Hier kommt Prototyp 3 von The Open Music Box: ein Audioplayer fuer Kinder, gesteuert ueber NFC-Karten, und vor allem ein vollstaendiges, quelloffenes System, das jede:r mit einem Raspberry Pi nachbauen kann.
Bevor ich die Box oeffne, ein kurzer Rueckblick. Im letzten Artikel habe ich den zweiten Prototypen vorgestellt, mit seiner grossen Neuerung: den Playlists, durch die mein Sohn dank zwei Buttons an der Front begeistert geblaettert hat. Ein Punkt blieb offen: Das Gehaeuse war zu kompakt, um einen Akku unterzubringen. Immer am Netzkabel, und ein bis zwei Minuten Wartezeit bei jedem Neustart. Die v3 fuehrt diese kontinuierliche Verbesserung weiter: eine ausgereifte Version, bereit, die alte zu ersetzen, und diesmal auch bereit, geteilt zu werden.
Eine Oberflaeche, um Inhalte zu verwalten
Bei der v2 lief eine neue Geschichte hinzufuegen so: per SSH einloggen, die MP3-Dateien in den richtigen Ordner legen, ein Skript starten, um die neuen Playlists den Karten zuzuordnen, dann den Service neu starten. Nicht wirklich familientauglich...
Also habe ich eine Web-Oberflaeche entwickelt, die der Raspberry Pi direkt ausliefert. Von jedem Handy oder Computer im gleichen Netzwerk aus kann man Playlists erstellen, Audio-Dateien hochladen und eine NFC-Karte einer Playlist zuordnen. Ohne Terminal, ohne Dateigebastel.
Alles Wichtige laesst sich von hier aus erledigen. Die Box spiegelt sofort wider, was sich auf dem Handy aendert, und umgekehrt.
Das Hochladen funktioniert per Drag-and-drop, Datei fuer Datei, mit Fortschrittsanzeige.
Das Zuordnen eines NFC-Tags laeuft genauso ab: Pairing-Modus starten, Karte an den Leser halten, fertig, verknuepft mit der Playlist. Keine manuelle Eingabe von IDs mehr.
Ein Akku fuer unterwegs
Auf der Hardware-Seite war die grosse Baustelle der v3, endlich einen Akku ins Gehaeuse zu bekommen, um nicht mehr am Stromnetz zu haengen. Ich habe also die Huelle komplett neu gezeichnet, ausgehend vom Akku: erst den dimensionieren, dann den Rest drum herum organisieren.
Innen ist ein LiPo-Akku mit einer kleinen Platine verbunden, die per USB laedt und automatisch in den Akkubetrieb wechselt, sobald man das Kabel zieht. Auf dem Papier loest das alles: keine Strippe mehr, keine Wartezeit beim Start.
Nur dass im Alltag das Umschalten zwischen USB-Strom und Akku einen kurzen Stromabriss verursacht, der den Raspberry Pi neu starten laesst. Ergebnis: mehr Bewegungsfreiheit, aber die ein bis zwei Minuten Wartezeit sind immer noch da.
Kein Drama, man arrangiert sich damit, aber es nervt. Ich habe versucht, mit Kondensatoren den Stromfluss zu glaetten, aber ich bin kein Elektroniker und das Problem bleibt bis heute bestehen.
Buttons fuer interaktive Geschichten
Waehrend ich die v3 entworfen habe, habe ich angefangen, ueber interaktive Geschichten nachzudenken: ein Hoerspiel, in dem das Kind per Knopfdruck den Verlauf bestimmt. Dafuer reichten zwei Buttons an der Front nicht mehr aus, es brauchte vier, fuer maximale Interaktivitaet.
Also habe ich diese vier farbigen Buttons auf die Oberseite der Box gesetzt. Das gibt gleichzeitig eine bessere Ergonomie: Druecken von oben fuehlt sich angenehmer an, und man schiebt die Box nicht weg, wenn man draufdrueckt.
Das Format der interaktiven Geschichten ist noch in Arbeit, aber das Gehaeuse ist schon darauf vorbereitet, wenn es soweit ist.
Das Gehaeuse bauen
Das finale Gehaeuse folgt der gleichen Logik wie die v2: eine 3D-gedruckte Struktur als Wuerfelgeruest, lasergeschnittene MDF-Platten fuer die Seiten. Was sich aendert: die Abmessungen, die Aussparungen fuer die neuen Buttons oben, ein Zugang zum Akku von unten ohne komplette Demontage und eine schlankere Struktur.
Um diese wuerfelfoermige Struktur in einem einzigen Druckvorgang hinzubekommen, brauchte es einige Kalibrierungen. Die Herausforderung waren die langen Bruecken von einer Wand zur anderen: Sie mussten sauber liegen, ohne durchzuhaengen, und die Stuetzen mussten sich danach ruecksstandsfrei entfernen lassen.
Viele verbrannte Drucke, bevor das Ergebnis wirklich sauber war.
Sobald die Struktur gedruckt war, kam die naechste Uebung: die Masse zwischen den inneren Trageplatten, den gedruckten Teilen und den lasergeschnittenen Holzpaneelen auf einen Nenner bringen. Drei Fertigungsverfahren, drei verschiedene Genauigkeiten, alle aneinander angeglichen. Ich habe dabei viel ueber die Kalibrierung eines 3D-Druckers gelernt und ueber die Einstellungen, die tatsaechlich Einfluss auf die finale Qualitaet haben.
Das System nachbauen
Prototyp 3 funktioniert, er laeuft bei uns zu Hause jeden Tag. Es fehlte nur noch ein letzter Schritt, damit aus dem Projekt wirklich ein Projekt wird: es reproduzierbar machen.
Im Moment ist vor allem die Anwendung verfuegbar: der Code laeuft und steht auf GitHub, und ein Konfigurationsskript richtet den Raspberry Pi automatisch ein, von der Installation der Abhaengigkeiten bis zum Start des Services. Nicht-kommerzielle Lizenz, frei zur privaten und schulischen Nutzung sowie zum Anpassen.
Beim Gehaeuse selbst sind die STL-Dateien und die BOM noch in Arbeit. Ich veroeffentliche sie lieber erst, wenn sie wirklich bereit sind, nachgebaut zu werden. Das kommt noch, und ich beantworte zwischendurch Fragen, die als Issue gestellt werden.
Und danach
Diese Raspberry-Pi-Version ist ein Ankommen, aber auch ein Wendepunkt. Im Alltag ist sie teuer, verbraucht viel, startet langsam und braucht ein komplettes Betriebssystem fuer etwas, das im Kern ein NFC-gesteuerter Audioplayer ist. Das ist zu viel fuer das, was sie tut. Ich habe viel (zu viel) Zeit in diesen Proof of Concept gesteckt, und es ist Zeit, ein Kapitel zuzuschlagen und auf passendere Komponenten umzusteigen.
Deshalb ist das Raspberry-Pi-Repo auf GitHub als deprecated markiert: Die Fortsetzung verschlingt gerade meine ganze Energie, und ich stelle sie im naechsten Artikel vor.
Trotzdem bleibt diese Version open source, verfuegbar und nutzbar fuer alle, die Lust haben, sich damit zu beschaeftigen. Der Code ist da, er funktioniert. Die Gehaeuse-Dateien folgen. Wer seine eigene Box baut: meldet euch gerne.