7. Werkstattmonitor-Konzept Allgemein Zur Orientierung in der Werkstatt und im Verein allgemein befinden sich in jedem größeren Bereich werkstatttaugliche Touch-Monitore. Wir nutzen das Modell FT156TMBCAPOB von Faytech . Diese sind für Multitouch-Input geeignet und außerdem staub- sowie spritzwassergeschützt. An jedem Monitor befindet sich jeweils ein Raspberry Pi 4 Model B mit PoE-Stromversorgung, da wir PoE-LAN ausbauen und so auf extra Netzteile verzichten können. Auf den Monitoren sollen wichtige Dinge angezeigt werden können, die für Mitglieder relevant sind, sowie allgemeine Infos, die auch Besuchern der offenen Werkstatt angezeigt werden (Besucherleitsystem). Das sind zum Beispiel aktuelle Veranstaltungen im Verein, ein Newsfeed unserer Blogs und sonstige Neuigkeiten aus der Werkstatt, wie neu hinzugekommenes Equipment oder der Stromverbrauch im Rückblick. Für diese Zwecke wurden mehrere Grafana Dashboards entwickelt und den Mitgliedern zur Verfügung gestellt. Die Raspberry Pi's sind so eingerichtet, dass sie beim Hochfahren automatisch einen Browser und die entsprechenden URLs öffnen. Auf diese Weise ist ein schnelles Zurechtfinden möglich und Mitglieder bzw. NutzerInnen können up to date bleiben. Raspberry Pi 4 Model B als Werkstattmonitor-Leitsteuerung Das zentrale Grafana Dashboard als Startseite Inventar-Plattform als Schnellzugriff Hardware-Konzept Für die verwendeten Monitore wurden keine fertigen Wandhalterungen gekauft. Diese wurden stattdessen selbst als integrale Komplettgehäuse aus Sperrholzplatten und 3D-gedruckten Winkeln konzipziert. Dieses Konzept wird nachfolgend vorgestellt und dokumentiert. Ein Werkstattmonitor in der Holzwerkstatt Gedanken Solide Kapselung aller Komponenten (Monitor, Raspberry Pi mit PoE Hat und Gehäuse, HDMI-Kabel (Audio + Video), USB-Kabel vom Touch Device Input) Gehäuseinneres selbst ist nicht 100%ig staubgeschützt, jedoch die wichtigsten Komponenten selbst schon Kabelage (Ständiges An- und Abklemmen der KAbel an Raspberry Pi und Monitor soll nach Möglichkeit vermieden werden) Das Monitor-Netzteil befindet sich außerhalb vom selbst hergestellten Gehäuse. Das Netzteil bleibt dauerhaft am Display angeschlossen Ein Ethernet-Kabel bleibt dauerhaft mit dem Werkstattmonitor verbunden. Die Monitore werden in die Nähe der PoE Ethernet-Dosen installiert. Es gibt Aussparung zum Bedienen des An-/Aus-Knopfes und Hell/Dunkel, nicht jedoch der oberen beiden Buttons (Quellenauswahl / Scan), da diese die Grundkonfiguration des Displays unnötig verstellbar machen. Die Halterung ist so aufgebaut, dass sie einfach an der Wand festgeschraubt werden kann (3D-gedruckte Scharniere mit definierten Abmessungen). Das Gehäuse erlaubt zusammen mit den Wandwinkeln und dem Monitorhebel mehrere angenehme Positionen, wobei der geringste Winkel ca. -5° beträgt, der maximale ca. 55° Das Display ist rückseitig verschraubt und ebenbündig mit der vordersten Platte das Display wird so an die Wand befestigt, dass die hintere Verstellung zur Anpassung des Winkels genutzt werden kann. Die Wandhalterung besteht aus mehreren Sperrholzplatten (10 Stück) die  nicht verleimt, sondern verschraubt wurden. Dadurch ist ein nachträgliches Anpassen der einzelnen Bauteilschichten einfacher. Insbesondere wenn eine der unten genannten Modifikationen eingebracht werden soll (z.B. externe USB-Zugang, extra Sensoren, etc.) Anschlüsse extern Stromversorgung Raspberry Pi via USB-C Netzteil oder PoE → die Raspis sollten permanent an bleiben Monitor separat mit Strom versorgt via Kaltgerätestecker → Monitor sollte ggf. manuell via Rückseite ausgeschalten werden und/oder per Schaltsteckdose ggf. zu bestimmten Uhrzeiten automatisch an-/abgeschalten werden Wartung des Monitorsystems: Falls man an die Hardware gelangen möchte, so muss die Rückseite abgeschraubt werden. Dazu müssen alle Schrauben gelockert werden (auch die von den 3D-gedruckten Halterungen) Unsere Werkstattmonitorgehäuse wurden mit Inkscape angefertigt. Das 3D-Modell der Monitore findet sich in der vom Hersteller bereitgestellten 3D PDF Datei . Source Files Siehe https://gitea.fablabchemnitz.de/vmario/flc-werkstattmonitore/src/branch/master/README.md Benötigtes Werkzeug Bandschleifer (zum Schleifen der zusammengeschraubten Platten, die das Gehäuse ergeben) Senker mit Begrenzung (zum individuellen Senken der Scharnierteile, falls Senkschrauben genutzt werden) Torx Bit (Größe T10 für 3 mm Holzschrauben) Akkuschrauber oder Schraubendreher mit Bit-Halterung Cuttermesser Lasercutter (ca. 33 Minuten reine Laserzeit) Sechskantschüssel SW 2,5 mm (zur Befestigung des Monitors an der Halteplatte (Platte 3) Farbroller (zum gleichmäßigen Auftragen des Klarlacks) Etikettiergerät (zum Beschriften von An/Laut/Leise Knöpfen) Stückliste Stückliste Nr Teil Menge Bild Hinweise 1 Sperrholz Platte #1 (Deckplatte mit Logo) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm 2 Sperrholz Platte #2 (Rahmen) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm 3 Sperrholz Platte #3 (Aufnahme für Monitor / Halteplatte) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm Die Platte liegt dauerhaft auf den  Buttons Quellenauswahl und Scan des Monitors auf. Falls dies stört kann eine ca. 1 mm hohe Aussparung auf der Rückseite ausgekratzt werden 4 Sperrholz Platte #4 (Zwischenplatte) 4 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm 5 Sperrholz Platte #5 (Zwischenplatte mit Haltenasen) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm 6 Sperrholz Platte #6 (Versteifungsplatte) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm Die Löcher in dieser Platte sind enger als die aller anderen Platten. Sowohl die Schrauben aus Platte 10, als auch die der Platten 1 bis 8 werden in dieser "zentral" verankert. 7 Sperrholz Platte #7 (Bodenplatte) 1 Stück Sperrholzplatte Meranti - minimale Abmessungen: 295 x 435 x 5,6 mm 8 Raspberry Pi 4 Model B 1 Stück 9 Raspberry Pi 4 PoE Hat 1 Stück 10 Raspberry Pi 4 Gehäuse "Argon Neo" 1 Stück 11 Faytech Werkstattmonitor FT156TMBCAPOB 1 Stück 12 SD-Karte 32 GB SDHC 1 Stück 13 Faytech Werkstattmonitor Netzteil 1 Stück 14 Faytech USB-Kabel für Touch Input 1 Stück wird zum Monitor mitgeliefert 15 Faytech Monitor Tischhalterung 1 Stück wird zum Monitor mitgeliefert 16 Faytech Monitor Tischhalterung Befestigungsschrauben 4 Stück wird zum Monitor mitgeliefert 17 HDMI Kabel 1 Stück 18 Ethernet Kabel RJ45 1 Stück 19 Zylinderkopfschraube ISO 4762 A2 - M3 x 10 mm 8 Stück Fixieren das Display im Gehäuse   Warnung: keine längeren Schrauben verwenden! Dies kann das Display beschädigen 20 Unterlegscheibe DIN 125 A  - 3mm 16 Stück Für die Zylinderkopfschrauben (2 Stück je Schraube) - verhindern Durchrutschen der Schraubköpfe 21 Spanplattenschraube Senkkopf Torx T10 A2 3 x 16 mm 19 Stück zur Befestigung der Rückplatte (Platte 10) an Platte 9 - bei Bedarf können u.U. auch längere Schrauben verwendet werden (z.b. 3 x 20 mm) 22 Spanplattenschraube Senkkopf Torx T10 A2 3 x 20 mm 8 Stück zur Befestigung der Scharnierteile an der Rückseite des zusammengeschraubten Gehäuses 23 Spanplattenschraube Senkkopf Torx T10 A2 3 x 50 mm 13 Stück für Verschraubung der Sperrholzplatten miteinander (Platten 1 bis 9) 24 Scharnier (3D-Druck) 2 Stück 25 Zylinderschraube ISO 4762 - A2 M5 x 70 mm 1 Stück Bolzen für 3D-gedruckte Wandhalterung (u.U. reichen Zylinderschrauben der Länge M5 x 65 mm) 26 Sicherungsmutter ISO 10511 - A2 M5 1 Stück Mutter für Bolzen Zylinderschraube M5 x 70 27 Unterlegscheibe DIN 125 A  - 5mm 2 Stück Zwischenscheibe für M5 x 75 mm Bolzen 28 Hornbach Wohnraumlasur, farblos 750 ml 1 Dose verhindert Schmutz und Eindringen von Feuchtigkeit; macht das Gehäuse abwaschbar. Lasur zum Pinseln / Auftragen mit Farbroller 29 Bohrschablone 1 Stück Für die Befestigung an der Wand (DIN A3 Format) Dokumentation der Aufbauschritte Gehäuse Iteration 1 - Aller Anfang ist schwer (gescheitert) Der erste Entwurf unseres Werkstattmonitorprototyps hat leider nicht ganz gepasst. Selten passt ein Prototyp gleich beim ersten Mal! Beim Zusägen des Merantisperrholzes Jeder Millimeter zäht. 5,6 mm gemessen, aber aus Versehen mit 6,2 mm modelliert Ausschneiden mit dem Laser Einzelteile Mit Display eingesetzt sieht es schon hübsch aus. Kabelkollisionen stören beim Einsetzen. Außerdem ist der Raspberry Pi zu dick Erst geleimt. Und dann festgestellt, dass Verschrauben besser wäre Also noch extra verschraubt ... Nach dem Schleifen Gehäuse Iteration 2 - Besser, aber immer noch nicht so ganz passend (gescheitert)  Acrylteile zur besseren Befestigung des Klettbands Extra Kabelführungskanäle und Klebeflächen aus Acryl Mit Kabeln eingepasst und vorbereitet für den Einsatz des Displays Prototyp v2 vollbestückt. Sieht schon gut aus. Passt leider immer noch nicht. Der Platz für die Kabel im Inneren ist zu eng und das Display hält mit den verwendeten Klettveschlüssen schlechter als erhofft. Rückseite Gehäuse Iteration 3 - Die fertige Variante vor dem Einsetzen und Verschrauben des Monitors im Gehäuse ist darauf zu achten, dass HDMI als Source (Eingang) ausgewählt ist und der Sound auf 100% Volume eingestellt wurde. Denn nach dem Einbau ist der Einstellknopf nicht mehr erreichbar, da er verdeckt ist. Die Standardsettings normalerweise (100% Audiolautstärke): Vor dem Einsetzen des Displays in das Gehäuse schon alle Zylinderschrauben mit Unterlegscheiben einlegen (hilft beim besseren Einfädeln) Für das Anbringen an die Wand gibt es eine Bohrschablone Toleranzen einplanen. Die Winkel sollten sehr genau angeschraubt werden Für die Bedienung der hinten gelegenen Knöpfe sollte ein Etikettiergerät verwendet werden, um die Laut/Leise/Einschalt-Knopf zu beschriften  Abkleben der Monitorelektronik  Scharniere aus dem Prusa i3 MK3S - beim Slicing  Scharniere drucken - der fast fertige Druck  Ansicht der übereinandergelegten Platten  Fertig zusammengeschraubt Nach stundenlangem Laserschneiden und Zusammenschrauben Geschliffene Außenflächen Beim Lasieren  Fertig lasiert Rückseitendeckel verschraubt Winkel aufgeschraubt  mit Kabeln und Raspberry Pi bestückt Zugentlastung eingebaut Bohrschablone anlegen und Löcher vorbereiten Winkelbefestigungen anschrauben Im Betrieb Mögliche Probleme und Nachbetrachtungen Thermisches Die Faytech Monitore sind für Betriebstemperaturen zwischen 10 °C und 60 °C laut Datenblatt ausgelegt. Die Kapselung in ein Holzgehäuse ist damit mit höchster Wahrscheinlichkeit völlig unproblematisch. Im Gegensatz kann es u.U. Kühlungsprobleme mit der Kombination aus Raspberry Pi 4 Model B, dem PoE Hat und den verwendeten Raspi-Gehäusen geben. Der PoE Hat hat einen 25mm Axiallüfter verbaut. Da der Lüfter nach oben zum Display zeigt erfüllt eine Ausparung im magnetischen Deckel keinen Zweck. Kleine seitliche Bohrungen (Ø5 - 8 mm) im Deckel können die Zuluft-Abluft-Thematik eventuell entschärfen. Mechanisches Die verwendeten Sperrholzplatten sind relativ weich und bieten keinen Schutz gegen starke mechanische Einwirkungen. Wahrscheinlich bekommen sie mit den Jahren ihren eigenen Chabby Chic Style. Weitere Ideen zur langfristigen Ergänzung Die Werkstattmonitore könnten noch um verschiedene Gadgets und Sensoren erweitert werden, um noch mehr nutzvolle Dinge zu verrichten. Barcode Scanner Durch eine USB Webcam oder eine RPi Cam und einem Python Script, welches aus permanenter Hintergrunddienst läuft, können Objekte mit Barcode aus der Werkstatt gescannt werden und analog zum 5. Scanner-Konzept zum entsprechenden Objekt in der Inventar-Instanz weiterleiten. Ein gutes Tutorial findet sich unter https://tutorials-raspberrypi.de/raspberry-pi-barcode-scanner-qr-mit-kamera-selber-bauen . Ein passendes Python Codeschnipsel findet sich dort. Medien darstellen Eine USB-Verlängerung nach außen zu legen, um damit Geräte wie USB Sticks anzuschließen, kann bei der Werkstattnutzung praktisch sein. Nutzer könnten z.B. mitgebrachte technische Zeichnungen aufrufen und darstellen. So könnte der Monitor auch als temporäre Projekthilfe genutzt werden. Der Raspberry Pi 4 Model B ist leistungsfähig genug, um flüssig Videos von YouTube und Co. wiederzugeben. Eine weitere praktische Ergänzung könnte eine Maus-Tastatur-Kombination mit Funk-Empfänger/-Sender sein. Durchpausen von Grafiken Rollenhalter mit Pauspapier und Klemmleiste oben/unten anbringen könnte eine weitere Hilfe sein. Damit kann das Display als Durchpaus-Tool verwendet werden. An der Unterseite könnte ein Papierschneider angebracht werden, um das Pauspapier abzuschneiden. Da das Touch-Display auch reagiert, wenn ein Blatt Papier darauf liegt, muss die USB-Verbindung zwischenzeitlich manuell getrennt werden. Das kann mit einem Schalter passieren. Es gibt USB-Kabel mit an/aus Schalter zu kaufen. Ein kleiner Köcher an der Seite ergänzt das Display mit geeigneten Stiften. Werkstattdaten per Sensoren / Monitoring Ergänzen der Werkstattmonitore um Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Helligkeit kann beim Monitoring helfen. Durch die gesammelten Daten ließe sich unter anderem ablesen bzw. deuten, ob Heizungen vergessen wurden auszuschalten, ob evtl. das Licht noch brennt oder ob gelüftet werden sollte. Für die Ressourcennutzung und den sparsamen Einsatz wäre dies ein u.U. sinnvoller Versuch. Die installierten PoE Hats der neu angeschafften Raspberry's verwenden bereits I2C Header, weshalb Sensoren mit 1-Wire (Digital Pin) Anschluss besser geeignet sind. Außerdem benötigen wir Passthrough Stecker ( https://www.raspberrypi.org/blog/introducing-power-over-ethernet-poe-hat) und es müsste ein Loch in die Außenhülle des Gehäuses für die Kabel der Sensoren eingefeilt werden. Mögliche Sensoren zum Nachrüsten sind: https://eckstein-shop.de/DHT22-AM2302-Digital-Temperatur-Feuchtigkeit-Sensor-mit-Kabel-und-47-kOhm-Widerstand (1-Wire) http://www.uugear.com/portfolio/using-light-sensor-module-with-raspberry-pi (1-Wire mit 1x analog und/oder digital) Software-Konzept Die Software-Konfiguration der Raspberry Pi's findet sich im Admin-Bereich unter Werkstattmonitore mit Raspberry OS (überholt) . Förderungen Die Anschaffung der Werkstattmonitore und Raspberry Pi's inklusive Netzwerksystem wurden gefördert von der Beauftragen der Bundesregierung für Kultur und Medien und dem Bundesverband Soziokultur im Rahmen der Initiative NEUSTART KULTUR im Jahr 2020. www.kulturstaatsministerin.de Die Erarbeitung der Werkstattmonitor-Befestigung (Lasercut Gehäuse und 3D-Druck Winkel) als technologisches Schaubeispiel und deren Dokumentation über Entwicklung, Bau und Installation wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushalts im Rahmen der Initiative Fachkräfteallianz.