Projekt 25b: Sprachsteuerung einer Designerlampe - Versionsgeschichte

Simon Kohfeld am 17. Januar 2019 um 19:11 Uhr

2019-01-17T19:11:20Z

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 21:11 Uhr
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	==Voreinstellungen für NodeMCU-Programmierung==		==Voreinstellungen für NodeMCU-Programmierung==
	Damit das Hardwareboard mit der Arduino IDE programmiert werden kann müssen zunächst einige Einstellungen vorgenommen werden. In der IDE unter Datei->Voreinstellungen muss die URL: in das Feld "zusätzliche Boardverwalter URLs eingetragen werden" und anschließend muss im Bibliotheksverwalter die Bibliothek für den WLAN-Chip ESP8266 installiert werden.		Damit das Hardwareboard mit der Arduino IDE programmiert werden kann müssen zunächst einige Einstellungen vorgenommen werden. In der IDE unter Datei->Voreinstellungen muss die URL: "http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json" in das Feld "zusätzliche Boardverwalter URLs eingetragen werden" und anschließend muss im Bibliotheksverwalter die Bibliothek für den WLAN-Chip ESP8266 installiert werden.

			====Wichitge Zusatzinformation====
			Damit Alexa die virtuellen Geräte finden kann war bei uns ein Downgrade der Treibersoftware für das Hardwareboard auf die Version 1.0.4 notwendig.


	==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==		==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==
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	Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In '''Abbildung 9''' ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.		Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In '''Abbildung 9''' ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.
	[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.9:Screenshot der Alexa-App]]		[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.9:Screenshot der Alexa-App]]

	~~===Wichitge Zusatzinformation===~~
	~~Damit Alexa die virtuellen Geräte finden kann war bei uns ein Downgrade der Treibersoftware für das Hardwareboard auf die Version ?? notwendig.~~

Ilja Scheremeta am 17. Januar 2019 um 18:43 Uhr

2019-01-17T18:43:24Z

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 20:43 Uhr
Zeile 144:		Zeile 144:

	<gallery class="center" caption="Schaltung der Lampensteuerung" widths="300" heights="300">		<gallery class="center" caption="Schaltung der Lampensteuerung" widths="300" heights="300">
	Datei:Steckplatine_25b.PNG\|Abb. 6: Die Steckplatine ~~für die sprachgesteuerte Designerlampe~~		Datei:Steckplatine_25b.PNG\|Abb. 6: Die Steckplatine
	Datei:Schaltplan_25b.PNG\|Abb. 7: Die Schaltung ~~für die sprachgesteuerte Designerlampe~~		Datei:Schaltplan_25b.PNG\|Abb. 7: Die Schaltung
	Datei:Die_Komponente_der_Designerlampe.jpg\|Abb. 8: Die Komponente ~~der Designerlampe~~		Datei:Die_Komponente_der_Designerlampe.jpg\|Abb. 8: Die Komponente
	</gallery>		</gallery>

Ilja Scheremeta: Nummerierung

2019-01-17T18:35:34Z

Nummerierung

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 20:35 Uhr
Zeile 260:		Zeile 260:

	===Virtuelle Geräte auf Alexa konfigurieren===		===Virtuelle Geräte auf Alexa konfigurieren===
	Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In '''Abbildung 8''' ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.		Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In '''Abbildung 9''' ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.
	[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.8:Screenshot der Alexa-App]]		[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.9:Screenshot der Alexa-App]]

	===Wichitge Zusatzinformation===		===Wichitge Zusatzinformation===

Ilja Scheremeta: Gallerie

2019-01-17T18:08:03Z

Gallerie

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 20:08 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
	[[Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018]]		[[Kategorie:Projekte_AET_BSE_WS2018]]
	[[Kategorie:Projekte]]		[[Kategorie:Projekte]]
			[[Datei:Die_Sprachgesteuerte_Designerlampe_25b.jpg\|rechts\|mini\|400px\|right\|Abb. 1: Die Sprachgesteuerte Designerlampe 25b]]
	Autoren: [[Benutzer: Simon_Kohfeld\| Simon Kohfeld]], [[Benutzer: Ilja_Scheremeta\| Ilja Scheremeta]]		Autoren: [[Benutzer: Simon_Kohfeld\| Simon Kohfeld]], [[Benutzer: Ilja_Scheremeta\| Ilja Scheremeta]]

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	~~[[Datei:Die_Sprachgesteuerte_Designerlampe_25b.jpg\|rechts\|mini\|430px\|right\|Abb. 1: Die Sprachgesteuerte Designerlampe 25b]]~~

	== Einleitung ==		== Einleitung ==
Zeile 154:		Zeile 154:
	==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==		==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==
	Damit die sprachgesteuerte Designerlampe zur Realität wird, muss zunächst eine Verbindung zwischen dem Echo Dot und der Arduino Hardware hergestellt werden. Dazu sind auf beiden Seiten einige Schritte vorzunehmen, auf die nachfolgend eingegangen wird.		Damit die sprachgesteuerte Designerlampe zur Realität wird, muss zunächst eine Verbindung zwischen dem Echo Dot und der Arduino Hardware hergestellt werden. Dazu sind auf beiden Seiten einige Schritte vorzunehmen, auf die nachfolgend eingegangen wird.

	===Echo Dot: Herstellung einer WLAN Verbindung===		===Echo Dot: Herstellung einer WLAN Verbindung===
	Um den Amazon Echo Dot mit dem Entwicklungsboard zu verbinden, benötigt man zum einen eine Internetverbindung und zum anderen ein Smartphone oder ein Tablet. Auf dem Smartphone oder Tablet wird die Amazon Alexa Voice Service App benötigt, mit dessen Hilfe die Verbindung in folgenden Schritten aufgebaut wird:		Um den Amazon Echo Dot mit dem Entwicklungsboard zu verbinden, benötigt man zum einen eine Internetverbindung und zum anderen ein Smartphone oder ein Tablet. Auf dem Smartphone oder Tablet wird die Amazon Alexa Voice Service App benötigt, mit dessen Hilfe die Verbindung in folgenden Schritten aufgebaut wird:
Zeile 291:		Zeile 292:

	Die prototypische Platine kann außerdem gelayoutet und dadurch ggf. weiter miniaturisiert werden, sodass ggf. sogar ein Gehäuse um die Elektronik passt, um die Lampe optisch weiter aufzuwerten.		Die prototypische Platine kann außerdem gelayoutet und dadurch ggf. weiter miniaturisiert werden, sodass ggf. sogar ein Gehäuse um die Elektronik passt, um die Lampe optisch weiter aufzuwerten.

			== Gallerie ==

			<gallery class="center" caption="" widths="150" heights="150">
			Datei:Gruen_zu.jpg
			Datei:Lila_gut.jpg
			Datei:Weiß_zu_gut.jpg
			Datei:Rot_auf.jpg
			Datei:Zu_blau.jpg
			</gallery>

	== [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/25b_Sprachsteuerung_einer_Designerlampe/ Projektunterlagen]==		== [https://svn.hshl.de/svn/Elektrotechnik_Fachpraktikum/trunk/Projekte/25b_Sprachsteuerung_einer_Designerlampe/ Projektunterlagen]==

Ilja Scheremeta am 17. Januar 2019 um 17:59 Uhr

2019-01-17T17:59:57Z

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 19:59 Uhr
Zeile 9:		Zeile 9:


	[[Datei:~~Designerlampe~~.jpg\|rechts\|mini\|430px\|right\|Abb. 1: Die Sprachgesteuerte Designerlampe 25b]]		[[Datei:Die_Sprachgesteuerte_Designerlampe_25b.jpg\|rechts\|mini\|430px\|right\|Abb. 1: Die Sprachgesteuerte Designerlampe 25b]]

	== Einleitung ==		== Einleitung ==

Ilja Scheremeta: Die Komponente der Lampe

2019-01-17T13:14:26Z

Die Komponente der Lampe

← Nächstältere Version		Version vom 17. Januar 2019, 15:14 Uhr
Zeile 146:		Zeile 146:
	Datei:Steckplatine_25b.PNG\|Abb. 6: Die Steckplatine für die sprachgesteuerte Designerlampe		Datei:Steckplatine_25b.PNG\|Abb. 6: Die Steckplatine für die sprachgesteuerte Designerlampe
	Datei:Schaltplan_25b.PNG\|Abb. 7: Die Schaltung für die sprachgesteuerte Designerlampe		Datei:Schaltplan_25b.PNG\|Abb. 7: Die Schaltung für die sprachgesteuerte Designerlampe
			Datei:Die_Komponente_der_Designerlampe.jpg\|Abb. 8: Die Komponente der Designerlampe
	</gallery>		</gallery>

Ilja Scheremeta: Fehlerkorrektur

2019-01-16T12:48:34Z

Fehlerkorrektur

Ilja Scheremeta: Ergänzung Kommunikationsstrukturplan

2019-01-16T12:23:30Z

Ergänzung Kommunikationsstrukturplan

← Nächstältere Version		Version vom 16. Januar 2019, 14:23 Uhr
Zeile 132:		Zeile 132:
	[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]		[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]

	In der '''Abbildung 5''' wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden.		In der '''Abbildung 5''' wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden. Für die Realisierung der Sprachsteuerung werden zwei Software verwendet. Zum einen benötigt man die Amazon Alexa Voice Service App, die über ein Smartphone oder Tablet bedient wird und somit die Kommunikation zwischen der Echo Dot und dem Datenbank mit den Sprachbefehlen ermöglicht. Zum anderen wird die Software Arduino DIE verwendet, mit der der Quellcode geschrieben wird, um die Logik für die passende Steuerung zu generieren.

Ilja Scheremeta: Nummerierung und Markierung der Abbildungen

2019-01-16T12:15:41Z

Nummerierung und Markierung der Abbildungen

← Nächstältere Version		Version vom 16. Januar 2019, 14:15 Uhr
Zeile 118:		Zeile 118:
	[[Datei:Projektplan_25b.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 4: Projektplan]]		[[Datei:Projektplan_25b.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 4: Projektplan]]

	In der '''Abbildung 4''' ~~sieht~~ man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.		In der '''Abbildung 4''' erkennt man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.

	Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit dem Alexa-Lautsprecher zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.		Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit dem Alexa-Lautsprecher zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.

Ilja Scheremeta am 16. Januar 2019 um 12:14 Uhr

2019-01-16T12:14:40Z

← Nächstältere Version		Version vom 16. Januar 2019, 14:48 Uhr
Zeile 120:		Zeile 120:
	In der '''Abbildung 4''' erkennt man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.		In der '''Abbildung 4''' erkennt man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.

	Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit ~~dem~~ Alexa~~-Lautsprecher~~ zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.		Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware im Vordergrund. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Dies ist auch ohne der Arduino Hardware realisierbar. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit der Alexa Dot zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.

	Einer der Vorteile des Fachs „Angewandte Elektrotechnik“ ist es, dass die Studierenden bei der Aneignung der technischen Grundlagen für das Projekt nicht auf sich alleine gestellt sind. Als Pflichtveranstaltungen werden vier unterschiedliche Praktika angeboten, welche in den Kalenderwochen 43,44,46 und 47 stattfinden. Dabei werden die Themen, von der Erstellung des Leiterplatten-Layouts über das „Rapid Control Prototyping“ und der Einführung in Mikrocontroller mit Arduino bis zu der Abstandsreglung mit dem Lego NXT Baukasten, theoretisch und praktisch durchgearbeitet. Am Ende des letzten Versuchs ist die erste Phase der Vorbereitung zu Ende.		Einer der Vorteile des Fachs „Angewandte Elektrotechnik“ ist es, dass die Studierenden bei der Aneignung der technischen Grundlagen für das Projekt nicht auf sich alleine gestellt sind. Als Pflichtveranstaltungen werden vier unterschiedliche Praktika angeboten, welche in den Kalenderwochen 43,44,46 und 47 stattfinden. Dabei werden die Themen, von der Erstellung des Leiterplatten-Layouts über das „Rapid Control Prototyping“ und der Einführung in Mikrocontroller mit Arduino bis zu der Abstandsreglung mit dem Lego NXT Baukasten, theoretisch und praktisch durchgearbeitet. Am Ende des letzten Versuchs ist die erste Phase der Vorbereitung zu Ende.
	In der zweiten Phase geht es um die praktische Umsetzung der Ziele. Diese ~~besteht~~ aus der Realisierung der Schaltung und der Schnittstellenimplementierung Alexa-ESP8266. Die wissenschaftliche Dokumentation wird zwischen den einzelnen Tätigkeiten in der zweiten und dritten Phase durchgeführt.		In der zweiten Phase geht es um die praktische Umsetzung der Ziele. Diese bestehen aus der Realisierung der Schaltung und der Schnittstellenimplementierung Alexa-ESP8266. Die wissenschaftliche Dokumentation wird zwischen den einzelnen Tätigkeiten in der zweiten und dritten Phase durchgeführt.
	~~Abschließend wird in~~ der letzten Phase die sprachgesteuerte ~~Lampe~~ getestet~~, ein~~ YouTube Video ~~erstellt~~ und die Ergebnisse des Projektes in Form von einer Abschlusspräsentation ~~dargestellt~~.		In der letzten Phase wird die sprachgesteuerte Designerlampe auf die Funktionalität getestet und optimiert. Das YouTube Video und die Ergebnisse des Projektes in Form von einer Abschlusspräsentation dienen abschließend der Vorführung der Ergebnisse.


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	[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]		[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]

	In der '''Abbildung 5''' wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden. Für die Realisierung der Sprachsteuerung werden zwei Software verwendet. Zum einen benötigt man die Amazon Alexa Voice Service App, die über ein Smartphone oder Tablet bedient wird und somit die Kommunikation zwischen der Echo Dot und dem Datenbank mit den Sprachbefehlen ermöglicht. Zum anderen wird die Software Arduino ~~DIE~~ verwendet, mit der der Quellcode geschrieben wird, um die Logik für die passende Steuerung zu generieren.		In der '''Abbildung 5''' wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge der Hardware schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden. Für die Realisierung der Sprachsteuerung werden zwei Software verwendet. Zum einen benötigt man die Amazon Alexa Voice Service App, die über ein Smartphone oder Tablet bedient wird und somit die Kommunikation zwischen der Echo Dot und dem Datenbank mit den Sprachbefehlen ermöglicht. Zum anderen wird die Software Arduino IDE verwendet, mit der der Quellcode geschrieben wird, um die Logik für die passende Steuerung zu generieren.


	== Die Schaltung und der Prototyp ==		== Die Schaltung und der Prototyp ==

	Auf Basis der beschriebenen Hardwarekomponenten auf der Arduino Seite ist der Schaltplan in '''Abbildung 7''' entstanden und wurde zunächst auf einem Steckbrett, wie in '''Abbildung 6''' dargestellt aufgebaut.		Auf Basis der beschriebenen Hardwarekomponenten auf der Arduino Seite ist der Schaltplan in '''Abbildung 7''' entstanden und wurde zunächst auf einem Steckbrett, wie in '''Abbildung 6''' dargestellt, aufgebaut.
	Nach erfolgreichen Tests der einzelnen Komponenten in der abgebildeten Schaltung, wird der Aufbau auf einer Lochrasterplatine umgesetzt. Diese wird beidseitig mit Buchsenleisten versehen, ~~damir~~ die Spannungsversorgung von der einen und das Entwicklungsboard von der anderen Seite aufgesteckt werden können. Dadurch ensteht eine kompakte Steuerungseinheit für die Lampe. Die Peripheriekomponenten LED-Streifen, Motor und Lautsprecher, können ebenfalls über eingelötete Buchsenleisten an die Platine angesteckt werden. Durch die kompakte Bauform lässt sie die Steuerungseinheit sehr gut im inneren der Lampe unterbringen.		Nach erfolgreichen Tests der einzelnen Komponenten in der abgebildeten Schaltung, wird der Aufbau auf einer Lochrasterplatine umgesetzt. Diese wird beidseitig mit Buchsenleisten versehen, damit die Spannungsversorgung von der einen und das Entwicklungsboard von der anderen Seite aufgesteckt werden können. Dadurch ensteht eine kompakte Steuerungseinheit für die Lampe. Die Peripheriekomponenten LED-Streifen, Motor und Lautsprecher können ebenfalls über eingelötete Buchsenleisten an die Platine angesteckt werden. Durch die kompakte Bauform lässt sie die Steuerungseinheit sehr gut im inneren der Lampe unterbringen.


Zeile 152:		Zeile 152:

	==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==		==Verbindungsaufbau zwischen Arduino-Hardware und Alexa Sprachsteuerung==
	Damit die ~~Sprachgesteuerte~~ Designerlampe Realität wird, muss zunächst eine Verbindung zwischen dem Echo Dot und der Arduino Hardware hergestellt werden. Dazu sind auf beiden Seiten einige Schritte vorzunehmen, auf die nachfolgend eingegangen wird.		Damit die sprachgesteuerte Designerlampe zur Realität wird, muss zunächst eine Verbindung zwischen dem Echo Dot und der Arduino Hardware hergestellt werden. Dazu sind auf beiden Seiten einige Schritte vorzunehmen, auf die nachfolgend eingegangen wird.
	===Echo Dot: Herstellung einer WLAN Verbindung===		===Echo Dot: Herstellung einer WLAN Verbindung===
	Um den Amazon Echo Dot mit dem Entwicklungsboard zu verbinden, benötigt man zum einen eine Internetverbindung und zum anderen ein Smartphone oder ein Tablet. Auf dem Smartphone oder Tablet wird die Amazon Alexa Voice Service App benötigt, mit dessen Hilfe die Verbindung in folgenden Schritten aufgebaut wird:		Um den Amazon Echo Dot mit dem Entwicklungsboard zu verbinden, benötigt man zum einen eine Internetverbindung und zum anderen ein Smartphone oder ein Tablet. Auf dem Smartphone oder Tablet wird die Amazon Alexa Voice Service App benötigt, mit dessen Hilfe die Verbindung in folgenden Schritten aufgebaut wird:

	# Zunächst muss die Service-Taste auf dem Echo DOt gedrückt gehalten werden, bis der LED Ring von einem orangenem Licht umkreist wird		# Zunächst muss die Service-Taste auf dem Echo DOt gedrückt gehalten werden, bis der LED Ring von einem orangenem Licht umkreist wird
	# Dann muss die Alexa-App geöffnet werden		# Dann muss die Alexa-App geöffnet werden
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	# Zurück in der App kann dann eine Auswahl des zu nutzendem WIFIs getroffen werden und eine Passworteingabe erfolgen		# Zurück in der App kann dann eine Auswahl des zu nutzendem WIFIs getroffen werden und eine Passworteingabe erfolgen
	# Der LED Ring des Echo-Dot leuchtet nun blau, bis die Verbindung hergestellt wurde.		# Der LED Ring des Echo-Dot leuchtet nun blau, bis die Verbindung hergestellt wurde.
	Der Echo Dot kann nun verwendet werden.
			'''-> Der Echo Dot kann nun verwendet werden.'''

	===Hardwareboard: Herstellung einer WLAN Verbindung===		===Hardwareboard: Herstellung einer WLAN Verbindung===
	Um ~~die Arduino-Hardware~~ mit der Alexa Sprachsteuerung verbinden zu können, muss auch dort zunächst eine Internetverbindung hergestellt werden.		Um das Entwicklungsboard mit der Alexa Sprachsteuerung verbinden zu können, muss auch dort zunächst eine Internetverbindung hergestellt werden.

	Dazu wird die Arduino-eigene Bibliothek "Wifi" benötigt. Für einen Verbindungsaufbau muss dann		Dazu wird die Arduino-eigene Bibliothek "Wifi" benötigt. Für einen Verbindungsaufbau muss dann
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	== Zusammenfassung ==		== Zusammenfassung ==
	Zunächst wurde ein Projektplan erstellt und die Hardwarestruktur des Projektes erarbeitet, um eine Beschaffung durchführen zu können. Anschließend wurde die Hardware in einem Schaltplan aufgebaut und einzelnd getestet. Dann wurde eine prototypische Platine angefertigt, die pinkompatibel zu den beschafften Platinen, der NodeMCU und dem Versorgungsboard ist. Es folgte die Konfiguration der WLAN-Verbindung, sowie die Anbindung der Arduino-Hardware an die Sprachsteuerung mittels einer Bibliothek. Dann wurden die einzelnen Peripheriekomponenten in das Hauptprogramm integriert und mit den Sprachbefehlen verknüpft. Insgesamt kann das Projekt erfolgreich abgeschlossen werden. Das Ergebnis ist im abschließend erstellten [https://www.youtube.com/watch?v=qDDWxVEifUI Youtube Video] zu sehen.		Zunächst wurde ein Projektplan erstellt und die Hardwarestruktur des Projektes erarbeitet, um eine Beschaffung durchführen zu können. Anschließend wurde die Hardware in einem Schaltplan aufgebaut und einzelnd getestet. Dann wurde eine prototypische Platine angefertigt, die pinkompatibel zu den beschafften Platinen, der NodeMCU und dem Versorgungsboard ist. Es folgte die Konfiguration der WLAN-Verbindung, sowie die Anbindung der Arduino-Hardware an die Sprachsteuerung mittels einer Bibliothek. Dann wurden die einzelnen Peripheriekomponenten in das Hauptprogramm integriert und mit den Sprachbefehlen verknüpft. Insgesamt kann das Projekt erfolgreich abgeschlossen werden. Das Ergebnis ist im abschließend erstellten [https://www.youtube.com/watch?v=qDDWxVEifUI Youtube Video] zu sehen.

	=== Lessons Learned ===		=== Lessons Learned ===
	Im Verlauf des Projektes kam es immer wieder zu neuen Herausforderungen, die jedes mal zum Lernerfolg aber auch zum Verlust von Zeit geführt haben. Ein Problem, das durch einen falsch bestellten Servo zustande kam, hätte beispielsweise durch eine tiefere Rechereche im Vorfeld vermieden werden können.		Im Verlauf des Projektes kam es immer wieder zu neuen Herausforderungen, die jedes mal zum Lernerfolg aber auch zum Verlust von Zeit geführt haben. Ein Problem, das durch einen falsch bestellten Servo zustande kam, hätte beispielsweise durch eine tiefere Rechereche im Vorfeld vermieden werden können.

← Nächstältere Version		Version vom 16. Januar 2019, 14:14 Uhr
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	[[Datei:Projektplan_25b.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 4: Projektplan]]		[[Datei:Projektplan_25b.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 4: Projektplan]]

	In der Abbildung 4 sieht man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.		In der '''Abbildung 4''' sieht man den Projektplan. Insgesamt standen zur Bearbeitung des Projektes 16 Wochen zur Verfügung. Diese sind in drei unterschiedliche Phase der Bearbeitung aufgeteilt. In der ersten Phase geht es um die Vorbereitung auf die Umsetzung des Projektes. Den Hauptteil bildet die Hauptphase, denn dabei liegt der Schwerpunkt auf der praktischen Realisierung der Ziele. In der letzten Phase steht vor allem der Test, so wie die Präsentation der praktischen Anwendung der Designerlampe im Soll-Zustand im Vordergrund.

	Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit dem Alexa-Lautsprecher zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.		Am Anfang der ersten Phase steht die Recherche bereits vorhandener Lösungen zum Thema Sprachsteuerung in Verbindung mit Arduino-Hardware. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Kommunikation zwischen der Alexa und dem Entwicklungsboard ESP 8266 äußerst schnell und effektiv herzustellen ist. Hierfür wird lediglich ein Smartphone und die Amazon-Alexa-App benötigt, um das Entwicklungsboard mit dem Alexa-Lautsprecher zu verbinden. In der Kalenderwoche 41 wurde dann der Systementwurf erstellt und gleichzeitig die für das Projekt benötigten Bauteile bestellt.
Zeile 132:		Zeile 132:
	[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]		[[Datei:Strukturübersicht_der_Designerlampe.PNG\|thumb\|500px\|right\|Abb. 5: Der Kommunikationsstrukturplan der Designerlampe]]

	In der Abbildung 5 wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden.		In der '''Abbildung 5''' wird die Kommunikationsstruktur dargestellt. Im Zentrum steht das WIFI-Entwicklungsboard ESP8266, welches als Schnittstelle zur Energieversorgung, Sprachsteuerung und technischer Ausführung dient. Alle Komponenten werden mit dieser Hardware mit einem Kabel oder kabellos verbunden. Hier werden also die GPIOs angesteuert, die danach die Ausgänge schalten. Da das Steckernetzteil eine Spannung von 9 V liefert, muss diese umgewandelt werden, denn die Hardware arbeitet mit einer Spannung von 3,3 bzw. 5V. Diese Aufgabe übernimmt das Stromversorgungsmodul, welches sowohl 3,3V als auch 5V liefern kann und durch einen DC-Stecker mit dem Netzteil verbunden ist. Die anderen Hardwarekomponenten sind direkt über die Pins mit dem Stromversorgungsmodul verbunden.


	== Die Schaltung und der Prototyp ==		== Die Schaltung und der Prototyp ==

	Auf Basis der beschriebenen Hardwarekomponenten auf der Arduino Seite ist der Schaltplan in Abbildung 7 entstanden und wurde zunächst auf einem Steckbrett, wie in Abbildung 6 dargestellt aufgebaut.		Auf Basis der beschriebenen Hardwarekomponenten auf der Arduino Seite ist der Schaltplan in '''Abbildung 7''' entstanden und wurde zunächst auf einem Steckbrett, wie in '''Abbildung 6''' dargestellt aufgebaut.
	Nach erfolgreichen Tests der einzelnen Komponenten in der abgebildeten Schaltung, wird der Aufbau auf einer Lochrasterplatine umgesetzt. Diese wird beidseitig mit Buchsenleisten versehen, damir die Spannungsversorgung von der einen und das Entwicklungsboard von der anderen Seite aufgesteckt werden können. Dadurch ensteht eine kompakte Steuerungseinheit für die Lampe. Die Peripheriekomponenten LED-Streifen, Motor und Lautsprecher, können ebenfalls über eingelötete Buchsenleisten an die Platine angesteckt werden. Durch die kompakte Bauform lässt sie die Steuerungseinheit sehr gut im inneren der Lampe unterbringen.		Nach erfolgreichen Tests der einzelnen Komponenten in der abgebildeten Schaltung, wird der Aufbau auf einer Lochrasterplatine umgesetzt. Diese wird beidseitig mit Buchsenleisten versehen, damir die Spannungsversorgung von der einen und das Entwicklungsboard von der anderen Seite aufgesteckt werden können. Dadurch ensteht eine kompakte Steuerungseinheit für die Lampe. Die Peripheriekomponenten LED-Streifen, Motor und Lautsprecher, können ebenfalls über eingelötete Buchsenleisten an die Platine angesteckt werden. Durch die kompakte Bauform lässt sie die Steuerungseinheit sehr gut im inneren der Lampe unterbringen.




	<gallery class="center" caption="Schaltung der Lampensteuerung" widths="300" heights="300">		<gallery class="center" caption="Schaltung der Lampensteuerung" widths="300" heights="300">
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	===Virtuelle Geräte auf Alexa konfigurieren===		===Virtuelle Geräte auf Alexa konfigurieren===
	Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In Abbildung 8 ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.		Für die Alexa sind die im Code erstellten Geräte in der Alexa App als neue Geräte sichtbar. Diese können dann über die App eingerichtet und ggf. einer Gruppe zugeordnet werden. Danach ist die Verknüpfung von Sprachstuerung und Arduino-Hardware erfolgreich hergestellt. In '''Abbildung 8''' ist die Oberfläche der Alexa-App zu sehen, nachdem die Einrichtung der Geräte erfolgreich durchgeführt wurde und die Geräte der Gruppe "Todesstern" zugeordnet worden sind.
	[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.8:Screenshot der Alexa-App]]		[[Datei:AlexaApp.png\|thumb\|500px\|right\|Abb.8:Screenshot der Alexa-App]]