Das intelligente Zuhause

Unser Bachelor Projekt "Das intelligente Zuhause" ist ein Zukunftsszenario, das sich etwa im Jahr 2020, in einem kommerziellen Kontext abspielt. Ein Schwerpunkt des Projektes ist das Thema ìEnergieeffizienz im Rahmen einer Heimautomatisierung. Ein weiterer die Darstellung möglicher Nutzungsszenarien, welche im Jahr 2020 vorstellbar wären. Unsere Dokumentation beschäftigt sich mit der Ausarbeitung und Prototypisierung einer digitalen Pinnwand, über welche das Heizverhalten eines Hauses gesteuert werden kann.

Unsere Dokumentation befasst sich mit der inhaltlichen und physikalischen Prototypisierung einer digitalen Pinnwand.  Hierbei liegt unser Fokus auf dem anskizzieren eines Systems, in welchem unsere Energieanwendung stattfindet. 

Dem Benutzer soll ermöglicht werden, zu Hause aktiv in seinen Energieverbrauch eingreifen zu können. 

Wir wollen dies am Beispiel der Heizung veranschaulichen, da diese ca. 76% des Energieverbrauchs eines Durchschnittshaushalts ausmacht. Anstatt eines externen Endgerätes haben wir uns für die Pinnwand als Steuereinheit entschieden, da sie ohnehin in "fast" jedem Haushalt existiert. Die Steuerung der Anwendung erfolgt über ein Bedienelement, welches magnetisch an der Pinnwand befestigt ist. 

Für den Haushalt der Zukunft ist eine Vielzahl von Möglichkeiten vorstellbar, ihn energieeffizienter zu gestalten.

Durch Verfahren wie das sog. "Smartmetering" wird eine größere Kontrolle über den Energieverbrauch ermöglicht werden. Es kann auch davon ausgegangen werden, dass Location-Based-Services in Zukunft auch bei der Heimautomatisierung Anwendung finden werden. Das Zuhause der Zukunft wird "wissen", wann seine Bewohner zu Hause sind und wann nicht. Hauptproblem wird nach wie vor sein, dem Nutzer das Thema "Energieeffizientes Handeln" näher zu bringen.

Unser Projekt soll anhand des Beispiels der Heizung, die mit 76 % der größte Energieverbraucher im Haushalt ist, eben dies veranschaulichen.

 

Informations Architektur

Informations Architektur

Die Informationsarchitektur in unserem Prototyp ist relativ einfach gehalten und soll lediglich als Beispiel für mögliche Anwendungsgebiete dienen. 

Idee war es, die einzelnen Anwendungen so wenig komplex zu gestalten, dass sie immer nur auf die Lösung einer Kernaufgabe beschränkt sind. 

Die Architektur ist nie tiefer als drei Ebenen, um das Navigieren in den Anwendungen möglichst leicht verständlich zu gestalten.

 

 

Das Hauptmenü

Das Hauptmenü soll eine übersicht über die vier Bereiche geben, die in unserer Anwendung anwählbar sind. 

Wir haben hierbei neben unserer Heizungsanwendung eine Kalender-, eine Notiz- und eine Wetteranwendung angedacht. Die zusätzlichen Anwendungen sollen helfen, einen Gesamteindruck unseres Pinnwand-Systems zu veranschaulichen.

Die radiale Anordnung der Menüpunkte ist der Form des Bedienelementes nachempfunden und soll einen intuitiven übertrag zu "Interaktion des Drehens" schaffen.

Zur Auswahl eines gewünschten Bereichs muss das Bedienelement in die jeweilige Position gedreht und daraufhin der Knopf in der Mitte kurz gedrückt werden.

 

Hauptmenü


Die Heizungssteuerung

Die "Heizungssteuerung"-Anwendung ermöglicht es dem Benutzer, die Temperaturen der Heizung zu regeln. Hier stehen 3 verschiedene Modi zur Auswahl, die durch kurzes Drücken auf den Knopf hin und her geschaltet werden können:

1. "Ich bin Zuhause"

2. "Ich bin nicht Zuhause"

3. "Ich schlafe" 

Die Anordnung und interaktive Umsetzung soll die inhaltliche Relevanz wiederspiegeln. So ist der wichtigste Modus, "Ich bin Zuhause", ganz außen angeordnet. Die beiden anderen nach innen gerichtet. Durch Drehen des Bedienelements kann die Temperatur einzeln geregelt werden. Die effizientesten Einstellungsmöglichkeiten aller drei Modi befinden sich auf "12-Uhr" ¸ber dem Bedienelement. Auch die farbliche Kodierung der jeweiligen Temperaturregler gibt Aufschluss darüber, ob man die richtige Einstellung gewählt hat. Blau bedeutet "zu kalt", Rot "zu warm" und Grün beschreibt die Effizienz. Zusätzlich erscheint ein grünes Blatt bei der richtigen Einstellung, um den Benutzer zusätzlich visuell von seinem energieeffizienten Handeln zu überzeugen.

 

Heizungssteuerung


Der Kalender

Die "Kalender"-Anwendung soll in unserem Fall Aufschluss über den Energieverbrauch geben. Zunächst kann man durch Drehen des Bedienelements den gewünschten Tag des jeweiligen Monats anwählen. Durch kurzes Drücken auf den Knopf in der Mitte, wird die 24-Stunden-Ansicht des gewählten Tages aufgerufen. Hier erkennt man nun mittels eines Graphs den Energieverbrauch in den entsprechenden Stunden. Das Drehen des Bedienelements bewirkt auch hier die Navigation durch die Abschnitte.

 

Kalender


Die Notizen

Die Notizen stellen eine fast unabdingbare Funktion einer jeder Pinnwand dar. Deshalb wollen wir in unserer Anwendung ein digitales Pendant dazu schaffen. Hier soll per Klick auf den Knopf eine neue Notiz erstellt werden können. Per Spracheingabe kann nun die Notiz selbst diktiert werden. Wenn das Bedienelement auf einer vorhandenen Notiz positioniert wird, kann diese durch das Drücken des Knopfes gelöscht werden.

 

Notizen


Das Wetter

Durch die Wettervorhersage, welche den jeweils aktuellen und die drei darauf folgenden Tage abbildet, lässt sich durch Drehen des Bedienelements navigieren. Der aktuelle Tag ist immer ganz links dargestellt. Die Vorhersage für die Folgetage ist auf den drei Elementen rechts davon angeordnet. Es werden Informationen über den Tag, die Temperatur und die Wetterverhältnisse gegeben.

 

Wetter


Die Technik 

Das Bedienelement setzt sich aus mehreren Teilen zusammen, welche verschiedenen Funktionen zugewiesen werden können. 

Rechts in der Abbildung sind der Aufbau und die einzelnen Bauteile beschrieben. In der unteren Hälfte befinden sich acht Magnete, welche später dazu dienen, das Bedienelement an der Pinnwand anheften zu können. Des Weiteren befindet sich in der Mitte des Bedienelements eine dicke, in der Mitte sternförmig ausgelaserte Plexiglasscheibe, in welcher die Technik untergebracht ist. Auf der Oberseite des Bedienelementes befindet sich ein Knopf,  welcher mit der Technik in der darunter liegenden Scheibe verbunden ist. 

Bedienelement 

Bedienelement

 

Der Prototyp setzt sich zusammen aus einem Grundgerüst, einem Short-Throw-Projektor, zwei Infrarot- Kameras, zwei Infrarot-Strahlern und einer selbst konstruierten, magnetischen Rückprojektionsfläche. 

Die Rückprojektionsfläche ist mehrschichtig aufgebaut. Sie besteht aus einer Acrylglasscheibe, einer beidseitig klebenden Folie, einem Metall-Netz und einer einseitig klebenden, halbtransparenten Folie, sodass die Magnete an ihr haften. 

 

Aufbau

VVVV

 

Tracking

Das Positionstracking des Bedienelementes funktioniert über sogenannte "Fiducial Marker", welche sich auf der Rückseite des Bedienelementes  befinden. Der Marker wird über ein optisches Erkennungsverfahren von der Kamera hinter der Projektionsfläche erkannt. Dann wird die Position des Markers im Kamerabild "gemappt" auf die Position des Bedienelementes auf der Projektionsfläche. 

Das "Knopf Tracking" befasst sich mit der Kommunikation des Bedienelementes mit dem Rest des Prototyps. Wenn der Knopf am Bedienelement gedrückt wird, leuchten im Knopf selbst Infrarot-LEDs auf, welche dann von der darüber liegenden Kamera ¸ber einen Colortracking Algorithmus erkannt werden. Somit kann der Status "gedrückt"/ "nicht gedrückt" detektiert werden.