Wearables in Taschenform

von Jonas Bounama und Lisa Ihde
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Beim Durchgehen der Workshop-Liste fiel uns schon am ersten Tag der Kurs Visual programming LED bag ins Auge, welcher im Hardware Hack Space stattfand. Dort angekommen gab es sehr viele Tische mit Lötstationen und einer unüberschaubaren Menge an Teilnehmern zu beobachten, die an Arduinos arbeiteten und dafür schraubten, löteten oder programmierten.

Nachdem wir uns also zu dem Workshop eingefunden hatten, wurde die Frage gestellt, wer alles einen Laptop dabei hätte. Es wurden Paare gebildet und auf zwei Tische verteilt. Dann wurde die Hardware ausgeteilt: Wir erhielten eine 8×32-RGB-LED-Matrix und eine kleine Box, die M5Stick genannt wurde. Darin enthalten war, soweit wir rausfinden konnten, ein selbstentwickeltes M5Stack-Developer-Board, ein OLED-Bildschirm und ein ESP32. Denn wie sich herausstellte, war einer der Workshop-Leiter, Luke, von dem Start-up M5Stack und wir waren eine der ersten Tester für sie. Das Ziel war durch sein Produkt die RGB-LED-Matrix anzusteuern, um danach durch die zweite Workshop-Leiterin, Anina von 360FASH, zu lernen, wie man ein gut designtes Wearable in Form einer leuchtenden Tasche herstellt.

Der erste Schritt war das Flashen des M5Sticks. Dafür wurden wir auf den Online-Editor, in dem später programmiert werden sollte, verwiesen. Dort gab es einen Download-Link für die Firmware. Hier gab es aber nur Unterstützung für Mac oder Windows. Teilnehmer mit Linux hatten leider gar keinen Support und begannen bereits, den Kurs zu verlassen.

Wir versuchten zuerst, den M5Stick mit dem Mac in Betrieb zu nehmen, aber die heruntergeladene Firmware ließ sich nicht auszuführen, da der gatekeeper (Sicherheitsfeature von macOs) deaktiviert werden musste. Nachdem wir diesen ausgeschaltet hatten, startete das Programm zum Flashen, aber es fand das Board nicht. Wir mussten zusätzlich noch die Treiber für das Board installieren. Bei uns bildete sich leichter Frust und wir starteten nebenbei den Versuch, die Firmware auf einem Windows-Laptop zu installieren: Dort lief alles ohne Probleme. Wir hatten aber dennoch als eine der wenigen Gruppen selbstständig unsere M5Sticks erfolgreich sowohl auf Mac als auch auf Windows geflasht.

Nach dem Flashen baute der M5Stick ein eigenes Netzwerk auf, mit dem wir uns per Wlan verbanden. Auf dem OLED-Bildschirm wurde eine IP-Adresse angezeigt, die wir einfach in dem Browser eingaben. Es öffnete sich eine Oberfläche, in der wir ein Netzwerk auswählen konnten, mit dem sich der M5Stick in Zukunft immer verbinden würde. Nachdem wir die Konfiguration abgeschlossen hatten, verbanden wir den Laptop auch mit dem Wlan, in dem nun der M5Stick war und lasen den API-Key vom OLED-Display ab. Diesen trugen wir in dem Online-Editor ein. Aber auch das Verbinden des Online-Editors mit dem M5Stick schafften nicht alle Teams, wodurch wir wieder Teilnehmer verloren.

Um nun die RGB-LED-Matrix anzusteuern, musste man im Online-Editor die Neopixel als Unit hinzufügen. Der Editor unterstützte die Erstellung von Code in einem grafischen Ansatz, wie zum Beispiel Scratch. Alternativ konnte man Code in MicroPython schreiben. Der Workshop wurde als „No Coding, No Soldering“ umworben und daher sollten wir alle die grafischen Bausteine nutzen. Wir fügten einen Baustein hinzu, der 256 Felder zum Anklicken und einen Farbparameter hatte. Wir klickten uns ein Muster zusammen und führten den Code aus. Ein paar LEDs begannen zu leuchten. Es war zwar nicht das Muster, was wir entworfen hatten, aber ein Fortschritt. Die Kursleiterin war aber sofort begeistert und ließ andere Teilnehmer sich von uns erklären, was sie machen sollten, um auch voran zu kommen.

Ein paar Minuten Reverse Engineering später fanden wir heraus, dass dieser Block für eine andere Matrix gedacht und nicht mit unserer kompatibel war. Wir mussten also einen anderen Befehl nehmen, wo wir jede LED einzeln per Index ansprechen mussten. Um den ganzen Wahnsinn noch abzurunden, waren die LEDs per Schlangenlinie indiziert: Von eins an. Und natürlich gab es keine Funktion, die x-y-Koordinaten auf den Index abbildet. Uns wurde klar, diesen Code werden wir niemandem zeigen können.

Wir entschlossen uns, „HPI“ auf der Matrix anzuzeigen. Während Jonas komplizierte Berechnungen im Kopf startete, um die Indizes vom „H“ zu identifizieren, erstellte Lisa eine Exceltabelle, damit wir einfacher die Indizes bestimmen konnten. Mit der Methode hatten wir ziemlich schnell „HPI“ auf unserer Matrix stehen. Wir wurden zu Experten erklärt und halfen anschließend den anderen Teilnehmern.

Nachdem die anderen auch erfolgreich ihre Matrizen zum Leuchten gebracht hatten, entschlossen wir uns einen Smiley hinzuzufügen. Dieser war relativ schnell gemacht, aber wir wollten die Farbe ändern. Wir wechselten zu Python, da das Ändern der Farbe zwei Klicks in der graphischen Oberfläche pro LED erfordert hätte. Dort legten wir für die neue Farbe eine Variable fest und übergaben diese der Funktion.

Anschließend wollten wir noch die Entwicklungsumgebung oder unsere Programmierfähigkeiten an die Grenze treiben und stellten uns als Ziel, den Smiley zwinkern zu lassen. Wir identifizierten also mit Hilfe unserer Exceltabelle die drei Indizes der LEDs, die wir ansteuern wollten und schalteten diese mit einem Abstand von einer Sekunde an bzw. aus. Wir ließen noch die drei Buchstaben in den drei mehr oder weniger HPI-Farben erstrahlen und halfen dann den anderen bei ihren Problemen. Leider war damit die Zeit vorbei und wir kamen nicht mehr dazu, die Technik an den Taschen zu befestigen.

Wir hatten jedenfalls sehr viel Spaß und neben den Startschwierigkeiten ist die Hardware leicht zu programmieren. Wir sind gespannt, wie sich dieses noch sehr junge Produkt weiterentwickeln wird und haben schon Ideen für eigene Projekte.

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