Making of: BINARY Schneeball-Challenge

Eine Spielerin steuert aus der Ferne einen mechanischen Schneeballwerfer über das Internet. Die Spielerin soll innerhalb von zwei Minuten möglichst viele Kugeln am Weihnachtsbaum treffen. Dies ist die Ausgangslage bei der «Schneeball-Challenge» von BINARY one. Wie funktioniert das alles? Hier erfährst du die technischen Hintergründe.

Schneeballwerfer mit LEGO gebaut

Der Schneeballwerfer wurde mit LEGO gebaut und wird via Browser über das Internet in Echtzeit ferngesteuert. Was sich einfach anhört, ist ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Technologien und Fachgebiete.

Der LEGO-Schneeballwerfer hat einen mechanischen Abschussmechanismus, dessen Gummizug durch einen Motor aufgezogen wird. Ausserdem kann der Werfer motorbetrieben gedreht werden. Beide Motoren werden über ein Mindstorms-Modul von LEGO gesteuert. Angesprochen wird das Modul über einen Raspberry Pi Kleincomputer. Die Kunstoffkugeln werden in einem Trichter gelagert und von dort dem Schiessmechanismus zugeführt. Der Trichter stammt aus dem 3D-Drucker. Mittels elektronischer Vibrationsmotoren wird verhindert, dass die Kugeln im Trichter verklemmen können. Dieser Schneeballwerfer kann nicht gekauft, sondern muss von Grund auf selbst zusammengebaut werden.

Weihnachtsbaum aus dem 3D-Drucker

Auch der Weihnachtsbaum und die Weihnachtskugeln sind selbstgemacht. Sie wurden bei BINARY one mit einem 3D-Drucker hergestellt. Die Weihnachtskugeln mussten mit einem speziellen Filament gedruckt werden. Nur so können sie auf die minimalen Erschütterungen reagieren, wenn sie von den leichten Schneeballkugeln aus Kunststoff getroffen werden.

Hinter den sechs Weihnachtskugeln sind LED-Ringe und Erschütterungssensoren angebracht. Die Sensoren generieren bei einem Treffer eine elektrische Spannung. Dieses analoge Signal wird über einen AD-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt und an den Raspberry Pi weitergeleitet. Da die sechs LED-Ringe mehr Leistung beanspruchen, als der Raspberry Pi liefern kann, werden sie von einem Netzteil mit Strom versorgt. Die Software schaltet die farbige Visualisierungs-LED bei einem Treffer ein und anschliessend wieder aus.

Übertragung in Echtzeit

Damit die Spielerinnen und Spieler zu Hause sehen, was passiert, hat das Game eine Videoübertragung in Echtzeit. Eine Kamera sitzt direkt auf dem Schneeballwerfer und ermöglicht es den Spielenden zu zielen. Eine weitere Kamera ist schräg dahinter angebracht und bietet den Wartenden eine Übersicht aufs Spiel. Die Bildübertragung über das Internet darf keine hohen Latenzzeiten haben, weil das visuelle Feedback auf einen Steuerinput sonst zu spät ist. Solche störenden Verzögerungen kennen Online-Gamer nur zu gut. Ebenfalls in Echtzeit wird die Steuereinheit des Werfers angesprochen.

Vielfältige Technologien

Beim Schneeballwerfer und dem Baum handelt es sich um ein verteiltes System mit je eigener Software. Sämtliche dezentral laufenden Komponenten werden in einem Cloudserver zusammengefasst. Zur Übertragung der unterschiedlichen Daten werden sowohl HTTPS-Server wie auch Socket.IO verwendet. Die Entwickler von BINARY one verwendeten für das Projekt die folgenden Technologien: Linux, Python, RTSP, HLS, Javascript, CSS, HTML, Socket.IO, Micropython, ADC, Raspberry Pi.

Treffsichere Kundschaft

Abschliessend kann gesagt werden, dass wir über die bisher erreichten Highscores ziemlich erstaunt sind: Da die Fertigungstoleranzen von LEGO relativ hoch sind, ist eine präzise Schussabgabe nämlich beinahe unmöglich. Unsere Kunden sind die Besten - sie treffen trotzdem ;-)

Obwohl bei der «Schneeball-Challenge» mit der zur Verfügung stehenden Technik ein Spiel erstellt wurde, könnte dieselbe Technik genauso gut für eine industrielle Anwendung verwendet werden.

Falls dir bereits ein Verwendungszweck vorschwebt, zögere nicht, uns zu kontaktieren.