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SmartPointer

Handgeräte

Entwicklung einer gestengesteuerten Fernbedienung

Gemeinsam mit LaserComponents, der Universität der Bundeswehr München, der Charité und escos Automation GmbH hat Konstruktiv in den Jahren von 2018 – 2021 an der Entwicklung einer universellen, intuitiven und gestengesteuerten Fernbedienung mitgewirkt. Das Verbundprojekt wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme “KMU-innovativ” vom VDI-VDE gefördert.

Auf dem Gebiet der Smarthomes gibt es stetig Neu- / Weiterentwicklungen. Allerdings werden dabei die Senior:Innen, die oft an einer grundsätzlichen Digitalisierung ihres Privatraums wenig Interesse haben, zurückgelassen. Dabei wäre eine solche Entwicklung von großem Vorteil, um Senior:Innen eine gewisse Autonomie zurückzugeben. Besonders dann, wenn krankheitsbedingte Mobilitätseinschränkungen vorliegen und dementsprechend alltägliche Bewegungen, wie der Gang zum Lichtschalter, nicht mehr oder nur bedingt möglich sind. 

Das Ziel dieses Verbundprojektes war es, ein System zu entwickeln, welches diese Lücke schließt und mit Hilfe einer einzigen Fernbedienung per Gesten die Steuerung von Licht, Heizung, Türschloss, Rollo und dergleichen möglich macht. 

Im Zuge dieses Verbundprojektes hat Konstruktiv folgende Aufgabenbereiche übernommen: 

  • Recherche geeigneter Hardware für eine Embedded Lösung 
  • Simulation des von der UniBW entwickelten Algorithmus zur Bestimmung der benötigten Rechenleistung
  • Programmierung: 
    • Ablaufsteuerung, 
    • Einrichtung des Gateways
    • Setup der GUI
  • Umsetzung  der MTALAB-Programmierung der UniBW in Embedded C
  • Integration des Gesamtsystems

Wie dargestellt besteht das System aus einem Handgerät, einer Ladeschale, einem Detektor, einem Gateway und verschiedenen Aktoren.

Das Handgerät ist mit einer Bewegungserkennung ausgestattet, um im Ruhezustand Energie zu sparen. Geladen wird es per Induktion in einer Ladestation. Dies erleichtert dem Nutzer das Laden des Gerätes, da keine Kabel an bzw. abgesteckt werden müssen. 

Wird das Gerät durch eine initiale Bewegung durch den Nutzer aktiviert, erscheint ein sichtbarer roter Laser Punkt, welcher das Zielen vereinfacht. Der Nutzer kann nun mit dem Gerät den gewünschten Detektor anpeilen, um beispielsweise das Deckenlicht zu dimmen. Neben dem sichtbaren Laser wird ebenfalls ein Infrarot-Muster gesendet, welches für die Gestenerkennung relevant ist. 

Wenn der Nutzer eine gewisse Geste, wie rauf, runter oder Kreisbewegungen macht, zeichnet der Detektor die Bewegung des Musters auf und erkennt, ob eine bestimmte Geste ausgeführt wurde. Ist dies der Fall, leitet er die entsprechenden Werte an das Gateway weiter. 

Dort wird die Geste dem korrekten Detektor zugeordnet und laut voreingestellten Reaktion auf gewisse Gesten (per GUI) ein Signal an den gewünschten Aktor gesendet. So wird zum Beispiel das Licht gedimmt. 

Das System nutzt für seine Aktoren das enOcean IOT Protokoll. Konstruktiv hat eine GUI programmiert, die das halbautomatische Einlernen der Aktoren einfach möglich macht. Gesten können so schnell den gewünschten Funktionen zugeordnet werden. 

Die Elektronik in den Handgeräten und das Infrarotsensor-Array stammen von LaserComponents. Die restliche Hardware und die Gehäuse wurden von Konstruktiv entwickelt und designed. Bei der Entwicklung der Handgeräte wurde besonders auf Anwenderfreundlichkeit Wert gelegt. Die Handhabung und damit die Gestensteuerung sollte so einfach wie möglich sein, weshalb mehrere Ergonomische Designs modelliert und gemeinsam mit der Charité durch ausgewählte Testpersonen bewertet wurden. Die dargestellten Varianten sind beide gut aufgenommen worden und sind demnach in den nächsten Iterationen weiterentwickelt worden. 

Die Ladestationen für beide Varianten sind spezifisch für das jeweilige Handgerät designed, um ein einfaches Einlegen und Herausnehmen zu garantieren. 

In einer Musterwohnung, bereitgestellt durch das Johannesstift, wurde das Gesamtsystem integriert und erfolgreich in Zusammenarbeit mit der Charité an Probanden getestet.