- Entwicklung von Timeframe, einem E-Paper-basierten Dashboard, um einen Kalender, das Wetter und Smart-Home-Informationen im Haushalt anzuzeigen
- Durch Nutzung der Echtzeit-Aktualisierungsfunktion des 23-Zoll-Boox Mira Pro sind ein großer Bildschirm und Echtzeit-Statusanzeigen möglich
- Das Backend wurde von Ruby on Rails zu einer Home-Assistant-zentrierten Architektur neu aufgebaut, wodurch Datenintegration und Wartung vereinfacht wurden
- Inzwischen hat es sich als zentrale Oberfläche zur Echtzeit-Anzeige des Hausstatus etabliert; zudem werden kostengünstigere Optionen geprüft
Hintergrund der Entwicklung von Timeframe
- Das Projekt begann nach der Hochzeit, als nach einer Möglichkeit gesucht wurde, in einem schirmfreien Schlafzimmer dennoch Termine und Wetterinformationen zu sehen
- Ein früher Versuch bestand darin, Magic Mirror mit einem Medizinschrank und LCD umzusetzen, doch es gab schlechte Lesbarkeit in heller Umgebung und störendes Leuchten bei Nacht
- Anschließend wurde über das Hacken von Kindle-Geräten ein E-Paper-basierter Prototyp gebaut, der den Bildschirm alle 30 Minuten aktualisierte
- Daten aus Google Calendar und Dark Sky wurden in eine Ruby-on-Rails-App geladen und mit IMGKit als PNG gerendert
- Dabei zeigte sich, dass E-Paper gut geeignet ist, weil es die Lichtverhältnisse nicht beeinflusst
Stabilisierungsphase auf Basis von Visionect
- Das Kindle-basierte System war wegen des ständigen Wartungsaufwands wenig zuverlässig
- Es wurden Visionect-E-Paper-Displays (6”/10”/13”/32”) eingeführt, die mit einer Ladung 2 bis 3 Monate nutzbar waren
- 6” für das Wetter im Eingangsbereich, 13” an der Seite des Kühlschranks, 10” fürs Schlafzimmer
- Auf einem Raspberry Pi lief das Rails-Backend, und mit IMGKit erzeugte Bilder wurden alle 5 Minuten über die Visionect API gepusht
- Die zugehörige Logik wurde in die Bibliothek visionect-ruby ausgelagert
- Das System lief über Monate hinweg stabil ohne Ausfälle
Markttest und Grenzen
- Durch das Interesse von Besuchern wurde ein erster Pilotversuch mit Kunden durchgeführt
- Dabei wurden verschiedene Formate ausprobiert, etwa eine Monatskalenderansicht auf einem 13”-Display
- Allerdings waren der Preisbereich von 1000 US-Dollar und die monatlichen Lizenzkosten von 7 US-Dollar bei Visionect belastend
- Bei Umstellung auf einen Abo-Dienst wären monatliche Gebühren von über 10 US-Dollar nötig gewesen
Umstieg auf Boox Mira Pro
- Nachdem das Haus 2021 beim Marshall Fire vollständig zerstört worden war, wurde das System beim Entwurf des neuen Hauses neu aufgebaut
- Mit dem Erscheinen des Boox Mira Pro (25.3”) wurde hochauflösendes E-Paper mit Echtzeit-Aktualisierung möglich
- Der Betrieb erfolgt per HDMI-Verbindung über einen Mac Mini
- In Echtzeit werden u. a. aktuell auf Sonos abgespielte Titel, Niederschlagsvorhersagen und eine Uhr angezeigt
- Im neuen Haus wurden ein eigener Installationsplatz („phone nook“) sowie Stromleitungen für zusätzliche Visionect-Displays eingeplant
Neuaufbau des Backends
- Wegen der Anforderungen an Echtzeit-Aktualisierung wurde das bisherige Rails-Backend umfassend überarbeitet
- Statt Bild-Rendering wurde auf direktes Rendering per URL umgestellt
- Home Assistant (HA) wurde als wichtigste Datenquelle gewählt und mit Google Calendar, Apple Weather und Sonos integriert
- Mehr als die Hälfte des Codes wurde entfernt; außerdem wurden Datenbank und Redis abgeschafft, was die Architektur vereinfachte
- Hintergrundaufgaben laufen mit Rufus Scheduler, Ergebnisse werden im Rails-Dateicache-Backend gespeichert
- Das System ist so konfiguriert, dass Sensorzustände mit dem Präfix sensor.timeframe automatisch angezeigt werden
- Beispiel: Wird der Stromverbrauch des Geschirrspülers erkannt, erscheint nach 20 Uhr ein Hinweis auf den Betrieb
Aktuelle Betriebsweise
- Nach dem Einzug ins neue Haus übernimmt die Echtzeit-Statusanzeige eine Schlüsselrolle
- Das System zeigt visuell den Zustand des Haushalts an, etwa Türstatus oder ob die Wäsche fertig ist
- Ist der Bildschirm leer, wird das als „Normalzustand“ verstanden
- Gerätesteuerung und Statusanzeige sind getrennt, sodass sich der Zustand sofort erfassen lässt, ohne unnötig Informationen durchsuchen zu müssen
Künftige Aufgaben
- Stabilisierung des Deployments: Die Behandlung von Laufzeitfehlern wird verbessert; nötig ist ein wartungsfreies eingebettetes Systemdesign
- Vollständige Integration in Home Assistant: Nach der Migration aller Datenquellen zu HA ist eine Bereitstellung als HA-App das Ziel
- Senkung der Hardwarekosten: Das aktuelle Boox-25”-Display kostet rund 2000 US-Dollar und ist für Endkunden teuer
- Geprüft werden Boox, Philips-Android-Geräte sowie günstigere Optionen von TRMNL
Fazit
- Timeframe hat sich zu einem persönlichen Projekt zur Steigerung der Effizienz im Alltag zu Hause entwickelt
- Anders als bei der Entwicklung von Software für eine große Nutzerbasis wird es als kreative Arbeit weitergeführt, die das Leben der eigenen Familie direkt verbessert
2 Kommentare
Das ONYX BOOX Mira Pro ist wirklich cool, aber der Preis ist schon etwas belastend.
Hacker-News-Kommentare
Wenn sich solche Technik durchsetzt, könnte sie in Bereichen wie stromhungriger Digital Signage oder öffentlichen Displays große Veränderungen bewirken
Ich erinnere mich, dass früher einige aggressive Patente Innovationen ausgebremst haben, weiß aber nicht, ob das heute noch so ist
AI dagegen gestaltet die Struktur ganzer Branchen neu
Aber das Hauptdisplay kostet $2000, was für normale Haushalte ziemlich teuer ist
Das Gehäuse wurde 3D-gedruckt und das Ganze läuft mit zwei Batterien. Die Gesamtkosten lagen bei unter $100, und ich habe die OpenWeather API kostenlos genutzt
Mit HomeAssistant und ESPhome ist das für unter $100 gut machbar
Das Projekt im Original ist hervorragend, aber diese Variante ist deutlich praktischer
Zum Beispiel ist das Samsung EM32DX ein 32-Zoll-Farb-e-ink-Signage-Display für unter $1300, im Sale sogar unter $1000
Allerdings ist die Refresh-Geschwindigkeit langsam. Eine weitere Option ist das SVD rE 32" reflective LCD, das aber nur bei hellem Licht gut sichtbar ist
(Zur Transparenz: Ich bin Mitglied dieses Teams)
Es hat zwar keine Smart-Home-Integration, zeigt aber Kalender, Wetter, Luftqualität und U-Bahn-Benachrichtigungen an
Die UI ist mit Bootstrap 3 gebaut und läuft auch auf einem alten iPad Air 2 gut. Ein Ziel war auch, alte Geräte weiterzuverwenden
Viele Modelle lassen sich rooten, und besonders der Nook Simple Touch gefällt mir
Ich habe einmal ein e-ink-Panel aus dem Einzelhandel bekommen und es per Reverse Engineering angesteuert
Ich habe ein Adafruit ThinkInk modifiziert und selbst eine Driver-Layer geschrieben, aber das erste Panel funktionierte sofort perfekt, daher habe ich es nicht weiterentwickelt
Projektlink
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Spaß beiseite: e-ink-Displays sehen einfach immer großartig aus
Ich habe eine Glasscheibe und einen Holzrahmen gebaut und benutze das Ganze wie ein Whiteboard
Es wurde zu einem Ort, an dem Familienmitglieder einander Notizen hinterlassen oder etwas zeichnen können, also ein günstiges und zugleich schönes Projekt
In den EV6- und Ioniq-Modellen von Kia und Hyundai wäre drahtloses Laden beinahe eingeführt worden, letztlich ist es aber gescheitert
An eInk-Displays ist attraktiv, dass sie zwischen den Updates vollständig in den Sleep-Modus gehen können und damit Trickle Charging möglich wird
Bei Dingen wie der Waschmaschine hat man sich doch ohnehin an den Ablauf gewöhnt, deshalb finde ich Echtzeitinformationen nicht unbedingt nötig
Wenn man solches wiederkehrendes Nachverfolgen automatisiert, schafft das mentale Entlastung
Cloud-verbundene Smart-Home-Geräte mag ich nicht, aber lokale Integrationen wie Home Assistant bevorzuge ich
Ich bin auch so, daher hilft mir so ein Benachrichtigungssystem
(Wobei natürlich auch Kühlrippen fürs Gehirn ihren Anteil haben)
Das Smartphone ist ohnehin immer in der Nähe, deshalb sehe ich keinen Bedarf für noch mehr Bildschirme
Jedes Hobby hat einfach andere Einstiegskosten, im Kern ist es dasselbe
Wenn es dich nicht anspricht, geh einfach weiter. Es gibt viele, mich eingeschlossen, die für solche Beiträge dankbar sind
Ein Bildschirm an der Wand dagegen muss nur angeschaut werden
Mit der Wettervorhersage lässt sich die Tagesplanung viel leichter machen
Auf meiner Apple Watch schaue ich am häufigsten auf den UV-Index. Er ist für mich viel wichtiger als Temperatur oder Akkustand