivo de bloqueo inexistente en pid.py. Esto podía ocurrir al reinstalar el sistema, especialmente si la parada de un servicio implica tiempo de procesamiento adicional, como en domotica_servidor.py. En este caso, es posible que el archivo de bloqueo sea borrado antes de la completa detención del servicio y, por consiguiente, éste arrojaría un fallo.
  • Renombrado de la sección Contenido a Sistemas en README.md.
  • Ahora las eliminaciones de los archivos de bloqueo en actualizador.sh y desinstalador.sh son silenciosas (> /dev/null), para evitar exceso de flood de fallos.
  • Actualizado el protocolo de comunicación entre domotica_servidor.py y domotica_cliente.py para el primero pueda indicar al segundo la descripción de los puertos GPIO y un "saludo" para acordar la versión del protocolo a emplear.
  • Modificados actualizador.sh, desinstalador.sh e instalador.sh y añadido config.sh para ajustar más finamente los permisos a la hora de instalar / actualizar y agrupada toda la configuración común.
• 0.6.1:
  • Renombrado config_sample.py a config.py y actualizadas referencias.
  • Arreglado fallo en cpu.py, que podría provocar que no se ejecutase correctamente.
• 0.6.2:
  • Arreglado fallo en la sangría en README.md.
  • Añadida la sección de Otras licencias en README.md.
  • Eliminado import innecesario en cpu.py.
• 0.7.0:
  • Implementado un sistema de lectura de sondas de temperatura DHT11 en dht11.py.
  • Añadida otra licencia en la sección de Otras licencias en README.md.
• 0.7.1:
  • Implementados varios parámetros para variar la salida en dht11.py.
  • Añadida otra licencia en la sección de Otras licencias en README.md.
• 0.7.2:
  • Mejoras en la calidad del código

Agradecimientos, fuentes consultadas y otros créditos

• A la documentación oficial de Python, por motivos evidentes.
• A la documentación del depurador remoto de PyDev, porque la mayor parte del código se ejecuta en una Raspberry Pi y depurarlo en remoto en el PC es un lujo.
• A croston, por la documentación sobre el módulo Python raspberry-gpio-python en formato wiki, sin el cual este proyecto no habría sido posible
• A alex, por la documentación en la web raspi.tv, la cual me ha orientado en el tratamiento de los puertos GPIO de entrada en domotica_servidor.py.
• A linuxitux, por el script netisup.py, el cual he utilizado (adaptado) en mi internet.py.
• A Oscar Campos, por la entrada sobre hilos en la web www.genbetadev.com, la cual me ha permitido llevar a cabo el multiprocesamiento en domotica_servidor.py.
• A Amelia Zafra, profesora de Redes en la Universidad de Córdoba, por sus prácticas de dicha asignatura en el curso 2015 - 2016, las cuales me ayudaron bastante a organizar la lógica de domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
• A Alberto Vela, por el minitutorial de sockets en la web developeando.net, el cual me ha permitido adaptar mis conocimientos en C / C++ en este campo en domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
• A Barlan, por la entrada sobre sockets en Python 3.4 en el foro de underc0de.org, la cual me ha permitido adaptar mis conocimientos en C / C++ en este campo en domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
• A Pherkad, por la sección de "Control del acceso a los recursos. Bloqueos" en la web python-para-impacientes.blogspot.com.es, la cual me ha evitado dolores de cabeza variados en domotica_servidor.py.
• A szazo, por su implementación de la lectura de la sonda de temperatura DHT11 en Python, la cuál he utilizado (adaptado) en mi dht11.py.

Por hacer (TODO)

• Crear una rama (branch) de testing.
• Pasar boton.py a dicha rama.
• Testear en dicha rama el instalador.
• Acabar de hacer el resto de scripts de init.d.
• Añadir el control de relés.
• Añadir el configurador general.
• Añadir el control de GPIOs general: leds y relés.
• Implementar la domótica remota.
• Cambiar el comando conectar para que sea un conectar y listar en domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
• Implementar comando estado para ver en qué estado se encuentra un puerto GPIO en domotica_cliente.py y domotica_servidor.py.
• Implementar comandos por parámetros en domotica_cliente.py.
• Implementar comandos por archivo en domotica_cliente.py.
• Integrar el control de relés en un archivo separado.
• [ ]Añadir control de versiones en la instalación.
• Hacer que actualizador.sh sea "inteligente" y actualice en función de la versión.
• Hacer un cliente en Django, que permita una gestión más visual del sistema.
• Rehacer dht11.py de manera que pueda ser configurado para leer individualmente cada sensor
• ¡Mucho más!

F. A. Q. (Frequently Asked Questions) o P. F. (Preguntas Frecuentes)

Desengañémosnos, nadie en su sano juicio preguntaría estas cosas, pero al menos nos sirve a los que las redactamos para aclarar algunas dudas que, creemos, el resto del mundo (mundial) podría tener.

❓ ¿Pero de verdad esto sirve para algo?

👉 A ver, a mí me sirve. Y eso es lo que importa. Y pienso que, si bien esto no es nada espectacular, quizá a alguien pueda también servirle o facilitarle el trabajo en algún momento, por lo cual he decidido compartirlo.

❓ No, ahora en serio, ¿de verdad sirve para algo?

👉 Bueno, todo esto no es nada per se. Pero si le añadimos:

• Unos leds bonitos
• Más leds bonitos
• Varios leds invisibles
• Algunos relés
• Mogollón de placas para tenerlo todo bien conectado
• Una placa de pruebas
• Un manojo de cables especiales para la dichosa placa de pruebas
• Una tira de cables
• Dos tiras más de otros cables similares, pero que no son los mismos
• Algo de lógica combinacional
• Y un toque de lógica secuencial

👉 Con todo ese cóctel de cosas, podemos tener algo decente. Prometo subir alguna foto del montaje.

❗ Exención de responsabilidad: Esta respuesta no es con fines publicitarios de Amazon, ni de ninguna otra web. Simplemente he listado la mayoría de los componentes que he comprado y dónde pueden ser encontrados.

👈 Las puertas NAND y los contadores son para propósitos de pruebas y experimentos. Aún no he realizado nada con ellos que esté relacionado con este proyecto, pero preveo hacerlo.

❓ Lo que tú digas, ¿pero cómo lo conecto o cómo se pone en marcha el hardware?

👉 La respuesta a esto es complicada, pero intentaré detallar qué hace cada módulo y cómo usarlo sin morir en el intento.

• cpu.py: Este sistema está pensado para medir el uso de la CPU de la Raspberry y encender una serie de leds en función de la carga. La cantidad de leds es variable. El último de los leds será el de "alarma", el cual será encendido solamente cuando la carga sea >= 100% cinco o más veces seguidas.
• domotica_cliente.py: Este sistema es un simple script que admite varios comandos y se los manda al servidor correspondiente, una vez conectado a éste. No hace mucho más (aún).
• domotica_servidor.py: Este sistema es el más complejo hasta ahora. La idea es que interactúe con relés para llevar a cabo operaciones domóticas, tales como:
  • Control de una fuente de alimentación (para evitar su consumo cuando nada esté conectado a ella, básicamente), a al que, por ahora, irán conectados:
    • Control de los leds infrarrojos ya citados.
    • Control manual del ventilador al que antes hice referencia.
  • Control de un termo eléctrico (necesitaré un relé de más potencia que no he adquirido aún).
  • Control de varios elementos calefactores (necesitaré relés de más potencia que no he adquirido aún).
  • Control de una vávula de riego (necesitaré adquirirla).
• indice_gpio.py: Esta herramienta (no lo llamo sistema, ya que no está integrado con nada) sirve para enumerar los puertos GPIO que quedan libres; entiéndanse libres los que no han sido todavía utilizados en la configuración.
• internet.py: Este módulo proporciona utilidades para saber si hay actualmente acceso a Internet.
• pid.py: Este módulo proporciona actualmente utilidades para evitar más de una instancia de ejecucución a los sistemas que lo requieran. En un futuro pienso ampliar sus funcionalidades.
• reiniciar_router.py: Este sistema conmuta un relé que controla la alimentación de un módem - router 3G. Personlamente, me ha pasado el perder la conectividad a Internet de un sistema remoto y, por ello, no tener forma de acceder al mismo. La idea es que este sistema comprueba si hay internet (gracias a internet.py) y, de no haberlo, reinicie el módem - router... por las bravas, aunque en este caso, dicho aparato lo soporta sin problemas.
• temperaturas.py: Este sistema está pensado para algo relacionado con cpu.py. Solamente que éste no enciende más de un led simultáneamente. Mi idea es conectar cada uno de los puertos GPIO a un led RGB y el cuarto a un led de alarma. Posteriormente, la alarma será también conectada a un relé que activará un ventilador (ya que si se activa la alarma es que la Raspberry Pi tiene calor). Aquí es donde seguramente necesitaré las puertas NAND.

❓ ¿Cuándo será lanzada la versión 1.0?

👉 Mis conocimientos del lenguaje Python aún son escasos; los sistemas ahora mismo están bastante aislados entre sí y deberían trabajar más coordinados; el instalador es un script que, si bien cumple su función, no me gusta, me parece cutre. Cuando todos estos problemas se solventen, el código esté más maduro, probado y estable y yo lo crea oportuno, consideraré que este proyecto pasa de ser una guarrerida a algo decente. Mientras, bueno, habrá que aprovechar lo que hay.

❓ ¿No has pensado en una interfaz web to güapa con Bootstrap, jQuery, una API y su correspondiente junta de la trócola? Seguro que así molaba el triple todo.

👉 He pensado en añadir un algo en Django, por aquello de que el código es Python, pero mis especialidades son C / C++ y PHP, así que no es algo a corto plazo. Si Python lo domino poco, Django aún menos. No quiero entrar en él sin tener más base de Python. Pienso que, mínimo, para enero - marzo de 2018 podré empezar en serio con ello. Quizá antes haga pruebas o implemente versiones preliminares, pero dudo que lo tenga en condiciones antes de la fecha que ya he dicho.

❓ ¿Por qué Python y no C / C++ o PHP, si tan bien (dices) que se te dan? ¿O por qué no <inserte aquí su lenguaje favorito / de moda>?

👉 Porque aparte de un proyecto útil, quiero que sea un reto. Porque quiero aprender Python. Porque no me apetecía estar compilando cada vez que quisiera probar algo.

👉 Porque no me ha dado la gana. Analicemos algunos de los lenguajes más populares y veamos:

• Java: Sí, hombre, claro... un lenguaje en que un simple hola_mundo requiere 16 GiB de RAM... en una Raspberry Pi Zero (la que yo tengo)... ¡Pfffff...JAJAJAJAJAJA! NOPE
• C / C++ / PHP: Respondido más arriba
• C# / VB .NET: ¿Se puede en Linux? No, es en serio...
• JavaScript (o, quizá, Node.js): Con todo el respeto a los desarrolladores de Node.js, programar en JavaScript no me parece serio.
• Delphi / Object Pascal: Lo veo demasiado complejo para un proyecto tan humilde.
• Go: ¿Esto no era una bebida energética?
• Perl: Sé que existe y que las expresiones regulares son una maravilla, pero no sé nada más de este lenguaje.
• Swift: Soy alérgico a las manzanas.
• Ruby: Es un juguete interesante.
• Ensamblador: Los programadores senior lo hacen en ensambaldor. Los programadores de verdad, en binario.

Otras licencias

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3. You may not offer or impose any additional or different terms or conditions on, or apply any Effective Technological Measures to, Adapted Material that restrict exercise of the rights granted under the Adapter's License You apply.

Section 4 – Sui Generis Database Rights.

Where the Licensed Rights include Sui Generis Database Rights that apply to Your use of the Licensed Material:

a. for the avoidance of doubt, Section 2(a)(1) grants You the right to extract, reuse, reproduce, and Share all or a substantial portion of the contents of the database;

b. if You include all or a substantial portion of the database contents in a database in which You have Sui Generis Database Rights, then the database in which You have Sui Generis Database Rights (but not its individual contents) is Adapted Material, including for purposes of Section 3(b); and

c. You must comply with the conditions in Section 3(a) if You Share all or a substantial portion of the contents of the database.

For the avoidance of doubt, this Section 4 supplements and does not replace Your obligations under this Public License where the Licensed Rights include other Copyright and Similar Rights.

Section 5 – Disclaimer of Warranties and Limitation of Liability.

a. Unless otherwise separately undertaken by the Licensor, to the extent possible, the Licensor offers the Licensed Material as-is and as-available, and makes no representations or warranties of any kind concerning the Licensed Material, whether express, implied, statutory, or other. This includes, without limitation, warranties of title, merchantability, fitness for a particular purpose, non-infringement, absence of latent or other defects, accuracy, or the presence or absence of errors, whether or not known or discoverable. Where disclaimers of warranties are not allowed in full or in part, this disclaimer may not apply to You.

b. To the extent possible, in no event will the Licensor be liable to You on any legal theory (including, without limitation, negligence) or otherwise for any direct, special, indirect, incidental, consequential, punitive, exemplary, or other losses, costs, expenses, or damages arising out of this Public License or use of the Licensed Material, even if the Licensor has been advised of the possibility of such losses, costs, expenses, or damages. Where a limitation of liability is not allowed in full or in part, this limitation may not apply to You.

c. The disclaimer of warranties and limitation of liability provided above shall be interpreted in a manner that, to the extent possible, most closely approximates an absolute disclaimer and waiver of all liability.

Section 6 – Term and Termination.

a. This Public License applies for the term of the Copyright and Similar Rights licensed here. However, if You fail to comply with this Public License, then Your rights under this Public License terminate automatically.

b. Where Your right to use the Licensed Material has terminated under Section 6(a), it reinstates:

1. automatically as of the date the violation is cured, provided it is cured within 30 days of Your discovery of the violation; or

2. upon express reinstatement by the Licensor.

For the avoidance of doubt, this Section 6(b) does not affect any right the Licensor may have to seek remedies for Your violations of this Public License.

c. For the avoidance of doubt, the Licensor may also offer the Licensed Material under separate terms or conditions or stop distributing the Licensed Material at any time; however, doing so will not terminate this Public License.

d. Sections 1, 5, 6, 7, and 8 survive termination of this Public License.

Section 7 – Other Terms and Conditions.

a. The Licensor shall not be bound by any additional or different terms or conditions communicated by You unless expressly agreed.

b. Any arrangements, understandings, or agreements regarding the Licensed Material not stated herein are separate from and independent of the terms and conditions of this Public License.t stated herein are separate from and independent of the terms and conditions of this Public License.

Section 8 – Interpretation.

a. For the avoidance of doubt, this Public License does not, and shall not be interpreted to, reduce, limit, restrict, or impose conditions on any use of the Licensed Material that could lawfully be made without permission under this Public License.

b. To the extent possible, if any provision of this Public License is deemed unenforceable, it shall be automatically reformed to the minimum extent necessary to make it enforceable. If the provision cannot be reformed, it shall be severed from this Public License without affecting the enforceability of the remaining terms and conditions.

c. No term or condition of this Public License will be waived and no failure to comply consented to unless expressly agreed to by the Licensor.

d. Nothing in this Public License constitutes or may be interpreted as a limitation upon, or waiver of, any privileges and immunities that apply to the Licensor or You, including from the legal processes of any jurisdiction or authority.

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