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Hack your Home – the easy way

More and more people are interested in turning their home smart. Unfortunately not every demand can be solved with nowadays solutions, couldn’t it? I think there is much more you can achieve today if you start thinking out of the box, if you try to make a toast with a coffeemaker – which, by the way, is according to Wau Holland kind of hacking.

WP_20141029_14_38_10_ProA door contact sensor used to control a drawer’s state.

WP_20141029_11_14_22_ProA door contact sensor used to report a goal.

WP_20150319_18_10_55_ProA magnetic door/window contact sensor consist of the sensor itself and a magnet which just determines the two states open and close.

An affordable and easy “hackable” home automation device is a magnetic door/window contact sensor. Basically feasible for almost every mechanical movement. Well it is intended to be used to check windows and doors, but some people use it for the postbox or drawers. Best of all, there is no coding or hardware knowledge needed to create something new with this simple device.

WP_20150319_18_23_53_ProGetting into the hardware of a door contact sensor: Most important is the reed switch on the left.

I am sure, there are many scenarios where only two states have to be distinguished: On or Off, Open or Close, Hot or Cold, Dark or Light and so forth. And it is easy to get this into your Smart Home using a door/window contact. The only thing you need is to bypass the reed switch inside with your very own button or sensor. I usually use alligator clips to bypasses the reed switch for testing purpose. Now, I can connect whatever I like as long as this closes or opens the electric circuit. Well, it might be better to remove the reed switch and solder the stuff, but for a first prototype this is totally sufficient.

basicclientBasic client of Deutsche Telekom’s Smart Home platform QIVICON.

Thanks to the used eQ-3 door/window contact this modification does work directly within the Smart Home platform QIVICON and can now be combined with rules and other devices and home appliances. So, what will you build? Just curious…

Reversibles Hacken

Wie kommt man schnell zu neuen Ideen und wie prüft man diese frühzeitig auf deren Nutzen und Umsetzbarkeit? Gerade im Rahmen des digitalen Wandels (Digitale Transformation) im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge ist dies eine essentielle Frage.

Bei vielen Projekten hat es sich bewährt, für erste Prototypen auf vorhandene Produkte zurückzugreifen und diese „nur“ anzupassen. Das ist gerade in frühen Projektphasen effizienter und günstiger, als etwas ganz von vorne zu bauen. Es geht darum, die Funktionsweise zu verstehen und für eigene Vorstellungen zu verändern. Oder wie es CCC-Gründer Wau Holland formulierte: „Ein Hacker ist jemand, der versucht einen Weg zu finden, wie man mit einer Kaffeemaschine Toast zubereiten kann“.

disassembling

Meist die größte Herausforderung und ein Garantiekiller: Das eigentliche Auseinandernehmen (hier am Beispiel einer Nespresso Pixie). Und nicht vergessen, Strom ist lebensgefährlich und ein Personenschutz-Adapter die mindeste Investition, ist einem sein Leben lieb.

Angenommen die Aufgabe besteht darin, dass eine Kaffeemaschine zum Beispiel intelligent und vernetzt sein soll (Stichwort Smart Home). Dann gibt es verschieden Wege, Ideen zu entwickleln und erlebbar zu machen. Diese unterscheiden sich jedoch ganz erheblich in den dafür notwendigen Fähigkeiten und Kosten. Zum Beispiel könnte ein Roboter die Maschine stellvertretend steuern. Es gibt zahlreiche Beispiele, wo dies erfolgreich jedoch meist nicht ganz günstig praktiziert wird. Es wäre auch einen Versuch wert, direkt in die Steuerung der Maschine über deren Programmierung einzugreifen. Einige Hersteller wie z. B. der Staubsaugerroboterhersteller iRobot oder der Dronenhersteller Parrot bieten dafür extra Programmierschnittstellen. Doch sollten diese fehlen, dann muss viel Aufwand betrieben werden wie z. B. Reverse Engineering. Oder man könnte auch die Hardware des Gerätes mit eigenen Komponenten zur Steuerung modifizieren, doch dies ist meist mit erheblichen Kosten und Risiken verbunden.

electronic_contacts

Ob man nun die Sensoren und Schalter direkt am Bauteil oder an der Platine abgreift, ist eher eine praktische Frage. Bei der Nespresso Pixie lässt sich das glücklicherweise alles schön zentral machen. A und B sind die Tasten, C ist ist die Status LED und D für die Erdung.

Eine effiziente und kostengünstige Vorgehensweise ist das „Reversible Hacken“. Diese einfache Form des „Hacken“ nutze ich erfolgreich im Rahmen von Value Innovation Workshops bei denen neben der Ideenfindung auch Geschäftsmodelle entwickelt und mögliche Innovationen und deren technische Umsetzbarkeit überprüft werden (ein Artikel ist geplant).

Beim Reversible Hacken hier wird zwar auch in die Hardware des Gerätes eingegriffen, doch dies beschränkt sich auf das Abgreifen der vorhandenen Sensoren und Überbrücken der Aktoren wie Schalter. Die Funktionsweise der Sensoren und Schalter lässt sich in der Regel einfach ermitteln und die meist kostengünstigen Bauteile wie Optokoppler und Relais lassen sich normalerweise leicht wieder entfernen – zumal die grundsätzliche Funktionsweise des Gerätes ja eh weiterhin erhalten bleibt und zusätzliche Möglichkeiten nur drangeflanscht werden.

arduino

Sieht schlimmer aus, als es ist: Die hinzugefügten Bauteile müssen nur noch mit einem Rechner verbunden und programmiert werden. Hier kommt das Arduino kompatible „Platinchen“ von blueIOT auf einem Steckbrett zur fliegenden Verdrahtung zum Einsatz.

Die zusätzlichen Bauteile müssen nun nur noch mit einem Einplatinenrechner wie Raspberry Pi und/oder Arduino verbunden werden. Schon stehen einem alle Möglichkeiten in Software zur Verfügung. Das geht in der Regel zügig von der Hand, wenn man einen Baukasten aus den notwendigen Bibliotheken und Codemustern parat hat. Meist ist es ja nicht mehr als ein paar REST-Aufrufe kombiniert mit Sensorwert/Ereignis lesen, Bedingung prüfen und Wert setzen. Zumindest für einen Prototypen reicht das häufig.

Falls Sie nun selber loslegen und eigene Ideen probieren möchten, dann sind Spielzeuge ein guter Startpunkt für eigene Experimente. Selbst vermeintlich defekte Geräte können so zu neuem Leben erweckt werden.

Impact Mapping – Eine Methode, zwei Sichtweisen

Ideen treiben die IT-Industrie in Soft- und Hardware. Am Ende wird jedoch der Nutzen dieser Ideen hinterfrage, egal ob es sich um bestehende oder neue Produkte handelt. Sprich: Häufig geht es weniger um technologische Herausforderungen oder darum die Welt zu einem besseren Ort zu machen als vielmehr den geschäftlichen Nutzen einer (dann Geschäfts-)Idee umzusetzen. Mit der klaren Darstellung dieses Nutzen erkauft man sich als Entwickler (wozu ich mich selber zähle) die Freiheit für Innovation. Auch darum muss dieser Nutzen gemeinsam mit den Projektbeteiligten erarbeitet werden!

Nun gibt es einen großen Werkzeugkasten durchaus bewährter Methoden, um eine Idee zu entwickeln und deren Umfang aufzuzeigen. Doch für sich alleine sind viele dieser Methoden nicht ausreichend oder zu aufwendig. Zumal man in vielen Fällen nur sehr wenig Zeit zur Verfügung steht. Beispielsweise erarbeiten wir gemeinsam mit Kunden Geschäftsideen (Value Innovation) und dafür steht nur selten mehr als ein Workshop-Tag zur Verfügung.

So funktioniert Impact Mapping

Impact Mapping hilft hier, indem es verschiedene Methoden vereint und visuell aufbereitet. Es sind kaum Vorkenntnisse erforderlich, so dass sich diese Methode gut für heterogene Gruppen eignet. Außerdem startet man beim Impact Mapping mit einem geschäftlichen Ziel, was verhindert, den eigentlichen Nutzen und damit die Rechtfertigung für ein Projekt aus den Augen zu verlieren.

Zusammengefasst besteht das Impact Mapping (frei Übersetzt „Auswirkungs-Zuordnung“) aus den zwei Phasen Vorbereitung (Preparation) und Zuordnung (Mapping). In der ersten Phase geht es darum, Ziele zu finden, Messmethoden festzulegen und den ersten Meilenstein zu definieren: Die Ziele müssen spezifisch, messbar, aktions-orientiert und zeitnah erreichbar sein (SMART). So können unrealistische Erwartungen schnell identifiziert und aussortiert werden.

In der zweiten Phase wird dies dann grafisch in einer Mindmap-artigen Karte aufbereitet.

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Struktur einer Impact Map (Quelle: http://impactmapping.org/drawing.php)

  • Why? beschreibt das Ziel in Form eines Mission Statement und sollte einen geschäftlichen Bezug haben.
  • Who? beschreibt die möglichen Stakeholder oder Akteure (Persona), also wer setzt es um, wer nutzt es, wer wird dadurch beeinflusst usw.
  • How? beschreibt die Auswirkungen die sich für den jeweiligen Akteur ergeben.
  • What? beschreibt letztendlich die Anforderungen, was und in welchem Umfang getan werden muss, um die Ziele zu erreichen.

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Beispiel einer Impact Map (Quelle: http://impactmapping.org/example.php)

Impact Mapping unterstützt iterative und agile Vorgehensweisen und passt damit gut zu den heute in vielen Unternehmen propagierten Prozessen. Als großer Fan von prototypischen Methoden gefällt mir beim Impact Mapping die Anpassungsfähigkeit (Adaptive Planning): Die grafische Herangehensweise unterstützt die Variation neuer Ideen. So können in kurzer Zeit alternative Ansätze einfach getestet und lohnenswerte Ideen frühzeitig ausgewählt werden.

Impact Mapping erzeugt Geschäftsrelevanz

Im Rahmen des Business Developers gewinnt das Impact Mapping sogar noch weiter an Relevanz. Dirk Rejahl (@DirkRejahl), Senior Business Development Manager und Product Owner Digital Media – Customer Mobility Solutions der Deutschen Telekom UK beschreibt es so: „Aus Sicht des „Business“ stellt Impact-Mapping die Werthaltigkeit und Relevanz eines Produktes oder einer Lösung sicher. Die Syntax erlaubt nur dann eine neue Funktion, wenn sie einem Stakeholder und einer Auswirkung (Impact) zugeordnet werden kann. Die Anforderung muss klar beschreiben, für welchen Stakeholder die Funktion eine Auswirkung auf die Erreichung des Ziels hat. Damit werden unnötige Anforderungen in der Art „vielleicht wäre es gut, wenn das Produkt die Funktion x hätte“ vermieden. Der Product Owner bzw. das Projekt-Team hat mit der Impact-Map eine Handhabe, unbegründete Anforderungen plausibel abzulehnen und so zu verhindern, dass z. B. eine Funktion nur entwickelt wird, weil ein Manager dies vorschlägt. Der durch die Impact-Map beschriebene Scope trägt somit messbar zur Erreichung des Ziels bei.“

Ein Buch

Ach ja, zum eigentlichen Buch zum Thema! Die Zusammenhänge mit anderen Methoden werden in dem Buch leicht verständlich und ansprechend auf nur rund 70 Seiten illustriert. Leider besteht das Buch aber dann auch zu einem großen Teil aus Weißraum, Zwischenseiten, Zitaten und Werbung (nicht Erklärung) für das Impact Mapping. Der Autor hätte vermutlich alles Essentielle auf rund der Hälfte der Seiten unterbringen und den Rest dann für sinnvolle Übungen und Beispiele aus der Praxis nutzen können. Denn genau daran mangelt es dem ansonsten guten und visuell ansprechenden Buch, das seinen Preis von gerade mal rund 7 Euro allemal wert ist. Oder man startet gleich mit der Website http://impactmapping.org zum Buch. Dort finden sich die wesentlichen Aspekte und eine hilfreiche Diskussionsgruppe.

„Impact Mapping: Making a Big Impact with Software Products and Projects“
Autor: Gojko Adzic
Preis: ca. Euro 7,-
ISBN: 0955683645
Erscheinungsdatum: Provoking Thoughts, 1. Oktober 2012
Link: Amazon