Kling, Glöckchen, Kling!

Man soll es nicht glauben, aber es gibt doch tatsächlich noch Haushalte, die keine Klingel haben. Unseren zum Beispiel. Genauer gesagt: “hatten”. Aber ich will vorne beginnen. Das Haus hat schon eine bewegte Geschichte hinter sich und an irgendeiner Stelle hat es wohl erst seine Haustüre verloren und möglicherweise dann in dem Zuge auch seine Klingel. Vielleicht hat es aber auch noch nie eine gehabt. Ich weiß’ es nicht. Eigentlich ist der Blick zurück aber auch gar nicht das Thema, sondern vielmehr der Blick nach vorne: Wir brauchen eine Klingel.

Macht man das richtig, dann muss die Hauswand geöffnet werden, weil eine Verbindung zwischen dem Klingeltaster außen und der Klingeleinheit innen hergestellt werden muss. Eine einfache und nicht sonderlich kostspielige Alternative bieten die kabellosen Klingeln aus dem Baumarkt. Die bestehen aus einem Klingelknopf mit einem Sender und einem Klingelkasten mit einem Empfänger, der mehr oder weniger viele mehr oder weniger schöne Klingeltöne abspielen kann. Im Prinzip reicht es, den Sender neben die Haustür zu schrauben und den Empfänger irgendwo in der Wohnung einzustecken. Der Sender hat eine Batterie und der Empfänger kommt in die Steckdose. Leider sieht das dann so aus:

01Das geht ja irgendwie gar nicht. Schöner wäre doch so ein Klingelknopf, den es etwa im gut sortierten Versandhandel zu erwerben gibt:

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Und so ein schicker Klingelknopf sähe vielleicht ganz nett aus an einen Stamm, der zufällig noch im Hinterhof rumliegt.

03So soll es also sein. Dazu muss in den Stamm eine ebene Fläche in der Form des Klingelknopfes gearbeitet werden. Einem Schreinerei-Profi stellen sich bei den von mir zu diesem Zweck verwendeten Werkzeugen (Taschenmesser und Dremel) möglicherweise die Zehennägel auf. Geklappt hat es schlussendlich aber glücklicherweise dennoch.

04Unter dem Klingelknopf muss auch noch die Elektronik des Senders Platz finden. Dazu wird ein ausreichend breites und tiefes Loch gebohrt.

05

Stichwort Elektronik. Die Elektronik der Baumarkt-Kabellos-Klingel muss natürlich noch mit dem neuen Schalter gekoppelt werden. Dazu wird der “Onboard-Taster” herausgelötet und werden an den Kontakten kurze Kabelstückchen angelötet.

06

Deren Kabelenden verbindet man nun mit dem neuen Klingelknopf.

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Die Elektronik des Senders kommt in eine kleine Plastiktüte, damit sie das Hamburger Schmuddelwetter übersteht. Dann verschwindet sie in der Bohrung im Stamm. Darüber wird der Klingelknopf geschraubt. Fertig ist die neue Hausklingel.

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Die neue Klingel ändert aber nichts daran, dass der Mensch ein Gewohnheitstier ist. Unsere Besucher tun sich noch sehr schwer damit, das neue Feature zu nutzen. Stattdessen klopfen sie weiter an die Tür. Ich bereite gerade eine umfassende Schulung vor …

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Das Kind muss endlich Programmieren lernen – Teil 2: Der Rest

Im ersten Teil dieses Posts habe ich bereits das Ziel eingeführt: Es soll eine Plattform, bestehend aus einem Roboter und einem Board, entstehen mit der Kinder erste Schritte in Richtung Programmieren auf spielerische Art machen können. Dieser zweite Teil beschreibt nun den Aufbau und die Programmierung des Programmier-Boards.

Das Board besteht aus mehreren Komponenten. Zunächst sind das acht Slots mit je zwei Buchsen zum Aufstecken der Programmierbausteine. Außerdem gibt es eine zusätzliche Leiste mit vier Slots, die zur Programmierung einer Subroutine verwendet werden können. Auf dieser Leiste kann man eine Folge von bis zu vier Bausteinen kombinieren. Verwendet man dann im eigentlichen Programm einen Subroutinen-Baustein, dann werden anstelle dessen die Subroutinen-Befehle im Roboter angesteuert. Zusätzlich findet man auf dem Board eine LED, die beim Betrieb leuchtet, und einen Start-Knopf. In dem Board sorgt ein Ardunio Mega für die Verarbeitung der Befehle und die Kommunikation mit dem Roboter.

board

In die Slots steckt man zum Programmieren je einen Programmierbaustein. In der aktuellen Version sind vier Baustein-Varianten umgesetzt: Vorwärts, Linksdrehung, Rechtsdrehung, Subroutine aufrufen. Durch Einstecken eines Bausteins in einen Slot erstellt man einen Spannungsteiler. Damit lässt sich auf einem Arduino-GPIO-Eingang eine abfallende Spannung messen und damit der eingesteckte Baustein identifizieren.

spannungsteiler

Der Widerstand R2 ist auf dem Baustein verbaut und verbindet dort die beiden Pins. Die Widerstände R1 (je einer pro Slot auf dem Board) sind auf einer kleinen Platine untergebracht. Die Widerstände R1 haben je 10k-Ohm, für die Widerstände R2 haben zurzeit 1k-Ohm, 1.5k-Ohm, 2.2k-Ohm und 3.3k-Ohm für die vier Bausteintypen in Verwendung. Bei einem Baustein mit einem 1.5k-Ohm-Widerstand lässt sich am GPIO demnach eine Spannung von 5V * 10k-Ohm / (10k-Ohm + 1.5k-Ohm) = 0.87 * 5V messen. Der Input liefert also einen Wert von etwa 891 bei einem Wertebereich 0 … 1023. Die Abstände zwischen den Gruppen müssen natürlich groß genug sein, damit die analogen Eingänge des Arduinos sie auch unterscheiden können. Nach meinen Erfahrungen liegt die Ungenauigkeit der Schaltung und der Messung bei weniger als 0.01V, sodass hier keinerlei Probleme auftraten. Als GPIO-Anschlüsse werden analoge Eingänge des Arduinos verwendet.

widerstaende

Für die Stecker und Buchsen habe ich Modelleisenbau-Stecker verbaut. In jedem Baustein sind die zwei Stecker direkt über den Widerstand R2 verbunden. Die Stecker sind dann in zwei passende Löcher geklopft und sitzen damit ausreichend fest. Als Abdeckung wird noch ein Sperrholzplättchen darüber geklebt, das auf der Innenseite einen Hohlraum für den Widerstand gedremelt bekam. Auf der Boardseite werden jeweils zwei passende Buchsen verwendet, die mit der Widerstandsplatine verbunden sind.

baustein

Das Board kommuniziert mit dem Roboter über Wifi. Der Roboter dient dabei als Server, das Board muss also lediglich Anfragen verschicken. Allerdings hat ein Arduino Mega in der Grundversion keine Wifi-Karte verbaut. Mit dem ESP8266-Chip steht aber eine sehr günstige Lösung bereit. Beim Verbinden des Chips mit dem Arduino ist zu beachten, dass der Arduino mit 5V arbeitet, der ESP8266 aber nur mit 3.3V. Bei der Verbindung ist daher ein Logik-Level-Konverter zwischenzuschalten. Für die Versorgung des Chips mit 3.3V kommt ein AMS1117-Spannungsregler mit einer Ausgangsspannung von 3.3V zum Einsatz. Meine Recherchen haben zwar ergeben, dass dieser eigentlich über eine externe Spannungsquelle versorgt werden sollte; ich habe ihn aber direkt an den 5V-Ausgang des Arduinos angeschlossen und konnte bisher keine Probleme damit feststellen.

esp8266

Das entsprechende Schaltbild sieht so aus:

esp8266_schaltung

Hat man die Hardware korrekt verkabelt, dann kann man über den seriellen Monitor der Arduino IDE mit TX-Befehlen mit dem ESP8266 sprechen. Eleganter und im hier verwendeten Arduino-Sketch auch so umgesetzt geht es aber natürlich über die Verwendung einer Arduino-Bibliothek.

Nun fehlt nur noch die Ansteuerung des Tasters und der LED. Wie so etwas prinzipiell geht, habe ich bereits bei früheren Posts (zum Beispiel bei der Kinderkasse) beschrieben. In beiden Fällen verwendet man einen digitalen GPIO und je einen Pull-Up-Widerstand.

Und das wars. Das Raster, auf dem sich der Roboter bewegt, lässt sich natürlich noch viel ansprechender gestalten. Für die Akzeptanz hilfreich wären wohl Abbildungen von Piraten, Drachen und Dinosauriern. Das kann aber ja noch kommen. Zunächst kann das Programmieren starten. Die gesamte Programmierstation aus Roboter und Board kann man sich in Aktion in diesem YouTube-Video ansehen:

Den Arduino-Sketch für das Board findet man auf GitHub unter https://github.com/pjenke/makerguy.

Jetzt gilt es zu sehen, ob sich das eine oder andere Kind mit diesem Aufbau nicht vielleicht frühzeitig für das Programmieren begeistern lässt.

Das Kind muss endlich Programmieren lernen – Teil 1: Der Roboter

In der letzten Zeit häufen sich die Stimmen, die meinen, das Programmieren in Zukunft eine Kompetenz sein sollte, die alle Kinder frühzeitig erwerben (“Erste Fremdsprache = Programmiersprache”). Selbstredend teile ich diese Meinung. Die Frage ist vielleicht weniger ob man Kinder an das Programmieren heranführt, sondern vielmehr wie man das macht. Das Ziel muss es schließlich sein, Begeisterung zu erwecken. Mit dem Calliope Mini scheint beispielsweise eine erste deutschlandweite Kampagne durchzustarten. Diese richtet sich an Schülerinnen und Schüler ab der dritten Klasse. Was aber ist das richtige Einstiegsalter für das Thema? Meine Meinung: Es kann nicht früh genug sein, solange es den Kindern Spaß macht. Ich bin nun über zwei Projekte gestolpert, die vielleicht schon für Drei- bis Vierjährige interessant sein könnten. Zum einen handelt es sich dabei um das Spiel Lightbot von dem im Rahmen der Hour-of-Code auch eine kostenlos spielbare Variante entstanden ist. Und kürzlich bin ich dann auf den Cubetto gestoßen, der das gleiche Prinzip mit einem anfassbaren Aufbau umsetzt. In beide Konzepten ist es das Ziel, einen Roboter mit einfachen Befehlen zu programmieren (“ein Feld vorwärts” oder “90-Grad-Drehung nach links”) und damit einen Parcours zu bewältigen. Das inspirierte mich, ebenfalls einen programmierbaren Roboter zu bauen. Zum Cubetto-Projekt sei erwähnt, dass deren Macher eine Anleitung zum Nachbau des Systems frei veröffentlicht haben. Das finde ich eine prima Idee. Meine Maker-Ehre trieb mich aber dennoch an, eine eigene Lösung zu entwickeln. Dieser Post beschreibt den Aufbau des Roboters. Hoffentlich folgt bald noch die Programmierumgebung, die es erlaubt, dem Roboter Leben einzuhauchen (das erinnert mich daran, dass ich mal mein Boot-Projekt zuende bringen muss …).

Der erste Schritt beim Aufbau des Roboters ist die Konstruktion der Bodenplatte, auf der später die Antriebseinheit und die Steuerungselektronik untergebracht werden. In der Bodenplatte sind bereits die Aussparungen für die Räder vorgesehen.

01_bodenplatte

Das Fahrwerk wird aus Bauteilen zusammengesetzt, die aus alten Märklin-Baukästen stammen. Ich hatte mal in einem Anfall von Nostalgie einige Reste von solchen Baukästen günstig bei ebay zusammengekauft. Bisher hatte ich aber noch gar keinen wirklichen Einsatz dafür. Endlich ändert sich das.

02_achsen

Die beiden Räder werden einzeln gesteuert. Damit wird das Kurvenfahren ermöglicht, ohne das eine Lenkung im eigentlichen Sinne umgesetzt werden muss. Das gleiche Prinzip kommt auch bei Raupenfahrzeugen zum Einsatz: Wenn das Vehikel um eine Kurve fahren soll, drehen sich die beiden Achsen gegenläufig, beim Vorwärts- und Rückwärtsfahren drehen sie sich jeweils in die gleiche Richtung. Den Antrieb für die beiden Achsen liefern zwei Mini-DC-Motoren mit integriertem Getriebe.

03_motor

Nun muss noch für die Ansteuerung der beiden Motoren gesorgt werden. Das Gehirn dafür ist ein NodeMCU v3. Das ist im Prinzip eine Kombination aus einem ESP8266-Wifi-Modul und einem Arduino. Man kann also kabellos damit kommunizieren und gleichzeitig hat man diverse Schnittstellen, um weitere Elektronikbauteile anzuflanschen. Die Ansteuerung der beiden Motoren übernimmt auch gleich ein ganz einfaches und günstiges Bauteil: ein HG7881 Motortreiber. Die Programmierung dieses Bauteils über den Arduino ist ein Kinderspiel.

04_elektonik

Zu guter Letzt soll noch eine Möglichkeit integriert werden, damit der Status des Roboters nach außen vermittelt werden kann. Dazu spendiere ich ihm eine grüne LED, die immer leuchtet, wenn die Stromversorgung steht. Außerdem habe ich einen Neopixel-Ring integriert, der lustige Farbspiele zeigen kann, etwa, wenn eine Programmieraufgabe mit dem Roboter erfolgreich absolviert wurde.

08_neopixels[Beispiel-Lichtspiel-Video durch Klick auf das Bild]

Sowohl die grüne LED als auch der Neopixel-Ring werden in den Deckel des Roboters integriert und mit dem NodeMCU verkabelt.

06_leds

Das Gehäuse wird noch durch einen stylischen Wolf belebt und dann kann sich der Roboter auf den Weg machen.

07_ergebnis

Hoffentlich gibt es bald den zweiten Teil dieses Posts, sodass der Roboter auch programmiert und zum Einsatz gebracht werden kann. Aktuell lässt er sich nur über eine kleine Webschnittstelle und einen Browser steuern. Seine Bestimmung wird er aber erst finden, wenn eine kindgerechte Programmierung unterstützt wird.

Ach ja, und nun noch an alle, die denken: “Ein dreijähriges Kind soll Programmieren lernen? Typisch helikopterartige Drill-Tiger-Eltern! Pfui!” Ja. Stimmt. Bau’ ich trotzdem. So.

PS: In Zukunft werde ich auch Code und Schaltzeichnungen/Verkabelungspläne unter GitHub veröffentlichen: https://github.com/pjenke/makerguy

Früher war mehr Lametta

Irgendwie gehört der Weihnachtsbaum ja schon zum Weihnachtsfest dazu. Letztes Jahr haben wir einen besonders nicht-nadelnden-Bio-Baum-Nordmanntannen-Prachtkerl (so in etwa die Produktbeschreibung) gekauft. Der Geldbeutel war dann leer. Wenige Tage später war dafür das Wohnzimmer voll – mit Nadeln. Das muss doch besser gehen, haben wir gedacht und sind dieses Jahr auf einer Webseite auf eine inspirierende Variante gestossen. So sollte es diesmal auch bei uns werden.

Wir bauen uns also einen Baum aus Holz selber. Von einem alten Schrank hatten wir noch die Rückwand übrig. Darauf haben wir unsere Baum-Silhouette skizziert.

schablone

Diese Schablone wird ausgesägt.

aussaegen

Nach dem Schleifen sieht der Baum schon ganz nett aus!

gesaegt_geschliffen

Die Kerzen sollen auf kleinen Plattformen stehen, die an den Baum geschraubt werden. Diese kleinen Holzplättchen werden aus Multiplex-Resten gesägt.

brettchen

Nun ist ein Weihnachts-Tannenbaum natürlich grün, da wollen wir nicht zu weit vom Original abweichen. Im Baumarkt finden wir passende Kreidefarben (der Sprühlack ist für die Kerzenständer) …

farben

… und bemalen damit unseren Baum.

gestrichen

Schlussendlich wird der Baum noch mit Kerzenständern versehen und geschmückt. Die Kerzenständer haben eingentlich noch einen Fuß. Den haben wir abgeschnitten und den Rest auf die Holzplättchen geklebt.

detail

Der fertige Weihnachtsbaum wird an der Wand befestigt, damit er die Weihnachtszeit auch unbeschadet übersteht (und hoffentlich noch viele andere).

final

Weihnachten kann kommen!

Spielzeug Selber Machen

Kinder lieben Spielzeug. Das ist nun keine bahnbrechende Erkenntnis. Allerdings lieben Kinder nicht immer das gleiche Spielzeug, das auch die Eltern toll finden. Die Rosa-Bunt-Quietsch-Blink-Mafia, die ihre Produkte gerne in Spielwarengeschäften ausstellt, hat beispielweise ein Sortiment, das mich nicht so anspricht. Das Kind soll sich gerne hier und da was davon aussuchen, aber vielleicht lässt sich das ergänzen? Ja, das lässt sich ergänzen: mit DIY-Spielzeug. Das gefällt dem Kind tatsächlich auch, insbesondere, weil man es sogar gemeinsam bauen kann. In den letzten Monaten sind so ein paar Spielzeuge bei uns entstanden von denen ich hier berichten möchte.

Zunächst ist da die Schokoladentafel. Die wird aus Sperrholzresten gemacht. Die einzelnen Stücke werden zurechtgesägt und am Rand ein wenig angeschliffen. Manche Stücke kommen einzeln vor, manche hängen zusammen. Die zusammenhängenden Stücke unterteilt man einfach mit einer kleinen Kerbe. Zuletzt werden die Stücke noch in eine kleine Pappschachtel eingepasst – fertig ist die Schokoladentafel.

schokolade

Von der Schokoladentafel zum Einkaufsladen ist es eigentlich nicht mehr weit. Fehlt nur noch das Zahlungsmittel. Mit der Kinderkasse ist das bargeldlose Zahlen bereits vorgesehen. Vielleicht ist es aber dennoch schön, auch ein paar Münzen klimpern zu lassen. Ein Eierbecher dient als Schablone für etwas Karton-Zuschnitt. Die Scheiben werden beidseitig mit Gold- oder Silberstift angemalt und bekommen ihre Wertzahlen. Los geht’s mit der kapitalistischen Früherziehung!

muenzen

Digitalisierung ist in aller Munde, vielleicht haben wir ja bald alle Haushaltsroboter. Höchste Zeit, dass auch das Kind auf diese Zeit vorbereitet wird. Auch für den Roboter kommen lauter kleine Holzreste zum Einsatz. Der T-förmige Torso zeigt, wie stark der Roboter ist. Die Gliedmaßen und der Kopf werden mit Schrauben am Rumpf befestigt. Dazu werden die Löcher vorgebohrt, damit die einzelnen Teile zueinander beweglich bleiben. Asimov freut sich!

roboter

Das Wasser haben wir ja bereit mit dem Boot erobert. Fehlt noch der Luftraum. Auch hier setzen wir das Fahrzeug aus Holzresten zusammen. Der Rumpf wird aus einer Leiste mit quadratischem Querschnitt gefertigt. Die beiden Enden sind dynamisch und luft-schnittig abgeschrägt. Die Flügel und die Heckflosse werden aus Sperrholz gesägt. Zur Befestigung werden in den Rumpf passende Kerben geschnitten und die Bauteile mit einem kleinen Nagel fixiert. Die Passagiere bekommen einen Gummigurt und nehmen (nicht ganz realitätsgetreu) auf der Maschine Platz.

flugzeug

Das Kind hat neuerdings die Dinosaurier für sich entdeckt. Einem Buch zum Thema ist zu entnehmen, dass man die Knochen der Dinosaurier in der Erde finden kann und einfach ausbuddeln muss. Leider hat eine erste Suche im Garten dieses Versprechen nicht halten können. Als Abhilfe dienen diese beiden Knochenattrappen, die aus Sträucher-Schnitt-Holz entstanden sind. Die können wunderbar in der Sandkiste verbuddelt werden und dann von dem Mini-Archäologen geborgen und natürlich klassifiziert werden (“Tyrannosaurier oder Flugsaurier?” Man weiss es nicht.).

knochen

Zugegeben, all’ das Spielzeug erfährt nicht immer die gleiche Aufmerksamkeit wie das aus der Glitzer-Bunt-Fraktion. Als kleine Ablenkung zwischendrin ist es aber allemal geeignet.

Ein Dach über dem Kopf

Kinder verkriechen sich gerne in Höhlen. Oder klettern über Hindernisse. Oder machen die Tür hinter sich zu; und wieder auf. Nicht selten aber stehen dabei die Eltern im Wege, die etwa behaupten, dass ein Küchenschrank gar keine geeignete Höhle sei (außer vielleicht für die Töpfe). Zeit, dass die Kinder ausziehen. Raus aus dem Wohnraum und ab in den Garten. Rein ins Spielhaus. Da ist das Kind der Boss.

Daher soll in unserem Garten also ein Spielhaus entstehen. Das von Grund auf selber zu konstruieren und insbesondere das Material zurechtzusägen, war mir aber zu aufwändig. Spielhäuser kann man nämlich auch in vielen Variationen als Bausätze kaufen; entweder im Baumarkt des Vertrauens, oder – wie bei uns – über das Internet. Einfach nur ein solches Haus in den Garten zu stellen, war mir aber dann doch zu einfach. Wenn schon Bausatz, dann sollte der wenigstens auf Stelzen stehen und eine Veranda haben und Aufgänge … aber fangen wir vorne an.

Ein Spielhaus auf Stelzen benötigt ein ordentliches Fundament. Darin habe ich ja schon Erfahrung und so sind die vier Pfostenträger schnell im Boden verankert.

01_fundament

Als nächstes kommt die Stelzenkonstruktion. Ich dachte, dass ich da einfach beim Holzhändler um die Ecke anfrage. So ein paar Balken können ja nicht die Welt kosten. Mit Erhalt der Preisauskunft, fiel mir aber erst einmal die Kinnlade runter. Die kosten beinahe nochmal soviel wie der Bausatz für das ganze Haus. Und dann hat man noch keine Aufgänge.

Durch einen glücklichen Umstand hörte ich gerade rechtzeitig von einem Förster ein paar Dörfer weiter, der sägerauhes Holz aus seinem Forst zu günstigen Preisen verkauft. Maße übermittelt, Transporter gemietet und schon liegt die Auffahrt voller Holz in verschiedenen Stärken und Längen.

02_holzeinkauf

Im Gegensatz zur Bestellung beim Holzhändler ist das Holz aber noch weit entfernt von den für den Bau notwendigen Maßen. Entsprechend aufwändig fällt das Zuschneiden aus, insbesondere, da ich keine Kreissäge sondern nur eine mittelprächtige Stichsäge mein Eigen nenne. Früher oder später ist aber alles zugeschnitten.

03_holzzuschnitt

Leider ist es auch damit noch nicht getan. Damit Kinder mit dem späteren Spielhaus spielen können, muss das Holz noch ordentlich geschliffen werden. Eigentlich wäre wohl fast Hobeln einfacher gewesen.

04_schleifen

Dann kann es endlich mit dem eigentlichen Bau losgehen. Der Stelzenrahmen wird in die Pfostenträger eingelassen und verschraubt.

05_gestell

Die Anleitung ist zwar nicht ganz trivial zu durchschauen aber in Summe lässt sich auch das Gestell des Spielhaus-Bausatzes gut zusammenbauen.

06_skelett

Und wie in allen anderen Projekten gilt auch hier: Ist der erste Schritt getan, dann läuft es fast von selber.

07_rohbau

Die größte Herausforderung war der Dachstuhl, da er losgelöst von der restlichen Konstruktion zusammengesetzt wird. Im Anschluss muss er natürlich dennoch zum Rest passen. Insgesamt ist aber keine Millimeterarbeit erforderlich und was nicht passt, wird eben passend gemacht.

Hier endet das, was der Bausatz beinhaltet (bis auf Fenster und Türen, die ich später zusammengesetzt habe und die man auf den Bildern weiter hinten in diesem Post noch sehen kann). Es fehlen aber noch Möglichkeiten, das Haus zu betreten. Der Boden befindet sich auf einer Höhe von etwa 1.2 m, da hüpfen die Kleinen nicht mal eben so hoch.

Wir haben uns zum Überwinden des Höhenunterschieds für zwei Aufgangstypen entschieden. Auf der einen Seite führt eine Treppe hinauf, auf der anderen Seite eine Kletterrampe. Hier sind die beiden Seitenteile der Treppe zu sehen:

08_treppe_seitenteil

Verschraubt mit den Treppenstufen und einem Endbrett sieht es schon recht Treppen-artig aus.

09_treppe

Im endgültigen Ausbau am Spielhaus bekommt die Treppe auch noch ein ordentliches Geländer.

10_treppe_mit_gela%cc%88nder

Die Kletterrampe ist zunächst nur eine schiefe Ebene. Die Klettergriffe, die man aus den Kletterhallen kennt, waren uns zu teuer. Da tun es auch ein paar Aststücke von Bäumen und Sträuchern, die in der letzten Zeit gerodet wurden.

11_kletterrampe

Um zu guter Letzt dem Spielhaus ein wenig Villa-Kunterbunt-Flair zu geben, wird die letzte offene Flanke mit einem Zaun verschlossen.

12_gelaender

Und fertig ist das Spielhaus (hier auch mit Tür und Fensterläden):

13_fertig

Nein, ganz fertig ist es noch nicht. Es muss dringend noch einen Anstrich bekommen, damit es ein paar Jahre übersteht. Überhaupt wurde es jetzt zu einem Zeitpunkt im Jahr fertig, der gar nicht mehr so sehr zur Benutzung einlädt. Die Stufen sind fast immer glitschig und zum im-Haus-Sitzen ist es schon zu kalt. Wir setzen unsere Hoffnungen also auf den nächsten Frühling.

Und dann – so hoffen wir weiter – wird das Stelzen-Spielhaus ordentlich beklettert, genutzt und bespielt.

Zur Kasse bitte!

Mittlerweile habe ich herausgefunden, was die wichtigste Erkenntnis ist, wenn man (kleine?) Kinder hat: alles nur eine Phase! Wir treten demnächst in die nächste Spiel-Phase ein: die Kaufladen-Phase. Ein Kaufladen benötigt natürlich eine Kasse, darum soll es hier gehen.

Vorneweg sei gesagt, dass die Kasse, die ich hier beschreibe, eigentlich alles ist nur keine Kasse für einen Kinderkaufladen. Zumindest im vorgestellten Zustand. Die Kasse lässt sich aber upgraden und das soll später auch geschehen; dann wird es eine richtige Kasse. Aktuell kann man weder Geld ablegen, noch rechnen oder einen Bon generieren. Zunächst ist es mehr ein Kassensystem mit Sonderfunktionen (ohne die eigentlichen Funktionen).

Fangen wir aber mit dem Überblick an:

01_spielzeugkasse

Die Kasse besteht aus einer “Tastatur”, einem Display, einer Kamera-Einheit und einem Lautsprecher, alles eingefasst in ein Holzgehäuse.

Beginnen wir mit der Tastatur. Die atomare Einheit der Tastatur ist die Holztaste (Rundholzstück und Holzplättchen).

02a_taster_holz

Davon werden natürlich mehrere benötigt.

02b_taster

Jede Holztaste sitzt auf einem kleinen Taster auf …

02c_taster_elektro

und diese Taster sind zu einer Zwölfer-Einheit zusammengefasst:

02d_taster_brett

Da das Kassensystem multifunktional werden soll, haben die Tasten keine vordefinierte Bedeutung. Sie könnten unter anderem die Ziffern von 0-9 repräsentieren, müssen sie aber nicht.

Das Herz des Systems ist einmal mehr ein Raspberry Pi. Unter anderem wird jeder der Taster an einen GPIO-Pin angeschlossen.

02e_taster_brett_an_rasppi

Jeder  Taster muss mit einem Widerstand abgesichert werden. Damit das bei zwölf Tastern nicht zu unübersichtlich wird, habe ich die Schaltung auf einem kleinen Lochbrett strukturiert.

taster_schaltung

Die zweite Komponente der Kasse ist eine Kamera. Zum Raspberry Pi passend gibt es bereits eine Kamera, die zusätzlich sehr kompakt ist.

03a_kamera

Mit der Kamera sollen QR-Codes aufgenommen werden (Einscannen von Produkten, die mit der Kasse gekauft werden). Dazu musste ich die Kamera ein wenig bearbeiten (das kann man auch an der Linsenfassung sehen) um den Fokus geeignet anzupassen (wie z.B.  in diesem Video zu sehen). Die Kamera ist etwas sensibel gegenüber schlechten Beleuchtungsverhältnissen. Daher habe ich um die Kamera herum vier LEDs positioniert, die für eine ordentliche Ausleuchtung sorgen.

03b_leds

Auch die LEDs müssen mit Widerständen versehen werden und daher habe ich auch diese Schaltung auf eine Lochplatte gebannt.

leds_schaltung

In das Gehäuse eingebaut sieht es dann so aus:

03c_kamera_leds

Die dritte Komponente ist ein Display. Darauf können beliebige (Text-)Informationen ausgegeben werden. Scannt man beispielsweise den QR-Code eines Produktes, dann können der Name und Preis dazu auf dem Display erscheinen.

04_display

Das Display benötigt 5V wobei die Pins des Raspberry Pi mit 3,3V arbeiten. Daher muss der Anschluss des Displays an den Pi über einen Logik-Kanal-Level-Konverter (unscharf im Hintergrund in rot zu erkennen) überbrückt werden.

Alle Aktionen der Kasse sollen natürlich auch ein Feedback erzeugen und das geht (neben der Textausgabe über das Display) am schönsten über eine Soundausgabe. Daher ist in dem Gehäuse auch ein kleiner Aktivlautsprecher verbaut.

05_lautsprecher

Die Tonqualität des Soundausgangs am Raspberry Pi ist nicht sehr gut, daher wird der Lausprecher über eine USB-Soundkarte angesteuert (hier: Speedlink Vigo).

Damit haben wir alle Komponenten beisammen. Bei den Bauteilen des Gehäuses müssen nun natürlich noch die notwendigen Bohrungen und Auskerbungen vorgenommen werden, dann kann die Kasse zusammengesetzt werden.

06_holzzuschnitt

Im laufenden Betrieb sieht es von vorne so …

07b_in_betrieb

und von innen so aus:

08a_innenleben

Kommen wir aber noch einmal zurück zur tatsächlichen Verwendung des Systems. Die eigentliche Funkion als Kasse ist noch gar nicht umgesetzt, lässt sich aber einfach als Update der Software aufspielen (per WLAN!). In das Fach unten sollte dann aber noch eine Schublade für das Spielgeld eingesetzt werden.

Testweise umgesetzt ist bereits der QR-Scanner, einen Eindruck dazu vermittelt das folgende Video: hier klicken.

Initial ausgeliefert wird die Kasse aber als Musik-Box. Durch den Druck einer Taste wird ein Lied abgespielt. Auch davon kann man sich in einem Video einen Eindruck verschaffen: hier klicken.

Natürlich sind auch noch viele andere Erweiterungen denkbar. Fest eingeplant ist beispielsweise ein Kassenbondrucker.

Damit kann das große Shoppen losgehen. Wenn das Verständnis für Zahlen und Rechenoperationen beim Kind kommt, dann wird auch die Kasse mitwachsen und  hoffentlich ein langfristiger Begleiter im Kaufladen sein.