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Kiosk Adapter für Evolis Tattoo RW 2

Semi-professionelles 3D-Drucken ist bekanntlich gerade Hype im Web und somit aktuell der heißeste Scheiß für Hipsters, Startups und – ja – mich. Grund genug also, ein wenig Erfahrung zu sammeln. Großer Dank geht an Martin Kahr, der den Drucker und vor allem viel Zeit zur Verfügung gestellt hat. (Preise bei ihm auf Anfrage) 

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Das Endprodukt in Serienreife: Ein Kiosk Adapter für den Evolis Tattoo RW 2. Mit dem auf Bruchteile von Millimetern genau gefertigten Kartenschlitz wird aus dem Tischgerät ein für den Einbau geeignetes Unattended-Gerät.

Die Problemstellung

Das Herz des Projekts Octopus ist ein Evolis Tattoo RW2. Das ist ein MIFARE-Kartenleser, der auf speziell beschichteten Ausweiskarten Thermodrucke im ReWrite-Modus durchführen kann. An der WU Wirtschaftsuniversität Wien benötigen wir diesen ThermoReWrite-, oder kurz TRW-Druck für die semesterweise Aktualisierung der Studierendenausweise.

Wir waren schon sehr froh, als wir 2011 ein Gerät gefunden hatten, das unseren Ansprüchen hinsichtlich Verarbeitungsqualität, Support und v.a. Softwareschnittstellen genügte. Unser Wunsch nach einem Einbaugerät ging beim französischen Hersteller leider nicht in Erfüllung, und so platzierten wir den Drucker beim Terminalbau möglichst präzise hinter der Frontblende.

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Evolis Tattoo RW 2 – leider nur ein Tischgerät.

Die Methode funktioniert in fast allen Fällen, doch es gibt Ausweiskarten, die selbst diesen kleinen Übergang zwischen Front und dahinterliegender Hardware beinhart ausnützen: Eine dieser Killerkarten konnte ich kurz nach ihrer Straftat fotografieren. Kurzum: Wir hatten in den vergangenen Monaten immer wieder das lästige Problem, steckengebliebene Karten aus überforderten Auswurf-Mechanismen zu entfernen.

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Ein Killer-Ausweis, der den Auswurfmechanismus und somit das ganze Terminal lahmlegt.

Unser Tischler verkleinerte daraufhin das Kartenmaul, um der Karte bei Einzug weniger Spiel zu geben. Besonders ärgerlicher Effekt: Die fehlerhaft eingesteckten Karten konnten wir somit auf Null reduzieren. Nur konnte daraufhin der Drucker umso mehr Karten gar nicht mehr auswerfen.

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Der Tischler stößt beim Karteneinzug an seine Grenzen in Sachen Genauigkeit.

 

Außenseite
Außenseite des Terminals. Das Kartenmaul ist zu groß – die Karte hat demnach zu viel Spiel.

 

Rückseite
Innenansicht des Terminals. Die durchgesteckte Karte geht manchmal leider daneben.

 

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Der Drucker schließt beinahe nahtlos mit der Innenseite ab. Doch Spielräume <1mm reichen bereits aus, um Fehler zu produzieren.

3D-print your printer!

Für uns war somit klar, dass ein Kartenmaul aus Holz immer und immer wieder zu ungenau sein würde. Aufgrund der Natur des Werkstoffs (Melamin) und insbes. dessen Bearbeitungsform (Fräsen) kann nur bis zu einer gewissen Genauigkeit gearbeitet werden. Folglich musste ein Kartenmaul aus einem anderen Material her. Aber soll man ein komplettes Terminal neu designen, nur weil ein Bauteil nicht optimal funktioniert?

Kurzum: Die Idee des Kiosk Adapters war geboren und mit neuartiger 3D-Drucktechnologie war auch die Umsetzung nicht weit.

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Design des Adapters mittels CAD. Die Außenform des Druckers wird vermessen und das Werkstück wird nahtlos angepasst.

 

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Druck des ersten Prototypen am MakerBot.

 

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Nahaufnahme MakerBot: Erhitzter Kunststoff wird in hauchdünnen Schichten und somit dreidimensional aufgetragen.

 

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Der Adapter ist an die Außenform des Druckers angepasst.

 

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Erstes funktionierendes Modell. Das Kartenmaul ist nun auf Bruchteile von Millimetern genau, Kartenein- und auswurf funktionieren.

 

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An der Terminal-Innenseite angebrachter Kiosk Adapter. Der Drucker wird nur noch eingehängt.
rt
Der Unterschied zwischen Soft- und Hardware? Bei letzterer muss man jeden noch so kleinen Fehler sofort ausbessern;-)
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Web to speech

Eine Sache habe ich in den vergangenen drei Jahren verinnerlicht: Das Web und dessen Technologien sind unglaublich dominant, weil sie auf offenen Standards beruhen.

Folglich sind mobile Apps inzwischen oft nur noch Programme, die einen (verstümmelten) Browser öffnen. Auf unserem Selbstbedienungs-Terminal werden Webseiten eingebettet, anstatt dass wir User Interfaces in Qt oder sonstwo entwickelt hätten. Mein Fernseher rendert inzwischen HTML/CSS für sein Menü oder EPG.

Was soll man allerdings machen, wenn das User Interface natürliche Sprache (speech) ausgeben soll – etwas, was man mit JavaScript auch im Jahr 2012 nicht so richtig hinbekommt? Im konkreten Anwendungsfall, dem unten gezeigten Terminal, sollen diverse Informationen zur Orientierung von Personen sowohl für Blinde (Sprachausgabe), als auch Sehende (Klick/Touch) zur Verfügung stehen.

Meine Idee ist eine hybride Anwendung, bestehend aus zentralem Webserver, Browser und lokalem Webserver, der Sprache erzeugt. (Eine Architektur, die ich mir übrigens von der lokalen Bürgerkartenumgebung abgeschaut habe.)

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Barrierefreies Leitsystem-Terminal auf Basis unseres Terminals, Codename Humpback. Für Blinde bzw. Personen mit Sehbehinderung soll Sprachausgabe vorhanden sein.

Ein offensichtlich langweiliger Samstagabend und ein paar Tassen Kaffee später läuft unter 127.0.0.1 ein Webserver, der das Kommando say aufruft, welches am Mac die Sprachausgabe regelt. Für Linux käme beispielsweise flite zum Einsatz. D.h. die Webseiten und der Content kommen von einem zentralen Webserver, soll allerdings Sprache ausgegeben werden, so postet die Webseite (mittels AJAX) auf den lokalen Server. Dieser hat Zugang zu Sprachsynthese und Audio. (Oder theroetisch jeder anderen Hardware, die man sich vorstellen will.)

Im konkreten Anwendungsfall könnte man sich nun etwas spielen und häufig verwendete Textbausteine professionell sprechen lassen. Nur dynamischer Content müsste dann von der Computerstimme gesprochen (synthetisiert) werden. Aber ein Proof-of concept ist’s allemal:

Wer auf einem Mac zuhause ist, sollte übrigens das hier in ein Terminal pasten – viel Spaß:

osascript -e 'say "Dum dum dum dum dum dum dum he he he ho ho ho fa lah lah lah lah lah lah fa lah full hoo hoo hoo" using "Cellos"'

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Service Terminal Plus, oder wie ich lernte, Automaten zu bauen

Das für Außenstehende wohl spannendste, weil greifbarste, Projekt meiner Tätigkeit ist das Service Terminal Plus. Mit beinahe 500.000 Euro Budget geht am Campus WU der Nachfolger der heutigen Selbstbedienungsterminals in Betrieb. Zeit für einen Erlebnisbericht, der sich für mich wie eine Hintergrundgeschichte zur (zweiten) Mondlandung schreibt…

Beim Service Terminal Plus handelt es sich um einen interaktiven Terminal, der RFID-Leser, Kartendrucker, Touchscreen, Webcam, Bezahlfunktion für Bankomat und Kreditkarte, Ausdruck auf Normal- und Zeugnispapier im A4-Format, zusätzlich Rechnungsdruck auf Thermopapier sowie Lichtsteuerung vereint. Kein Wunder also, dass der interne Codename des Projekts Riesenkrake lautet, besitzt der Automat wie sein tierisches Vorbild (mindestens) acht Arme und neun Gehirne…

Aktuelle Version der SB-Terminals an der WU Wirtschaftsuniversität Wien: Foto für den Ausweis, Rückmelden inkl. Bezahlen, Ausdruck von Zeugnissen und Bestätigungen.

Die aktuellen SB-Terminals wurden 2001 von Siemens geliefert, zwischenzeitlich mussten einige Hardwarekomponenten getauscht werden. Die Software wurde 2006 aufgrund vieler Ändeurngswünsche komplett neu in-house entwickelt.

Dank der in zehn  Jahren Betrieb gesammelten Erfahrung wollen wir nun einen Automaten bauen, der in seiner Wartbarkeit deutlich verbessert wird. Die spannendsten Änderungen spielen sich allerdings auf Seiten der Benutzungstauglichkeit ab, wo wir in den vergangenen Monaten einige interessante Ideen geboren, aber vor allem auch zur Reife gebracht haben.

Künftiger Standort ist das LLC am Campus WU. Wir nehmen Anleihe an der Architektur und holen den "Geist des Gebäudes" ins Projekt.
Eine der ersten Studien zum Service Terminal Plus.

Barrierefreiheit: Einer für Alle!

Ein Thema, das keinesfalls zu kurz kommen darf, lautet Barrierefreiheit. Die bisherige Lösung bot zehn Terminals für normale Menschen und einen für Behinderte.

Wem sich beim vorigen Satz auch der Magen umdreht, mir geht’s genau so.

Wir wollen weg vom Separieren von Menschen mit Behinderungen hin zu Gleichbehandlung. Das heißt im konkreten Fall, alle Terminals werden (mit Kompromissen) barrierefrei sein. Das bedeutet aber auch, dass viele Studierende sich werden bücken, Rollstuhlfahrer eben auch strecken müssen. Mir gefällt der Ansatz, etwas fundierter nennt sich das Inklusion.

Die Bedienelemente werden auf einem Kragarm platziert, der für Rollstühle unterfahrbar ist.

Zielsetzung mit dem nächsten Protoypen wird unter anderem sein, Rollstuhlfahrer testen zu lassen, um so zu verwertbarem Feedback abseits abstrakter Gesetzesnormen zu kommen.

Technische Neuerungen

Doch auch technisch wird sich viel tun. Seit Smartphones und Tabs will niemand mehr einen resistiven Touchschirm bedienen – die neue Generation ist kapazitiv und bietet deutlich erhöhten Bedienkomfort. Teure, weil vandalismussichere Tastaturen sind dank dieser Technologie ebenso Geschichte – das erledigt neuerdings die Software.

Die größte Innovation scheint uns aber im Bereich des Druckens zu gelingen: Während in der aktuellen Version immer wieder Papierstaus auftreten, glauben wir, das Problem nun endgültig geknackt zu haben. Dank Modifikation des Beförderungsmechanismus wird der Drucker rückwärts verbaut. Das bedeutet, dass künftig sämtliche Wartungsarbeiten von hinten durchgeführt werden, während vorne das User Interface keine Ladeklappen benötigt, also “clean” bleibt. Gemäß dem alles beherrschenden Motto “Was nicht existiert, geht nicht kaputt”, kann Papier nirgends mehr stecken bleiben. Es fällt einfach nach unten in eine Lade.

Das Innenleben eines Lexmark T652dn: Wir ändern die Richtung des Papierauswurfs und erreichen: Drucken vorne - Nachfüllen hinten.

Einheitliches User Interface (UI)

Als Softwareentwickler denke ich bei UI vorrangig an das, was sich letztlich am Bildschirm tut. Doch beim Service Terminal Plus ergeben sich durch den Möbelbau ungeahnte Möglichkeiten: Wie am Foto der aktuellen Generation erkennbar, ist das physische UI zurzeit stark zerklüftet. Drucker, Bankomatkassa und Kartenleser befinden sich in einem separaten Möbelstück rechts des Bildschirms. Der Zahlungsbeleg hingegen wird unterhalb des Bildschirms gedruckt, weit weg also vom eigentlichen Bezahlvorgang. Zumindest ich finde so etwas verwirrend.

Am Mockup des Möbelbauers werden die Komponenten verortet. Zusammengehöriges wird mittels Fräsung umrandet und dadurch zusammengefasst. Eine Lichtsteuerung leitet schließlich den Benutzer von Bedienfeld zu Bedienfeld.

Agil versus legal, oder: Grenzen des Outsourcings

Wie auf den Bildern erkennbar haben wir Spezialmöbelbauer im Team, mit denen die Zusammenarbeit auf Basis von Mock-ups abläuft. Es ist unglaublich hilfreich und effizient, ein Projekt anhand eines an-greifbar-en Prototypen zu be-greifen, anstatt detailliert zu planen. Das Gesamtprojekt ist schlicht zu komplex, als dass man es abschließend spezifizieren könnte. Trial and Error ist hier der richtige Weg.

Eine der größten Herausforderungen des Projekts liegt daher weitab aller technischen Sphären: im Vergaberecht, an das sich öffentliche Auftraggeber halten müssen. Beschaffungen ab gewissen Schwellenwerten haben über Ausschreibungen zu erfolgen. Was etwa bei Standardmöbeln zu transparenter und effizienter Haushaltsführung führt, stößt bei derartigen Spezialthemen an Grenzen. Die Aufgabe lautet daher, gemeinsam mit einem vertrauenswürdigen Partner ein Produkt zu entwerfen, dass später als Referenz für eine Ausschreibung an einen unbekannten Bieterkreis dienen soll. Im Regelfall stellt sich diese Schwierigkeit nicht, da oft so genannte Integratoren wie IBM oder eben Siemens eine Gesamtleistung anbieten. Die Erfahrung lehrt uns aber, dass es viele Themen gibt, die besser in-house gelöst werden, da ein komplexes Projekt nicht beliebig auf Externe verteilbar ist.

Getting real!

Wer sich von den Entwicklungen aus nächster Nähe überzeugen will: Bereits im Sommer 2012 soll “Nummer 1” noch am Altstandort in Betrieb gehen. Dann wird sich zeigen, ob sich die vielen, vielen Arbeitsstunden hinter Monitoren, Mock-ups und Kaffeemaschinen rechnen…