Christina Bedürftig | 24.07.2017

Im Rahmen von „DriveLab“, einem 21TORR internen Format zur Realisierung guter Ideen abseits von Kundenprojekten, entstand das Projekt „Smart Shit“: Das IOT (Internet of Things) Projekt zeigt, wie wir mit dem Internet der Dinge unseren Arbeitsalltag effizienter gestalten können.

Smarte Toiletten. Das ist das Ergebnis unseres IOT-Projekts. Klingt komisch – ist aber so. Denn der 21TORR Standort Reutlingen weicht aufgrund seiner Geschichte von heute typischen Bauweisen von Bürogebäuden ab: In der ehemaligen französischen Kaserne, die wir unser Agenturzuhause nennen, sind die Toiletten weit über alle Gebäudeteile verteilt – auch über mehrere Stockwerke. Die Chance, dass die Toilette, die man gerade besuchen möchte, besetzt ist, ist mitunter groß – und die nächste Alternative entsprechend weit weg. Mit „Smart Shit“ haben 10 Kollegen aus dem Engineering unserem ganz persönlichen Game of Thrones – dem Kampf um eine freie Toilette – jetzt ein Ende bereitet.

21TORR-Blog-IOT-Smart-Shit-Header

Smartschuss für ein cleveres Projekt

Alex Faust, Technical Consultant bei 21TORR, nahm die Toiletten-Situation zum Anlass, eine Idee für das DriveLab einzureichen – und daraus ein IOT-Projekt zu machen. Die Idee stieß insbesondere bei den Kollegen aus dem Engineering auf großen Zuruf und in kürzester Zeit tüftelten rund 10 Entwickler an ersten Ideen, Entwürfen und Prototypen, mit dem Ziel die Toiletten-Problematik zu lösen.

Die Idee

Die insgesamt 9 Toiletten am Standort sollten mit Sensoren versehen werden, die den Status (nicht zu verwechseln mit dem Zustand) der Toiletten automatisch an die Cloud übermitteln. Verschiedene Clients (z. B. mobile Apps oder das Intranet) sollten diesen auslesen können und den Nutzer über den derzeitigen Status der Toiletten informieren.

21TORR-Blog-IOT-Smart-Shit-Skizze

Die Lösung

Nach Abwägung verschiedenster Optionen entschied man sich dazu, einen analogen Kippschalter im Türstock zu versenken, der durch den Riegel im Schloss der Toilettentür aktiviert wird, sobald diese verschlossen wird. Ein spezieller Mikrocontroller auf Arduino-Basis wurde neben dem Türstock angebracht. Dieser überwacht jederzeit den Zustand des Schalters und sendet diesen in die Cloud – später entschieden wir uns für die IoT Cloud der Amazon Web Services (AWS). In diesem Zuge ergab sich auch der Name „Smart Shit“.

21TORR-Blog-IOT-Smart-Shit-Prototyp

Die Umsetzung

Das Entwicklerteam traf sich alle zwei Wochen, um das Projekt weiter voranzubringen. Als erfahrene Bastler vermittelten Alex Faust und Timo Günthner, der als Technical Consultant Mobile das Projekt „Watch Drive“ verantwortete, dem Team zunächst ein paar grundlegende Skills in Sachen Löten und Elektronik. Lötpunkte im Bruchteil eines Millimeters auf Platinen und Pins zu setzen entpuppte sich übrigens als wahre Herausforderung. Daraufhin wurden die ersten hierfür angeschafften Bauteile begutachtet und deren Nutzung im ersten Prototyp evaluiert.

Als der erste Schalter im Türstock der hierfür ausgewählten Prototypen-Toilette installiert und seine Funktionsweise mittels Mikrocontroller und Status-LED überprüft wurde, funktionierte alles wie gewünscht. Parallel wurde der erste Controller so bestückt, dass der Zustand des angeschlossenen Schalters ausgelesen und an einen Server übermittelt wurde.

Im Folgenden wurden dann alle Elemente in der Prototypen-Toilette zusammengeführt, erste Tests lieferten das gewünschte Ergebnis. Lediglich die Stromversorgung galt es noch zu optimieren: Bisher war der Einsatz eines Akkus zur Speisung des Boards geplant, um unabhängig von Steckdosen zu sein. Um den Stromverbrauch zu optimieren, musste das Board jedoch regelmäßig bei Inaktivität in einen „Schlafmodus“ versetzt werden, als Folge daraus reagierte das Board jedoch zu spät auf Veränderungen an der Türschließung, das Ergebnis wurde zu ungenau. Also mussten wir umdenken und setzten einen Netzstecker mit Mini-Netzteil ein.

21TORR-Blog-IOT-Smart-Shit-Prototyp2

Wolken für die Cloud Anwendung

Der Mikrocontroller sollte zum Schutz (und aus ästhetischen Gründen) in einem Plastikgehäuse verpackt werden. Schnell einigte sich das Team auf eine dekorative Plastik-Wolke, die leider nur über einen Distributor in China bezogen werden konnte. Das Ergebnis: Die bestellten Wolken kamen niemals an. Alex Faust lud sich deshalb selbst ein 3D-Objekt aus dem Netz herunter, passte dieses auf unsere Bedürfnisse an und druckte die Gehäuse kurzerhand selbst auf seinem 3D Drucker.

21TORR-Blog-IOT-Smart-Shit-Cloud

Smart Shit is here

Im Frühjahr 2017 war es dann soweit: Wir hatten die erste voll funktionierende smarte Toilette, deren Status seitdem permanent in einem eigens entwickelten Widget in unserem Intranet (auf Basis von Confluence) eingesehen werden kann.

Auch die verbliebenen 8 Toiletten am Standort Reutlingen wurden mittlerweile verkabelt, der Hausmeister leistete hierbei einen aktiven Beitrag und versenkte Schalter und Verkabelung für uns. Die Programmierung in der IoT Cloud und im Intranet Widget wurde angepasst. Seitdem haben nun alle Mitarbeiter einen verlässlichen Überblick über den Status der Toiletten am Standort Reutlingen.

Alexa, ist die Toilette frei?

Parallel erschien Amazons smarte Assistentin Alexa, die sprachgesteuert den Anwender mit nützlichen Informationen und Transaktionen unterstützt. Auch wir haben uns einen entsprechenden Amazon Echo Lautsprecher (zugleich für Spracheingabe von Befehlen genutzt) zugelegt – und natürlich in Smart Shit integriert. Ein entsprechender „Skill“ (Funktionserweiterung für Alexa) wurde entwickelt, die benötigten Daten liegen ohnehin bereits in der Amazon Cloud. Jetzt kann man Alexa im Vorbeigehen befragen, welche Toilette gerade frei ist (männlich, weiblich, unisex) oder ganz gezielt den Status des angesteuerten Örtchens abfragen.

Smarte Zukunftsmusik

Zukünftige Erweiterungen sind bereits geplant, beispielsweise Apps für Smartphones (iOS und Android) für eine mobile Statusabfrage oder auch das Thema „predictive recommendation“ – anhand durchschnittlicher Nutzungszeiten und der letzten Zustandsänderung der jeweiligen Toilette wird mit Hilfe von Machine Learning eine Prognose erstellt, welche Toilette abhängig vom aktuellen Standort denn am besten angesteuert werden sollte. 21TORR demonstriert mit diesem Projekt erneut seine Fähigkeiten, aktuellen Technologien einen besonderen Mehrwert und eine der Anwendung angepasste Benutzerführung zu verleihen und so die User Experience zu maximieren.

Christina Bedürftig
Christina Bedürftig | 24.07.2017
0 Comments

Leave a comment

Keine Angst, deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.
Die erforderlichen Felder sind mit * markiert.