stype dokumentation

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With some solenoids, relays, puschbuttons, some parts of a keyboard, an arduino mega and a mac mini this old-fashioned typewriter gets ready for modern communication. In this version it works with the chatbot eliza, which automatically generates answers to the users inputs. In further versions comunication using skype, or other chat programs will be possible.

TRANSCRIPT

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Inhalt:

1. Einleitung

2. Konzept

3. Umsetzung - Hardware

4. Umsetzung - Software

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1. Einleitung

Tote reden nicht. Schon zu Jugendzeiten war die Schreibmaschine wenig an dialogischer Kommunikation interessiert. Tausende Seiten Text und nie eine Antwort. Kein schallendes “LOL” auf einen guten Witz, kein überraschtes “OMG”, nicht einmal ein ernstgemeintes “THX” für tausende grandiose mitgeteilter Ideen. Wenn sie einem doch wenigstens GN8 gewünscht oder ein freundliches :-) geschenkt hätte.Im 21. Jahrhundert kann die Schreibmaschine mit modernen Komunikationswegen nicht mehr Schritt halten, weshalb sie im alltäglichen Leben kaum noch in Erscheinung tritt und bestenfalls als Relikt lang vergangener Zeiten im Museum zu finden ist.

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2. Konzept

Als Wegbereiter und Urvater aller modernen Kommunikationsgeräte hat die mechanische Schreibmaschine es nicht verdient auf Dachböden,in Antiquariaten , oder Museen ungenutzt einzustauben. Trotz, oder gerade wegen ihres Alters, besitzt sie jedoch einen Charme, den es zu bewahren gilt.Die Installation STYPE unternimmt daher den Versuch, diesen Kommunikationsrentner fit für das 21. Jahrhundert zu machen und an moderne Techniken und zwischenmenschliche Verständigung heranzuführen.Skype, ICQ, Twitter, Facebook... getippt wird heute auch dort noch. Und das ist es was die Schreibmaschine am besten kann.Allein in die Hosentasche wird sie wohl nie passen.

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3. Umsetzung - Hardware

Die Installation besteht aus drei Hauptkomponenten, die es zunächst getrennt voneinander zu entwickeln und umzusetzen galt, um sie am Ende zu einem großen Projekt zusammenzusetzen.

Zuerst musste eine Möglichkeit gefunden werden die Tastenanschläge beim Schreiben von ihrer analogen Form in digitale Signale zu über-setzen. Ein sehr geeignetes Mittel war es aus einer Handelsüblichen USB-Tastatur den Controller auszubauen. Dies hat den Vorteil, dass eine direkte USB-Verbindung an einen Computer problemlos möglich ist. Allerdings musste zunächst die Schaltmatrix aus der ursprünglichen Tastatur extrahiert werden. Dazu wurde der

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Controller angeschlossen und sämtliche Kombinationsmöglichkeiten getestet. Also PIN1 mit PIN2, PIN1 mit PIN3, ..., PIN3 mit PIN4, PIN3 mit PIN5, ... usw. zusammengeschaltet. Daraus ergab sich dann die links sichtbare Matrix.Damit der Controller die Anschläge auf der Schreibmaschine registrieren kann, wurde unter jedem Tastenhebel ein Drucktaster angebracht, der mit dem Cotroller verbunden wurde. Um dem Computer also den Buchstaben “A“ zu übermitteln, wird der Drucktaster mit PIN6 und PIN26 des Controllers verlötet.Auf der Nächsten Seite zeigt die Abbildung die Reihenfolge der Tastenhebel der Schreibmaschine von Links nach Rechts und die dazugehörigen Controllerbelegungen.

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Die zweite, weitaus aufwändigere Komponente realisiert die Fähigkeit der Schreibmaschine aus eigener Kraft Zeichen und somit Inhalt zu Papier zu bringen. Die Grundlage hierzu bilden 42 Zugmagnete. Für jede Taste der Schreibmaschine ein Zugmagnet. Fließt elektrischer Strom durch die Spule eines Zugmagneten, entsteht ein magnetisches Feld, wodurch ein eiserner, stabförmiger Anker angezogen wird. Da die Zuglänge des Ankers etwas zu kurz ist, um die Tasten der Schreibmaschine vollständig herunter zu ziehen, musste er zunächst an einen Hebel gekoppelt werden. Dies verringert zwar die Zugkraft, was mit etwas überhöhter Spannung auf den Spulen allerdings ausgeglichen werden kann, erhöht jedoch die Zuglänge.Das andere Ende des Hebels wird mit einer Taste der Schreibmaschine verbunden.

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Um die Zugmagnete gezielt auszulösen, also genau das richtige Magnet für die richtige Taste der Schreibmaschine ziehen zu lassen, werden weitere Komponenten benötigt.Die Ansteuerung übernimmt ein Arduino Mega I/O-Board. Es hat 54 digitale Ausgänge, von denen 42 für die Magnete belegt werden. Da die Magnete wesentlich mehr elektrische Spannung und Stromstärke benötigen, als das Arduino Mega (5V/40mA) ausgeben kann, werden sie an einen eigenen Stromkreis angeschlossen und mit Relais geschaltet.Das Arduino Mega steuert also nicht direkt den Magneten, sondern zunächst ein Relais an, welches den Stromkreis für einen bestimmten Magneten schließt.Um ein sicheres schließen der Relais zu gewährleisten und eine Überlastung des I/O-Boards zu vermeiden, werden

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Darlington-Arrays zwischen das Board und die Relais geschaltet.Der USB Tastatur-Controller, sowie das Arduino Mega Board sind an einen Computer (MAC MINI) angeschlossen, welcher die Eingaben und Ausgaben verarbeitet.Er empfängt die Eingaben vom Benutzer der STYPE-Installation, also dessen Anschläge auf der Schreibmaschine und sendet eine entsprechende Ausgabe, zum Beispiel eine Antwort auf eine Frage, Buchstabe für Buchstabe an das Arduino Board. Entsprechend dem gesendetem Buchtaben wird ein digitaler Ausgang des Boards für kurze Zeit aktiviert, das Relais geschaltet, der Zugmagnet bewegt und somit die Taste auf der Schreibmaschine angeschlagen.Wird zum Beispiel der digitale Ausgang 44 aktiviert, schreibt die Maschine ein “a“.(Siehe nächste Seite)

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4. Umsetzung - Software

Die Stype-Installation kann prinzipiell mit jeder Kommunikations-Software, oder Website betrieben. Dazu zählen zum Beispiel Skype, ICQ, AIM, Twitter und Facebook. Auch Google Suchergebnisse könnten verarbeitet und wiedergegeben werden.Realisiert wurde die Installation zunächst mit der Software “ELIZA“, um exemplarisch die Möglichkeiten zu veranschaulichen. ELIZA ist eine Art Chatbot, also ein Computerprogramm, welches eine möglichst natürliche Kommunikation zwischen einem Menschen und einem Computer realisieren soll. Der Mensch gibt dabei über ein Interface (Tastatur), einen Text in die Maschine ein und ELIZA generiert aus diesem Text eine sinnvolle Antwort, oder

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Frage, um die Konversation aufrecht zu erhalten.Tippt der Benutzer etwas auf der Schreibmaschine, wird es mithilfe des eingebauten Tastatur-Controllers in das ELIZA Programm eingegeben und eine Antwort generiert. Diese Antwort wird an die Software “Processing” übermittelt und in ihre Bestandteile, also Buchstaben, Leerzeichen, Sonderzeichen zerlegt. Diese Zeichen werden einzeln in Abständen von ca. 300ms an die Arduino-Software weitergeleitet, welche wiederum dem Arduino I/O-Board zuweist, welcher digitale Ausgang geschaltet, also welche Taste bewegt werden soll.Die Arduino Software steuert außerdem die optischen Hinweise (LEDs) für den Benutzer, ob gerade er, oder die Maschine Eingaben machen darf.

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