Code-Besprechung

Wer das C#-Projekt nochmal herunterladen möchte, kann das gerne machen. Die Visual-Studio-Solution enthält zwei einfache Klassen:

Die Program.cs-Klasse enthält die Main()-Methode, die beim Starten des Programms ausgeführt wird. Daneben gibt es noch die Segment4x7.cs-Klasse, die für die Steuerung der LCD-Anzeige verantwortlich ist. Wer keine LCD-Anzeige hat – kann diese Klasse also getrost weglassen.

In der Main-Methode werden die Bricks initialisiert und eine Callback-Methode ReachedCB() registriert:

Source code

static void Main() {
	// Create IP connection
	IPConnection ipcon = new IPConnection();
	// Create device object
	BrickletDistanceUS dir = new BrickletDistanceUS(UID, ipcon);
 
	Segment4x7.TurnOffSegment();
 
	// Connect to brickd
	ipcon.Connect(HOST, PORT);
	// Don't use device before ipcon is connected
 
	// Get threshold callbacks - debounce time: 1 second (1000ms)
	dir.SetDebouncePeriod(1000);
 
	// Register threshold reached callback to function ReachedCB
	dir.DistanceReached += ReachedCB;
 
	// Configure threshold
	dir.SetDistanceCallbackThreshold('o', 0, 1);
 
	System.Console.WriteLine("Press key to exit");
	System.Console.ReadKey();
	ipcon.Disconnect();
 
	Segment4x7.TurnOffSegment();
}

Die eigentliche “Magie” findet sich in der Callback-Methode: Hier wird jede Sekunde geprüft, ob aktuell gemessene Abstands-Werte zwischen Sensor und Box-Deckel außerhalb gewisser, vordefinierter Toleranzbereiche sind. Falls dies der Fall ist, wird die LCD-Anzeige aktiviert. Weiterhin wird ein HTTP-Webrequest and den FHEM-Server gesendet:

Source code

static void ReachedCB(BrickletDistanceUS sender, int distance) {
	if (distance < 630 || distance > 670) {
		System.Console.WriteLine("Distance Value outside range: " + distance);
		Segment4x7.ShowSegmentText();
		if (sayText == true) {
			var request = (HttpWebRequest) WebRequest.Create("http://192.168.0.127:8083/fhem?cmd=set MyTTS tts \"Post ist da! Bitte Briefkasten leeren! Dankeschön - meine Lieben\"");
			request.GetResponse();
			request = null;
		}
		sayText = false;
	} else {
		Segment4x7.TurnOffSegment();
		sayText = true;
	}
}

Der FHEM-Server ist ein kleiner Automatisierungs-Helfer, der bei uns zu Test- und Spiel-Zwecken auf einem Raspberry Pi läuft. Dieser kann mit seinen speziellen Modulen unter anderem auch Text zu Sprache wandeln und somit eine Nachricht ausgeben lassen. Natürlich kann man auch Emails an dieser Stelle versenden lassen. Damit die Vorstellung aber übersichtlich bleibt, verzichten wir explizit darauf.

Die Steuerung der LCD-Anzeige funktioniert über ein fest-codiertes Byte-Array, das die Lettern “P” + “O” + “S” + “T” erscheinen lässt und auch wieder verschwinden lässt:

Source code

public static void ShowSegmentText()
	{
	IPConnection ipcon = new IPConnection();
	// Create device object
	BrickletSegmentDisplay4x7 sd4x7 = new BrickletSegmentDisplay4x7(UID, ipcon);
 
	ipcon.Connect(HOST, PORT); // Connect to brickd
	// Don't use device before ipcon is connected
 
	byte[] POST = { 0x73, 0x3f, 0x6d, 0x78 };
 
	byte[] segments = { POST[0], POST[1], POST[2], POST[3] };
	sd4x7.SetSegments(segments, 0, false);
 
	ipcon.Disconnect();
}

Einschränkungen der aktuellen Version

Niemand spricht gerne schlecht über sein eigenes Kind. Aber seien wir mal ehrlich: Das alles ist doch Scheiße! (Darf man im Internet “Scheiße” sagen?) Wenn es (noch) Mist ist, dann geben wir es doch zu! Der Code ist sicherlich nicht der professionellste,  sondern nur schnell “Quick & Dirty” zusammengeschustert. Auch der Hardware-Betrieb ist ziemlich unkomfortabel.

Code kann nicht eigenständig auf dem Master-Brick laufen

Bei der aktuellen Konstellation (siehe Illustration: Variante A) benötigen wir einen ständig laufenden PC, der per USB an die Box angebunden ist. Der Brick-Deamon, der die Schnittstelle zur Tinkerforge-Hardware bildet, muss nämlich ständig mitlaufen. Die Software kann in der vorliegenden Form nicht eigenständig auf dem Master-Brick laufen. Aber wer stellt schon gerne seinen PC neben seinen Briefkasten? Das ist doch alles andere als smart!

Einplatinen-Computer neben dem Briefkasten?

Hilfe ist schon auf dem Weg – Man kann natürlich einen kleinen Rechner (auf dem die Steuerungs-Software) in oder neben dem Briefkasten positionieren: Variante B. Der Rechner muss aber mit Strom versorgt werden und muss noch ins Heimnetzwerk eingebunden werden. Geht das nicht besser?

Weg von USB?

Ethernet-Extension

Es geht besser. Wenn man auf die USB-Anbindung verzichtet und dafür eine Ethernet-Komponente von Tinkerforge verwendet: Die Ethernet-Extension. Diese kann die Bricks mit Strom über PoE versorgen. Es muss zum Briefkasten also nur noch ein Netzwerkkabel gezogen werden! Das ist Variante C. Die Software muss aber dennoch irgendwo im Netzwerk laufen 🙁

Einplatinen-Computer im Netzwerk!

Variante D sieht vor ein Einplatinen-Rechner (Raspberry Pi, BeagleBone, Cubie-Truck, etc…) im Netzwerk mit der Code-Ausführung zu betrauen. Schon nicht schlecht – aber es geht noch besser!

RED-Brick to the rescue!

Als wir den Prototypen gebastelt haben, gab es keine schöne, einfache Möglichkeit den Code “stand-alone” auf der Tinkerforge-Hardware intern laufen zu lassen. So-eine Komponente gab es damals nicht. Seit dem 12.12.2014 gibt es aber diese Möglichkeit! Erst vor wenigen Tagen hat Tinkerforge den mächstigten Baustein von allen herausgebracht: Den RED-Brick (Rapid Embedded Development). Dieses Modul hat die Ausmaße eines gewöhnlichen Master-Bricks (4cm x 4cm) und ist dabei gleichzeitig ein leistungsfähiger Rechner:

RED-Brick

Ein Programm, das Bricks und Bricklets steuert, kann auf einem normalen PC oder Mac geschrieben und getestet werden. Anschließend kann es per Knopfdruck auf den RED Brick übertragen und ohne Änderungen auf diesen ausgeführt werden. Es können mehrere Programme gleichzeitig ausgeführt werden. Deren Ausführung kann konfiguriert (direkt nach dem Booten, jede Stunde, etc.) sowie überwacht werden.

(Quelle: Tinkerforge RED-Brick-Dokumentation)

Somit binden wir über die Ethernet-Extension (mit PoE) den RED-Brick mit einem Cat7-Netzwerkkabel an. Dabei können wir das Programm in unserer Lieblingssprache schreiben und den Code unabhängig zentral im Tinkerforge-Modul laufen lassen – das ist Variante E.

Wer tiefer in die Tinkerforge-Welt eintauchen möchte, kann auch ein interessantes Buch zu diesem Thema lesen.

Auf dem Weg zur Version 2.0

Wir werden die Variante mit dem RED-Brick in naher Zukunft umsetzen und darüber natürlich hier berichten. Das wird die Version 1.5 unseres intelligenten “Post-Schluckers”:

Der Fortschritt schreitet unaufhaltsam voran. Die Tinkerforge-Bauteile haben aufgrund der hochwertigen Verarbeitung und Dokumentation schon durchaus ihren Preis. Der Markt bietet aber auch hier attraktive Alternativen. Schon mal etwas vom “Espruino” gehört? Nein – das ist kein neuartiges Kaffe-Getränk mit Milchzubereitung!

Espruino ist ein winziges Board, das ca. 30 EUR kostet und mit JavaScript programmiert werden kann. Daneben kann es mit einer Batterie betrieben werden und mit Sensoren und Addons erweitert werden. Es kann also z.B. mit einem Netzwerk-Modul eins heimische (W)LAN eingebunden werden.  Ein Ultraschall-Abstands-Sensor existiert auch hier. Diese Einzelteile werden wir in nicht allzu ferner Zukunft in unsere Smarte Post-Box einbauen. Wer weiss – vielleicht ist dies dann die finale Bauweise für unseren Briefkasten Zuhause…

Und was kann dein Briefkasten?