Unser SmartCart - ein innovatives Jugend forscht Projekt

Jeder kennt es, man ist fertig von der Arbeit, doch der Einkauf steht noch an. Eigentlich hat man bereits Rückenschmerzen, aber der Einkauf hebt sich leider nicht selbst in den Einkaufswagen. Oft würde es schon helfen, wenn die Ladenfläche nicht so tief wäre.

Mit unserem SmartCart wird das Einkaufen bequemer. Das SmartCart lässt sich über unsere App freischalten. Die integrierte Höhenverstellung ist automatisch, erleichtert das Ein- und Ausladen schwerer Gegenstände und ist somit schonender für die Gelenke.

Durch einen Motor fährt die Ladenfläche nach oben und unten. Unser SmartCart regelt die Höhe über mehrere Sensoren automatisch, kann aber auch manuell vom Kunden eingestellt werden. In dem verschließbaren Fach, welches durch einen Code gesichert ist, kann zum Beispiel ein Geldbeutel, Schlüssel oder Smartphone zwischengelagert werden.
Alles ist bequem über ein Display, Joystick und Knopf steuerbar.

Das Einsatzgebiet des SmartCarts wird sich auf Einkaufsmärkte beschränken.



Zielsetzung

Um ein komfortableres Einkaufen für den Kunden zu erreichen, sollte ein Einkaufswagen so umgebaut werden, sodass er folgende Fähigkeiten vereint:

  • Automatische Höhenverstellung, welche ebenfalls auch manuell zu bedienen ist
  • Einfache Bedienung
  • Sichere Lagerung von Wertgegenständen in einem verschließbaren Fach
  • Große Ladefläche
  • Sichere und einfache Freischaltung


    • Ergebnisse

    Aktueller Stand

    Unter unseren Ergebnissen befindet sich eine funktionierende Sensorik und somit eine daraus hervorgehende automatische Höhenverstellung. Des Weiteren haben wir eine funktionierende App zum Freischalten eines SmartCarts entwickelt. Die Software zur Steuerung des SmartCarts ist ebenfalls funktionstüchtig.
    Mit der von uns programmierten App kann sich der Kunde registrieren, eine Einkaufsliste erstellen und natürlich ein SmartCart freischalten. Die Daten des Kundes werden verschlüsselt in einer Datenbank gespeichert.
    Die in C programmierte Software, welche auf dem Microcontroller in der Konsole des SmartCarts läuft, ermöglicht uns eine funktionierende Auswertung der Eingaben und einem dementsprechendem Handeln. Somit lässt sich die Höhenverstellung automatisch als auch manuell vom Kunden einstellen und das verschließbare Fach öffnen.

    Blockschaltbild


    Höhenbestimmung

    Durch Fototransistoren und Infrarotdioden, welche am oberen Rand des Einkaufswagens auf zwei verschiedenen Höhen befestigt sind, wertet unsere Software die Signale der Transistoren aus.
    Dies ermöglicht ein Bestimmen der Warenhöhe und somit die Position der beweglichen Einkaufsfläche. Die daraus gesammelten Informationen werden von der Software bearbeitet und lassen die Warenfläche intelligent hoch bzw. runter fahren.
    Alle zehn Sekunden werden Signale durch die Infrarotdioden gesendet, sodass diese Infrarotwellen in Richtung der Fototransistoren senden. Sollte sich ein Hindernis (Ware) zwischen den Dioden und den Transisoren befinden, gibt die entsprechende Reihe ein Signal aus. Je nachdem ob die obere oder die untere Reihe Signale ausgeben, wertet unsere Software diese aus und lässt die Warenfläche hoch oder runter fahren.
    Die Bedingung für eine bleibende Höhe ist, dass die obere Reihe immer Verbindung hat (kein Hindernis) und die untere Reihe immer keine Verbindung hat. So erkennt unsere Software immer genau in welche Richtung gefahren werden muss.

    obere Reihe untere Reihe Höhenverstellung
    keine Verbindung keine Verbindung Runter
    keine Verbindung Verbindung Runter
    Verbindung keine Verbindung keine Veränderung
    Verbindung Verbindung Hoch

    Bedienungsablauf

    Die Bedienung des SmartCarts haben wir für den Kunden so benutzerfreundlich wie möglich gemacht.
    Der Kunde kann sich unsere kostenlose App bereits im Voraus vor der Erstbenutzung herunterladen.
    In der SmartCart-App registriert sich der Kunde dann mit seinem Vor- und Nachnamen, Email-Adresse sowie von ihm gewählten Passwort. Im Anschluss wird eine Bestätigungsemail an die angegebene Email geschickt mit der der Kunde sein SmartCart-Konto freischalten kann. Erst dann kann der Kunde einen unserer SmartCarts freischalten.
    Die Freischaltung geschieht über den Knopf "FREISCHALTEN" in unserer App. Es öffnet sich ein Fenster in welchem über Bluetooth nach einem SmartCart gesucht wird. Sollte ein SmartCart gefunden werden, kann der Kunde auf diese klicken und es wird eine Verbindung mit diesem hergestellt. Bei erfolgreicher Verbindung wird auf dem Display des SmartCarts ein vierstelliger Code angezeigt, welcher in der App eingegeben werden muss. Wenn der Code richtig ist, wird das SmartCart freigeschaltet.
    Des Weiteren hat der Kunde die Möglichkeit eine Einkaufsliste zu erstellen. Unter dem Menüpunkt "EINKAUFSLISTE" der App hat er die Möglichkeit dazu. Dies kann er bereits vor einer Registrierung machen.
    Das freigeschaltete SmartCart bietet nun die Möglichkeit das verschließbare Fach zu benutzen. Dazu drückt er den Joystick und kann nun mittels hoch- und runterziehen des Joysticks die Ziffern sowie mittels rechts- und linksziehen die Position eines vierstelligen Codes wählen. Bestätigen kann der Kunde mit einem weiteren Druck auf den Joystick und Abbrechen mit einem Druck auf den roten Knopf.
    Im Hauptmenü des SmartCarts kann der Kunde mit dem Joystick nach rechts/links in die Einstellungen gelangen. In diesen kann er die automatische Höhenverstellung Aus oder An schalten. Dazu drückt er in den Einstellungen den Joystick.
    Bei manueller Höhenverstellung kann der Kunde im Hauptmenü durch hoch- und runterziehen des Joysticks die Warenfläche hoch und runter fahren.
    Nachdem der Kunde seinen Einkauf getätigt hat, kann er in der App auf den Knopf "VOM SMARTCART TRENNEN" drücken. Die Verbindung zum SmartCart wird abgebrochen und das SmartCart zurückgesetzt.


    Die SmartCart-App

    Um einen unserer SmartCarts freizuschalten, benötigt man unsere kostenlose SmartCart-App. In dieser registiert sich der Kunde einmalig über seine Email-Adresse und seinen Namen. Nach erfolgreicher Registrierung bei SmartCart, kann der Kunde sich via Bluetooth über unsere App mit einem SmartCart verbinden und dieses freischalten.

    Ein paar Bilder unseres SmartCarts

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    Das SmartCart-Team

    Markus Amann | Tobias Belling | Laura Escher (v. l. n. r.)

    Markus Amann
    (27 Jahre)

    Markus hat im Team die Aufgabe der Konstruktion und der Mechanik. Sein Interesse an diesen Themengebieten wurde durch verschiedene Einblicke in die KFZ-Branche und durch Fachorientiere Kurse geweckt, welche er aktuell auf dem Technischen Gymnasium besetzt. Seine aktuelle Freizeit widmed er unter anderem der Weiterbildung in Mechanischen Fachbereichen.
    Duch die Mitarbeit im Team SmartCart, lernt er neue Herausforderungen kennen, sowie die abgestimmte Zusammenarbeit zwischen Mechanik und Informationstechnik in einem Projekt.
    Markus ist Schüler des Technischen Gymnasiums am Beruflichen Schulzentrum in Leonberg. Nach dem Erwerb des Abiturs möchte er seine Kenntnisbereiche durch ein Studium erweitern und sich in neuen großen und innovativen Projekten einbringen.

    Tobias Belling
    (25 Jahre)

    Tobias ist der Softwareentwickler des Teams. Sein frühes Interesse an Computer- und Elektrotechnik zeigte sich bereits im Kindesalter, als er elektronische Spielzeuge auseinander nahm und neu zusammenbaute. Heute vertreibt er sich die Zeit mit Gitarre und Klavier spielen und dem Programmieren von Webseiten.
    In den letzten Jahren erwarb er Kenntnisse in den Programmiersprachen C und Java, sowie in der Web- und Appentwicklung. Ihn reizen besonders die computertechnischen Herausforderungen, die mit der Entwicklung eines SmartCarts verbunden sind. Über das Projekt hinaus beschäftigt er sich mit Machine Learning und Deep Learning.
    Tobias ist Schüler des Technischen Gymnasiums am Beruflichen Schulzentrum in Leonberg. Nach seinem Abitur wird er Informatik studieren und strebt die Mitarbeit in größeren IT-Projekten an.

    Laura Escher
    (26 Jahre)

    Laura ist die Organisatorin und Designplanerin des Teams. Schon früh hat sie sich künstlerisch verausgabt und ihre Bilder in der ganzen Wohnung verteilt. Heute verbringt sie noch immer ihre Zeit mit Lesen von Romanen und dem freien Schreiben von Kurzgeschichten.
    Doch auch das Künstlerische darf in ihrem Leben nicht fehlen, woraufhin sie sich viel mit dem Erstellen und Bearbeiten von Designs beschäftigt hat. Kunsttheorie begeistert sie eher wenig, sie nimmt lieber selbst einen Stift in die Hand und erschafft etwas Einzigartiges. Aber auch dort darf die Ordnung nicht fehlen.
    Laura ist Schülerin des Technischen Gymnasiums am Beruflichen Schulzentrum in Leonberg. Nach ihrem Abitur wird sie eine Ausbildung am Oberlandesgericht in Stuttgart als Justizfachangestellte absolvieren und dort auch weiter die Staatsanwaltschaft und Gerichte unterstützen.

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