Ampel2Go #WirVsVirus Enabler Programm

Open Source Einlass-Sytem zur Durchsetzung der Corona-Kontaktbeschränkungen

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Die Ampel2Go Community Edition ist JETZT verfügbar!

Kostenlos Downloaden - Bauteile Besorgen - Zusammenbauen - Fertig!

Promo-Video

Detaillierte Bauanleitung

In nur 3 einfachen Schritten!

1. Kostenlos Downloaden
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Der Download ist eine ~7GB große .zip Datei. Diese wird so wie sie ist auf eine SD-Karte überspielt - kinderleicht.

2. Bauteile Besorgen
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Für eine Ampel2Go werden 11 Bauteile verwendet. Diese kann man sich z.B. auf Amazon oder einem sonstigen Händler kaufen.

3. Zusammenbauen
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Der Zusammenbau dauert etwa zwei Stunden. Die detaillierte Bauanleitung gibt es als Video (Siehe oben) und in Schriftform.

In drei einfachen Schritten zur eigenen Ampel2Go

Liebe Community, liebe Hobby IoT-Ingenieur:innen und Data Scientist:innen, Wir sind am 01.05.2020 mit der finanziellen Unterstützung des Prototypefunds angetreten, die Ampel2Go Bauanleitung für den einfachen Aufbau einer eigenen Corona-Ampel zu entwickeln - Nun, nach 3 Monaten ist es soweit! Im Folgenden zeigen und beschreiben wir Euch Schritt für Schritt in einer Bauanleitung wie es geht!

Vorher möchten wir uns aber noch bei allen Unterstützern bedanken. Vorneweg dem WirVsVirus Solution Enabler Programm, denn dadurch wurde das alles erst möglich gemacht Ohne Euch hätten wir das niemals so umsetzen können! Und dann sind da noch die zahlreichen offiziellen und inoffiziellen Mentor:innen, die uns von allen Seiten unterstützt haben. Vielen Dank Doris Sibum, Laurence Mehl, Kora Stycz & Lisa Liu!

Schritt 1: Kostenlos Downloaden

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Der Download ist eine ~7GB große .zip Datei. Diese wird so wie sie ist auf eine SD-Karte überspielt. Wie das genau funktioniert, erläutern wir detailliert in der Bauanleitung. Alles was Ihr benötigt ist ein Micro-SD-Kartenleser.

Schritt 2: Bauteile Besorgen

Bevor es richtig losgeht, müsst ihr erst einmal auf Shoppingtour gehen und etwas Geld investieren, denn für den Zusammenbau Eurer eigenen Ampel2Go benötigt Ihr eine eine ganze Reihe an Bauteilen. Eventuell habt ihr ja schon einige Teile bei Euch übrig, oder Eure Anwendung braucht bestimmte Bauteile nicht (z.B. den Monitorständer).

Jetzt aber Butter bei die Fische: das gesamte Setup kostet um die 350€. Wir haben Euch im folgenden eine Einkaufsliste zusammengestellt - immer mit Link auf den entsprechenden Amazon Artikel. Sicherlich gibt es die Artikel auf auf anderen Platformen zu kaufen, oder ähnliche Artikel von einem anderen Hersteller. Aber seid gewarnt - unsere Erfahrung zeigt, dass selbst anfänglich kleine Änderungen einen ganzen Rattenschwanz nach sich ziehen können! Wir zeigen Euch zunächt die zusammenfassende Liste, und besprechen dann alle Teile einzeln und im Detail durch.

Essentielle Bauteile (Zusammenfassung)
# Name Details Link* Preis**
1 Jetson Nano NVIDIA® Jetson Nano™ Developer Kit Link zu Nvidia (keine Werbung) 109,00€
2 Monitor ACER KA220HQbid 54,6cm 21,5Zoll TFT 1920x1080 LED Backlight 5ms 200cd/m² VGA DVI HDMI schwarz, [Energieklasse A++ - D] Link zu Amazon (keine Werbung) 78,00€
3 Webcam Logitech C270 Webcam, HD 720p Link zu Amazon (keine Werbung) 50,79
4 Micro SD-Karte SanDisk High Endurance microSD Karte 32GB Link zu Amazon (keine Werbung) 10,92€
5 USB Micro SD-Kartenleser SanDisk MobileMate USB3.0 Link zu Amazon (keine Werbung) 7,52€
6 Wlan-Stick TP-Link TL-WN823N WLAN USB Stick Link zu Amazon (Keine Werbung)
7 Netzteil Jetson Steckernetzteil 5V/4A 20W Adapter RS-E04J00-S02 Hohlstecker 5,5/2,1mm Link zu Amazon (Keine Werbung) 15,90€
8 Mehrfachsteckdocse Hama Steckdosenleiste 3-fach (Mehrfachsteckdose mit Save Energy-Schalter zum Stromsparen, Steckplätze 45 Grad gedreht, Kabel 1,4m, GS geprüft) schwarz Link zu Amazon (Keine Werbung) 3,35€
9 USB-Verlängerung AmazonBasics USB 2.0-Verlängerungskabel A-Stecker auf A-Buchse 3 m Link zu Amazon (Keine Werbung) 6,81€
10 Jetson Case IBest Acrylic Clear Case with Dedicated DC 5V-12V Cooling Fan 3PIN Reverse-Proof Connector for NVIDIA Jetson Nano Developer Kit Link zu Amazon (Keine Werbung) 18,00€
11 Monitorstativ + halterungen DQ Tripod TV Standmodell Schwarz Link zu Amazon (Keine Werbung) 49,00€
Optionale Bauteile für die Fernbedienung (Zusammenfassung)
# Name Details Link* Preis**
12 Fernbedienung Sparfun Infrarot Fernbedinung Link zu Amazon (Keine Werbung) 4,25€
13 Batterie Varta CR2025 Link zu Amazon (Keine Werbung) 1,98€
14 Empfänger Mini 38Khz IR-Sensor Link zu Amazon (Keine Werbung) 3,77
15 Jumper-Wires Varta CR2025 Link zu Amazon (Keine Werbung) 1,98
Details zu den Bauteilen

Jetson Nano

Der Jetson Nano ist das Hirn der Ampel2Go. Der Jetson ist ein leistungsstarker „Mini-Computer“ mit vier Prozessorkernen und 8GB Ram. Das entspricht ungefähr der Leistung eines Mac-Book Airs 2019. Hier läuft alles zusammen – der Stream aus der Webcam wird verarbeitet, die Applikation für die Anzeige läuft und vor allem passiert hier die Personenerkennung mit Hilfe von Data-Science! Wir haben den Jetson direkt bei Nvidia bestellt.

Monitor

Der Monitor wird verwendet, um die User-App, also die Anzeige mit der Ampel anzuzeigen. Prinzipiell kann also jeder Hersteller und jede Monitor-Größe verwendet werden. Zwei Dinge gibt es allerdings zu beachten:

1. Der Monitor braucht einen HDMI-Anschluss

2. Zum Befestigen des Monitors muss dieser das VESA-Lochmuster (Die vier Löcher zum reinschrauben) an der Rückseite verfügen. Die meisten handelsüblichen Marken halten sich an diesen Standard (z.B. Sony, Phillips, LG, etc. )

Bei unserer Recherche haben wir gemerkt: Die Preise steigen, je kleiner und je größer der Monitor wird. Die goldene Mitte macht es also! Glücklicherweise erfüllt ein 21 Zoll Monitor seine Zwecke sehr gut: Nicht zu klein, so dass die Ampel auch nicht übersehen wird, aber auch nicht zu groß, so dass man nicht mehr ungehindert daran vorbeilaufen kann.

Aufgrund des niedrigen Preises von 80€ haben wir uns für den ACER KA220HQ entschieden, zu kaufen gibt es den z.B. bei Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag):

USB-Webcam

Natürlich benötigen wir auch eine Videokamera. Für die Ampel2Go haben wir uns für die (zumindest ehemals) sehr günstige Logitech c270 Webcam entschieden. (Seit Corona ist die Nachfrage nach Webcams enorm gestiegen, entsprechend auch der Preis im Handel)

Das System funktioniert natürlich auch mit vielen anderen Webcams, wichtig ist dass die Webcam mindestens eine Auflösung von 720p hat, ansonsten verschlechtert sich die Trefferrate des Algorithmus.

Zu kaufen gibt es die Webcam z.B. bei Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

Micro-SD-Karte

Der Jetson hat keine Festplatte, wie man es z.B. von einem Laptop kennt, sondern speichert alle Daten – also auch das gesamte Betriebssystem - auf einer SD-Karte. Das ist total praktisch, denn so können wir Euch das komplette Betriebssystem inklusive aller Einstellungen als sogenanntes „Image“ in einem Paket zur Verfügung stellen. Alles in allem ist das Image etwa 10GB groß. Neben der Kapazität muss auch beachtet werden, dass es Micro-SD-Karten mit unterschiedlichen „Speed Classes“ gibt. Da wir Videos aufnehmen und diese verarbeiten, ist beim Kauf zu beachten, dass Ihr eine Karte mit den folgenden Speed-Klassen verwendet:

- Speed class 10

- UHS Speed Class: 3

- Video Speed Class: V30

Damit Ihr loslegen könnt benötigt Ihr also eine SD-Karte, wir haben uns für die SanDisk High Endurance hier entschieden, zu kaufen gibt’s die z.B. auf Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

Wlan-Stick

Der Wlan-Stick wird verwendet um automatisch einen lokalen Accesspoint (Wie Hotspot, nur ohne Weiterleitung zum Internet) einzurichten. In diesen Hotspot kann man sich einwählen und per Handy Einstellungen am Personenzähler vorzunehmen, wie z.B. die Anpassung der maximalen Personenzahl. Wie das genau geht, erklären wir im Kapitel „Settings-App“. Wir haben uns für den Wlanstick TP-Link entschieden, weil er günstig ist und vor allen erlaubt, einen Accesspoint einzurichten – vorsicht, nicht bei allen Sticks ist das möglich! Zu kaufen gibt es den Stick z.B. auf Amazon (wie immer: keine Werbung).

Jetson Netzteil

Man kann den Jetson auf zwei verschiedene Art und Weisen mit Strom versorgen: entweder mit dem USB-C-Kabelanschluss oder mit dem 5V Steckernetzteil. Letzteres ist vor allem für Rechenintensive Anwendungsfälle zu bevorzugen, siehe diesen Blogpost auf der Nvidia-Seite

Wir haben uns für das Netzteil von RS-Power entschieden, weil es aus nur einem Teil besteht (Viele andere Anbieter nutzen ein zweiteiligen Aufbau. Zu kaufen gibt es das Netzteil z.B. auf Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

Steckdosenleiste

Ganz ehrlich: Da tut es auch jede Steckdose in der Wand, für etwas mehr Spielraum beim Aufstellen haben wir die Leiste hier mit aufgenommen. Die Ampel2Go benötigt zwei Steckplätze – eine für den Monitor und eine für den Jetson.

Wir haben uns für die Leiste von Hama entschieden, das ist die Kostengünstigste, die gibt es in Schwarz und die hat einen Schalter zum Ausschalten, so dass man nicht die Stecker ziehen muss um Strom zu sparen. Zu kaufen gibt es das Netzteil z.B. auf Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

USB-Verlängerungskabel

Die Webcam C270 hat ein 1,5m langes USB-Kabel angeschlossen. Damit man die Kamera an der Decke aufhängen kann, benötigt man ein Female-Male USB-Verlängerungskabel. Zu kaufen gibt es das Kabel z.B. auf Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

Jetson Case

Der Jetson Nano kommt ab Werk ohne Schutzhülle oder Ähnlichem. Die Leiterplatte ist sehr empfindlich, wenn z.B. ein metallgegenstand auf unglücklich mit der Leiterplatte in Berührung kommt, kann es zu einem Kurzschluss führen, welche den Jetson beschädigt und möglicherweise unbenutzbar macht. Des Weiteren hat der Jetson keine aktive Lüftung, sondern nur den passiven Metallfächer. Wir empfehlen daher, auch eine aktive Lüftung einzubauen.

Das durchsichtige Acrylcase inklusive Lüfter für den Jetson Nano ist funktional und kostet 18€. Die Friemelei für das abziehen der Klebefolien auf dem Acyl ist etwas nervig, aber dafür spart man die 10€ im Vergleich zum Metallcase. Hier der Link zum Produkt Die Alternative ist das Metallcase inklusive Lüfter. Zu kaufen gibt es das Case z.B. auf Amazon (dies ist keine Werbung, sondern nur ein Vorschlag)

Monitorstativ

Das Stativ ist dafür da, den Monitor flexibel aufzustellen und auf der richtigen Höhe zu halten. Wenn Ihr die Möglichkeit habt, den Monitor „ganz normal“ auf einen Tisch oder Tresen aufzustellen, so könnt Ihr selbstverständlich auch einfach den mitgelieferten Standfuß verwenden.

Eine günstige Variante ist der DQ Tripod TV Standmodell Schwarz. Das Produkt gibt es z.B. auf Amazon zu kaufen (wie immer keine Werbung) Link zum Produkt

Fernbedienung (Optional)

Mit Hilfe der Fernbedienung ist es möglich die maximale Personenzahl, Raum befindenden Personen oder die Durchgangsrichtung direkt zu ändern. Mit der Taste ˄ und ˅ verringern oder erhöhen wir die maximale Personenzahl. Die Taste < und > ermöglichen das Anpassen der sich im Raum befindenden Personen. Die Durchgangsrichtung lässt sich mit der In der Mitte liegenden Taste ´O´ ändern.

Um die Fernbedienung an den jetson anzuschließen benötigt man noch die Batterie für die Fernbedienung, einen Infra-Rot Empfänger, sowie kleine Kabel (sog. Jumper Wires), mit denen elektrische Signale zum Jetson übertragen werden.

Schritt 3: Zusammenbauen

Kopieren des Ampel2Go Images auf die SD-Karte

In diesem Teil geht es darum, die komplette Ampel2go Image in nur wenigen Schritten auf die SD-Karte zu schreiben. Dazu wir zuerst das Image von unserer Seite über diesen Link heruntergeladen. (Link Image) Nachdem die Image Datei heruntergeladen ist, wird die SD-Karte mit dem SD-Karten Leser verbunden. Die nächsten Schritte sind anhängig vom jeweiligen Betriebssystem:

Anleitung mit einem Windows-Betriebssystem:

  1. Wenn der Karten Leser mit dem Computer verbunden wird erscheint ein neues Laufwerk. Das wird mit der rechten Maustaste angeklickt und “Formatieren..” ausgewählt.
  2. In dem neu angezeigten Fenster “Starten” wählen.
  3. Auf der Seite https://www.balena.io/etcher/ Etcher for Windows "Download” auswählen, um das Programm zum Schreiben der SD-Karte herunter zu laden.
  4. Nachdem installieren und ausführen von Etcher wählen wir 1. Das Ampel2go Image im Download Ordner aus “Flash from file”. 2. Das Laufwerk mit der SD-Karte auswählen “Select target”. 3. Starten wir das Schreiben der Image Datei auf die SD-Karte “Flash!”
  5. Ist das schreiben abgeschlossen, wählen wir auswerfen und ziehen den SD-Karten Leser aus den USB-Port.

Anleitung mit einem MAC OS Betriebssystem:

  1. Auf der Seite https://www.balena.io/etcher/ Echer for macOS "Download” auswählen, um das Programm zum Schreiben der SD-Karte herunter zu laden.
  2. Nachdem installieren und ausführen von Etcher wählen wir 1. Das Ampel2go Image im Download Ordner aus “Flash from file”.
  3. Anschließend wird Der SD-Karten Leser in einen USB-Port gesteckt. Dann erscheint ein neues Fenster, welches durch das auswählen ”Ignorieren” bestätigt wird
  4. Das Laufwerk mit der SD-Karte auswählen “Select target”
  5. 3. Starten wir das Schreiben der Image Datei auf die SD-Karte “Flash!”
  6. das muss durch die Eingabe ihres Benutzernamen und Passwort bestätigt werden.
  7. Ist das Schreiben abgeschlossen, erscheint das Fenster “Das eingelegte Medium konnte von diesem Computer nicht gelesen werden”. Dises mal wird “Auswerfen” ausgewählt und der SD-Karten Leser aus den USB-Port entfernt.

Anleitung mit einem LINUX Betriebssystem

  1. Auf der Seite https://www.balena.io/etcher/ Echer for Linux x64 oder Linux x86 "Download” auswählen, um das Programm zum Schreiben der SD-Karte herunter zu laden. Die Auswahl ist Abhängig von der Bit Version eures Linux Betriebssystems. Ist die Bit Version unbekannt bietet die 32-bit Version für beide Fälle ihre Funktionalität.
  2. Nachdem installieren und ausführen von Etcher wählen wir: 1. Das Ampel2go Image im Download Ordner aus “Flash from file”. Jetzt wird der SD-Karten Leser in einen USB-Port eingeführt. 2. Das Laufwerk mit der SD-Karte auswählen “Select target”. 3. Starten wir das Schreiben der Image Datei auf die SD-Karte “Flash!.
  3. Es erscheint ein neues Fenster welches unser Passwort abfragt. Das wird eingegeben und “Bestätigt”. Dann beginnt das Schreiben von der Datei auf die SD-Karte.
  4. Ist das schreiben abgeschlossen, wird die SD-Karte über den Explorer ausgeworfen und der SD-Karten Leser aus dem USB-Port entfernt

Zusammenbau der Einzelteile zur fertigen Ampel2Go

In diesem Kapitel wird der Zusammenbau der Einzelteile beschrieben, sowie das zusammenfügen der Teile, so dass am Ende die fertige Ampel2Go. Alle Schritte bis auf den letzten beziehen sich auf den „Hardware-Teil“. Im letzten Schritt wird dann schlussendlich die SD-Karte in den Jetson eingesetzt und das gesamte System durch Betätigung des Schalters gestartet.

  1. Auspacken und Aufbau des Ständers: Zunächst muss der Ständer aufgebaut werden. Das ist selbsterklärend, falls es Probleme gibt, hilft die zugehörige Anleitung (Bauzeit: 2 Min)
  2. Auspacken und Anbringen des Monitors am Ständer: Als nächstes folgt das Anbringen des Monitors am Ständer. Dem Ständer liegen Schrauben für verschiedene Hersteller bei, so dass der Monitor an der entsprechenden Halterung fixiert werden kann. (Bauzeit: 5 Min)
  3. Fernbedienungsmodul aufbauen: Mit den 3 Female-Female Jumper Kabeln verbinden wir das Infrarot Empfänger Modul mit den GPIO Pins des Jetsons. Das verbindet sich folgendermaßen: GND zu GND, VCC zu 5V, DATA zu 36. (Bauzeit: 2 min)
  4. Aufbau des Jetson-Nano Cases: Das Metallcase kommt in zwei großen Teilen, sowie mit kleinen Schräubchen als Abstandshalter für den Jetson. (Bauzeit: 15 Min)
    • 4 Schrauben durch die Löcher am Jetson mit dem Case festmachen
    • Den Lüfter mit 4 Schrauben anbringen
    • Fernbedienung Pins anschließen und danach
    • Den Deckel des Cases anbringen
  5. Den Monitor und den Jetson mit dem HDMI-Kabel verbinden
  6. Die Webcam und den Jetson mit dem USB-Kabel verbinden
  7. Den WLan-Stick einstecken
  8. Den Power-Supply in den Jetson und in die Mehrfachsteckdose stecken
  9. Den Stecker des Monitors in die Mehrfachsteckdose stecken
  10. Den Stromschalter auf „Aus“ stellen und die Mehrfachsteckdose in eine Steckdose anschließen
  11. Die SD-Karte mit der Software in den Jetson einsetzen
  12. Stromschalter auf „An“ stellen und den Boot abwarten – Du hast es geschafft!

Herzlichen Glückwunsch - Du hast es geschafft!