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PLANT POWER JACKET

Der Kurs Eingabe Ausgabe: Self Powered Space Fashion beschäftigte sich mit der Vision, dass die Menschheit freien Zugang zum Weltall und dessen Planeten hat. Dabei stellt sich auch die Frage wie Kleidung in einem solchen Szenario aussehen müsste. Denn dort oben haben wir nicht mehr unser gewohntes Stromnetz, kein Sauerstoff und viele weitere Hindernisse, also sollte die Kleidung selbst im Idealfall zum Energielieferanten werden.

Idee und Konzept

Die Plant Power Jacket ist für sauerstofflose und -arme Planeten konzipiert, und versorgt den Träger durch Photosynthese mit Sauerstoff zum Atmen und Energie, welche für LED-Leuchten der integrierten Atmungskontrolle weiterverwendet wird. Mit einem Sensor in der Maske wird die Atmung auf Gleichmäßigkeit und Lautstärke überprüft. Die auf dem Rücken aufgebrachten Kugeln sind ein eigenes Ökosystem und versorgen sich selbst, so ist auch ein Bewässerungssystem integriert.

Wie funktioniert es?

Auf der Haut werden Pads angebracht, die körpereigene Flüssigkeiten wie Schweiß aufnehmen und diese durch Schläuche zu Filterkugeln weiterleiten, wo sie zu klarem Wasser gefiltert werden. Dieses Wasser bewässert durch manuelle Steuerung die Pflanzen und das Algenwasser. Der Drehregler zur Bewässerung wird von vorne an der Weste gesteuert.

Durch die Photosynthese in den Pflanzen- und Algen/Bakterienkugeln, ist menschliche Atmung möglich.

Die Atmungskontrolle geschieht automatisch: Mit einem Sensor in der Maske wird die Atmung auf Gleichmäßigkeit und Lautstärke überprüft. Ein- und Ausatmung wird durch weiße und gelbe LEDs auf Brusthöhe widergespiegelt und kontrolliert. Auf der Maske gibt es weitere LEDs, leuchten sie grün, ist der Rhythmus und Lautstärke optimal, leuchten sie rot, gibt es ein Problem mit der Atmung: zu laut, kein Atmen, unregelmäßig oder zu schnell/langsam.

Die Pflanzen, Algen und Bakterien produzieren außerdem Wasserstoff, welcher in den Energiekugeln gespeichert wird und die Weste mit eigener Energie versorgt.

Gestaltungsentscheidungen

Weste:

Wir haben uns dafür entschieden eine bereits bestehende khakifarbene Weste aus robusten Stoff zu verwenden und diese umzugestalten. Mit Stofffarben malten wir geometrische Muster, die dem Ganzen einen technischen Look geben.  Wir benutzen die Farben Weiß, Grün, Metallic, Leuchtend, etwas Blau und Rot. 

Um auszudrücken, dass es sich um ein geschlossenes Ökosystem handelt, haben wir uns dafür entschieden mehrere Halbkugeln aus Acrylglas auf dem Rücken zu befestigen. Diese haben je nach Inhalt andere Funktionen. Manche verzierten wir noch mit metallischem Tape oder malten mit Farben verschiedene Muster auf. 

Wegen den vielen eingebauten LEDs und der speziellen Leuchtfarbe, leuchtet unsere Jacke im Dunkeln.

Maske: 

Zusätzlich ist unser Outfit mit einer Maske bestückt, durch welche der Träger der Weste mit Sauerstoff versorgt wird und  welche durch ihren Soundsensor auch den Atemrhythmus und Lautstärke untersucht. Auch hier sind wir im Farbschema geblieben und haben sie daher dunkelgrün angemalt. Die LEDs auf der Maske leuchten grün, wenn alles gut läuft und rot, als Signalfarbe, wenn es ein Problem mit der Atmung gibt. Verbunden ist die Maske mit der Weste durch einige Kabel, sodass der Strom aus der Jacke auch in die Maske gelangt und die LEDs leuchten. Den Soundsensor haben wir mit Absicht nicht versteckt, sondern so montiert, dass er durch seine Ästetik der Maske einen technischen Look gibt.

Frisur, Make-Up, und Accessoires: 
Passend zu den Kugeln auf dem Rücken, haben wir uns für eine Space-Bun-Frisur entschieden, da sie optisch sehr gut zu unserer Ästhetik passt. In diese haben wir noch zwei weitereKugeln hineingesteckt, da diese im dunklen Licht besser zu sehen sind und eine Verbindung zur Jacke herstellen.

Um auch das Gesicht optisch an unsere Weste anzupassen, haben wir hier die weißen technischen Linien der Jacke kopiert und aufgemalt. Zusätzlich haben wir einige Schimmereffekte aufgetragen, sind ansonsten aber schlicht geblieben. 

Als zusätzliche Accessoires haben wir selbstgemachte silberne Papiersterne gewählt, das sie dem ganzen noch einen weiteren spacigen Look geben. 

Unter der Weste haben wir für das Video ein grün-blau-schimmerndes Langarmshirt und eine khakigrüne Leggins gewählt, um nicht von der Jacke abzulenken, aber trotzdem zu zeigen, dass unsere Weste als Ganzkörperoutfit gedacht ist.

Technische Umsetzung

1.Coding

Coding-Mikrofon

Die Interaktion mit der Jacke erfolgt durch das Ein und Ausatmen. Wenn man ein und ausatmet, wird die Energie erzeugt. Diesen Prozess haben wir durch Mikrofon und LEDs demonstriert, die LEDs leuchten, wenn man ein und ausatmet.

Der Eingabeteil ist das Mikrofon, beim Atmen wird ein Geräusch erzeugt und als Input-Number zum Arduino gegeben, diese Nummer wird als Output-Signal für die LEDs wieder verwendet.

Bei verschiedenen Lautstärke werden verschieden Input-Nummer eingegeben, man kann die Arduino-Programmer nach den Input-Nummern einrichten, bei bestimmten Input-Nummern wird nur bestimmten Pins Strom gegeben, dadurch reagiert auf verschiedene Lautstärken nur eine LED von diesem Pin. Wir haben insgesamt vier LED- Output-Pins gebaut, jede Output-pin bindet mit LED-Band mit verschiedenen Farben, die reagieren nach verschiedenen Lautstärke.

Durch den serial-Port kann man die Input-Nummer vom ensor sehen und entsprechende Variable in Arduinoprogramm erstellen.

Coding-Motor

Da wir unsere Pflanze durch die Schweiß gießen wollen, müssen wir noch einen Motor bauen, welcher als Ventil vom Wasserkugel dient.

Dieser Teil ist ziemlich einfach, wir haben nur die Map-Funktion verwendet, um den Motor durch die Drehung der Tastatur zu kontrollieren.

2.Der technische Prototyp

Wir haben die LED am Anfang auf einem Breadboard getestet, wenn man auf den Tisch klopft, leuchtet dann entweder die grüne oder rote LED, je nachdem, wie laut man klopft. Es hat sofort funktioniert, und der Motor hat auch sofort funktioniert, es hat uns super gefreut.

3. Umsetzung auf der Jacke

Als der Prototyp sofort funktioniert hat, dachten wir, jetzt sind wir nur einen Katzensprung vom Erfolg entfernt, aber Tatsache ist, wir haben die Umsetzung der elektronische Komponenten auf den Textilien unterschätzt. Wir haben jede Verbindungsstelle sehr vorsichtig gelötet, manche Stelle haben wir mehrmals versucht, trotzdem gibt es immer noch Wackelkontakte, manche LEDs funktionieren nur ab und zu. Es hat ungefähr zwei Woche gedauert, bis wir endlich keine schwache Verbindung mehr haben. Jetzt hat alles geklappt, dachten wir damals, und dann plötzlich, funktioniert alles an dem nächsten Tag dann wieder nicht mehr, wir müssen das Arduino-Board wieder von der Jacke abbauen und mit dem PC testen, mit der Hilfe von Serial-Port haben wir entdeckt, dass sich die Input-Nummer der Sensoren gar nicht ändern, bzw. die beiden Sensoren sind kaputt geworden. Nina sagte, es lag vermutlich an der Feuchtigkeit, da die Sensoren keine hohe Feuchtigkeit vertragen.

Klar, wir haben unsere Sensoren in einem Pflanze-Kugel und Maske angeordnet, kein Wunder dass die innerhalb einer Woche kaputt gegangen sind. Wir haben nachher die Sensoren getauscht und vorsichtiger mit Feuchtigkeit umgegangen, zum Glück sind die Sensoren bis zur Final-Präsentation nicht wieder kaputt gegangen.

Prozessbeschreibung

Wir begannen unseren Prozess mit Skizzen und Brainstorming zu einem funktionierendem Ökosystem. Gleichzeitig begannen wir mit Materialrecherche und weiterer Konzeption zum Aufbau unseres Outfits. Wir entschieden uns letztendlich für unsere große Weste und schnitten sie zurecht. Anschliessend bemalten wir sie mit Kabeln, Mustern und Rohren in passenden Farben und begannen damit die ersten Kugeln aufzubauen und zu befüllen. Dazu benutzten wir den Lasercutter, um passende Rückseiten für unsere Kugeln zu schneiden. Anschliessend befüllten und bemalten wir sie: mit Erde und Pflanzen, grünem Bakterienwasser, Wasser, LED´s und vielen weiteren Papieren, Kabeln… Gleichzeitig experimentierten wir viel mit Arduino, einmal für unser Bewässerungssystem, gleichzeitig für die Atemüberwachung. Dabei gab es viele Hoch- und Tiefpunkte, da unser Sounsensor oft den Geist aufgegeben hat, wir haben jedoch viel dabei gelernt. 

Ganz zum Schluss fügten wir alles zusammen auf und in die Jacke, verkabelten, verklebten, vermörtelten, verbandten, verlöteten und programmierten mit viel Spaß und Schweiß. 

Für den Videodreh haben wir die Jacke dann auch endlich zum ersten Mal angezogen und ausgetestet. Im Video war es wichtig den Kreislauf des Ökosystems und unsere technischen Funktionen zu zeigen.

Fazit

Im Großen und Ganzen sind wir mit unserem Ergebnis sehr zufrieden. Uns gefällt besonders die spacige, technische, auch etwas verrückte Ästhetik und unser Konzept eines Ökosystems mit vielen Symbiosen und Funktionen, welche einen Menschen im All am Leben halten können. Auch, dass es auf unserer Weste so viel zu Entdecken und Ausprobieren gibt, gefällt uns sehr gut. 

Leider gab es am Ende Technikprobleme, denn das Bewässerungssystem ist nicht funktionsfähig, obwohl wir sehr viel Zeit damit verbracht haben und versucht haben eine passende Lösung z.B. mit Pumpen zu finden. Es stellte sich jedoch als sehr schwierig in solch einer kleinen Kugel heraus, bei der das Wasser dann aus aus einer weiteren Kugel kommen sollte und natürlich alles wasserdicht sein musste. Bei unserer letztendlichen Idee mit dem Servomotor war es leider nicht mehr wasserdicht, u.A. da der Schlauch instabil war, sodass wir es schlussendlich für das Video faken mussten.

Auch unser Soundsensor hat leider nur funktioniert, wenn er gerade Lust dazu hatte, sodass wir auch hier beim Videodreh einige Schwierigkeiten hatten.

Alles Andere lief zum Glück jedoch wie erhofft, sodass wir mit dem Endergebnis sehr zufrieden sein können. Auch war unser Teamwork sehr gut, so hatten wir stets viel Spaß an der Weiterentwicklung und beim Bauen unserer Weste!

Fachgruppe

Gestaltungsgrundlagen

Art des Projekts

Studienarbeit im Grundstudium

Betreuung

Prof. Myriel Milicevic Lina Wassong

Zugehöriger Workspace

Eingabe Ausgabe: Self-powered Space Fashion

Entstehungszeitraum

Sommersemester 2019

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