Heute ist “das Internet der Dinge” nicht mehr fern. Wir wollen beispielsweise mit unserem Smartphone auch die Technik in unseren eigenen vier Wänden steuern. Licht, Alarmanlage, Heizung. Klar, das geht auch schon alles. Lösungen sind aber meist sehr kostspielig. Ninjablocks bietet genau für solche Anwendungsfälle eine tolle offene Lösung. Ein Ninjablock ähnelt dabei einem Arduino-Board, es kann beispielsweise mit diversen Sensoren ausgestattet werden. Der Unterschied zu Arduino liegt dann aber vor allem in der Datenverwaltung und der angeboteten API. Die Daten wandern in die Ninja-Cloud, über die API können nun basierend auf den Daten Aktionen ausgeführt werden. Der User steuert das ganze über eine mobile Web-App. Durch das offene System sind die Möglichkeiten schier endlos: Von der mobilen Lichtsteuerung über die individuelle Alarmanlage mit Fernüberwachungsfunktion, dem Babyfon mit Webcamintegration, bis hin zur mobilen Temperaturkontrolle im Weinklimaschrank. Zusätzlich bietet die Ninja-Cloud auch eine Vernetzung zu den eigenen social Kanälen. Twitter, Instagram, Facebook, und co – alles ist möglich. Man darf also kreativ sein!

Die Ninjablocks und erste Sensoren sind bereits online bestellbar. Wenn Ihr neugierig seid, schaut Euch einfach selber um: http://ninjablocks.com/

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Hier geht’s zum Download der Seminararbeit: Smart Devices

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Die Grundlagen dafür wurden uns von Jakob Doppler in einem Workshop für Android-Entwicklung beigebracht. Inspiriert dazu wurde ich von einem Vortrag auf der Mobile Developer Conference 2012 in Stuttgart, mit dem Thema “Hardwareerweiterungen für Android”, wo uns der USB-On-The-Go (USB-OTG) Modus neuerer Android-Smartphones vorgestellt wurde, durch den es möglich ist, mittels eines speziellen Kabels (Amazon), das Smartphone in den USB-Host Modus zu bringen, um externe Geräte ansteuern zu können. In meinem Fall wollte ich damit direkt auf den Arduino-basierten JeeLink USB-Funkadapter (http://jeelabs.com/products/jeelink) zugreifen, um die Steuersignale zum ArduBot zu senden.

Das Funkprotokoll und die notwendige Software für den Arduino-Controller waren bereits entwickelt, es ging also nur darum, die USB-Schnittstelle auf dem Android-Phone zu implementieren und das Userinterface entsprechend zu gestalten. Glücklicherweise gibt es bereits eine fertige Library für Android, um über die USB-Schnittstelle mit Arduino-Boards zu kommunizieren (https://code.google.com/p/usb-serial-for-android/). Etwas schwieriger gestaltete sich das Userinterface, das ich ähnlich der iPhone-WebApp (Link siehe PA2), mit einem kleinen Touch-Joystick implementieren wollte. Aber auch hier fand ich einige Inspiration im weltweiten Netz und auf dem Blog von Alex Trost (http://blog.trostalex.com/?p=114) eine einigermaßen brauchbare Vorlage.

Trotz allem waren ca. 20 Stunden an Arbeit notwendig, um die vielen Teile zusammenzustoppeln, einen netten Splash-Screen einzubauen, und die notwendigen Berechnungen durchzuführen, um aus der Joystickposition die Daten zur Übertragung über die Funkschnittstelle zu bekommen.

Das Ergebnis könnt ihr hier beobachten und auch gleich downloaden: ArduBotRC-Control.

Einige Verbesserungen sind sicherlich noch möglich: Zum einen springt der Joystick ab und zu unkontrolliert hin- und her. Die Ursache dafür habe ich noch nicht ermitteln können. Zum anderen werden Touches ab und zu nicht richtig erkannt und keine Daten über die Funkschnittstelle gesendet. Dem könnte man durch einen automatischen Refresh-Timeout von z.B. 1 Sekunde abhelfen, bei dem die Daten automatisch, ohne Änderung gesendet werden. Zu guter letzt ist auch das Userinterface noch verbesserungswürdig. Man könnte auf der großen, weißen Fläche z.B. den ArduBot schemenhaft anzeigen und über einen Rückkanal der Funkschnittstelle den Zustand der Sensoren anzeigen.

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Helios soll jungen StadtbewohnerInnen und BesucherInnen Kunstwerke im öffentlichen Raum auf spielerische Art und Weise näher bringen. Der User springt in die Rolle eines Heißluftballonfahrers, der mit dem Kompass Kunstwerke entdecken kann. Dabei entfernt sich Helios von herkömmlichen Point-Of-Interest Lösungen und setzt den Fokus auf das “Entdecken” von nahe gelegenen Kunstwerken. Vor Ort wird der User dann mit interessanten Informationen rund um das gefundene Kunstwerk belohnt und erfährt so auf spielerische Art und Weise mehr über Wien.

Für die App wird der offene Datensatz “Kunstwerke im öffentlichen Raum” verwendet. Zusätzlich wurden 40 Fotos von ausgewählten Kunstwerken im Wiener Zentrum gemacht, welche das Auffinden für den User erleichtern sollen.

Link zur App:

http://mfg.fhstp.ac.at/helios/

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ActionBarSherlock

Die neue ActionBar die ab Android 3.0 eingeführt wurde, war ein Segen für viele Android Entwickler, da diese endlich eine Einheitlichkeit von Apps ermöglichen sollte. Das große Problem waren jedoch ältere Android Geräte, die diese nicht unterstützen. Eine Abhilfe schafft hier die Library ActionBarSherlock, die die Funktionalität der Android ActionBar von der Version 4.x, bis auf die Android Version 1.6 portiert. Diese Library ist aus der Android Welt fast nicht mehr wegzudenken, also auf jeden Fall ansehen.

Link: http://actionbarsherlock.com/

ViewPageIndicator

Man steht oft vor der Schwierigkeit, eine nette Funktionalität in seine App einbringen zu wollen, man hat aber nicht die benötigte Erfahrung, oder Zeit, diese selber zu implementieren. Ein Beispiel hierfür ist ein Indikator, der anzeigt, das mehrere Views/Bilder durchgeblättert werden können. Hier kann einem die Library ViewPageIndicator behilflich sein, de viele Möglichkeiten von Text, bis hin zu Punkten anbietet.

Link: http://viewpagerindicator.com/

SlidingMenu

In immer mehr Applikationen taucht ein nettes Menü auf, das sich durch Wischen oder Antippen auf der rechten Seite öffnen lässt. Wenn man dieses in seiner Applikation benutzen will, steht man aber vor dem Problem, dass diese keine Standardkomponente ist und die Entwicklung eher etwas für fortgeschrittene Android Programmierer ist. Auch hier hat sich dieses Problems jemand angenommen und die Library SlidingMenu programmiert, die genau diese anbietet und sehr einfach implementierbar ist.

Link: https://github.com/jfeinstein10/SlidingMenu

Man sieht also, dass nicht Alles von Grund auf alleine entwickelt werden muss, sondern dass viele talentierte Programmierer ihre Implementierungen offen anbieten. Es reicht einfach zuzugreifen und seine eigene App mit tollen Funktionen zu erweitern.

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Los, wir schreiben eine iPhone App!

Nach der Idee war der Entschluss schnell gefasst – ich will die Idee verwirklichen, ich will die App umsetzen! Ich will, dass sie auf meinem iPhone läuft! Ich hatte noch keine Erfahrung mit Objective C, Kenntnisse waren lediglich in Java und dem Eclipse-SDK vorhanden. Zu Beginn war vor allem der C-Syntax daher für mich sehr verwirrend. Es braucht Zeit sich an die Sprache zu gewöhnen, aber Apple hilft aus mit einem starken Instrument: Xcode. Wer iPhone Apps schreiben will, muss das mit der freien SDK Xcode machen (und braucht dazu einen Mac und einen Apple Account). Für mich als Mac-User war dies zu Beginn einer der größten Plus-Punkte. Xcode ist perfekt auf die Entwicklung für iOS Apps abgestimmt und hat bei der Installation über den Mac App Store alles mit dabei was man benötigt. Ich hatte in der Vergangenheit schon die ersten Erfahrungen mit der Programmierung von Android Apps gesammelt. Das Einrichten der Arbeitsumgebung in Eclipse war langwierig und es dauerte eine Zeit bis die unzähligen Packages installiert wurden und alles einwandfrei funktionierte. Danach blieb Eclipse aber was es ist: Ein umfassendes und schweres Tool. Bei Xcode war das anders: Ich installierte es, ich startete es, ich drückte auf den Play-Button – und meine erste leere iPhone App öffnete sich im Simulator. Ich konnte loslegen.

Xcode, der erste Eindruck

Als Mac-User konnte ich mich mit dem SDK von Apple erstaunlich schnell anfreunden. Auf den ersten Blick erinnert es ein bisschen an iTunes mit dem Play Button der die App kompiliert und der Anzeige, die den App-Status (wie Fehler und Warnungen) anzeigt. Xcode ist nach Apple Manier sehr minimalistisch gestaltet. Die Oberfläche bietet wie auch in Eclipse drei Hauptsegmente: Die rechte Spalte wird als Datei-Navigator genutzt, hier werden beispielsweise alle Source-Elemente (Klassen, Bilder, Frameworks, usw) der App angezeigt. Der Hauptbereich ist für Code und Interface reserviert, in der linken Spalte werden Eigenschaften (beispielsweise die Hintergrundfarbe eines Labels oder die Schriftgröße eines Textes) und die Object-Library (Buttons, ImageViews usw.) angezeigt. Im unteren Bereich befindet sich die Konsole. Extrem nützlich sind dabei die Editor- und View- Optionen, die mittels der Buttons in der Statusleiste rechts oben auswählbar sind. Falls der Platz am Bildschirm kanpp wird, kann man mit den View-Optionen jederzeit Spalten ein- bzw. ausklappen. Die Editor-Optionen machen es möglich zwei Dokumente nebeneinander anzuzeigen. Und das ist in vielerlei Hinsicht wichtig um Verbindungen zwischen Dokumenten (beispielsweise zwischen dem Interface und dem Code) zu schaffen. Dazu aber später mehr.

XCode

Schnell durchstarten mit Projekt-Templates

Beginnt man in Xcode ein neues Projekt kann man aus vorgefertigeten Templates auswählen. Selten will man mit einem leeren Projekt beginnen. Apples Interface Guidelines definieren die Grundtypen von Apps und wer eine längere Zeit ein iPhone benutzt hat, entwickelt automatisch ein Gefühl für diese. So ist die Mail-Applikation beispielsweise eine Master-Detail Applikation, die Notiz-App eine Page-Based Application und der Uhren-App liegt eine Tabbed Application zu Grunde. Beim konzipieren einer App kommen diese Patterns immer wieder vor und meist wird auch eine Kombination von Patterns verwendet. Startet man gleich mit dem passenden Template spart das Zeit und Nerven. Braucht man eines dieser Patterns kann man auch von so einem leeren Template kopieren und lernen. So kann man sich rasch ein funktionierendes System generieren lassen.

NSLog(@“Objective was?”);

Objective C war für mich zu Beginn sehr mühsam. Ich hatte bisher nur Erfahrung mit Java und Websprachen und es dauert, bis man sich an den Syntax gewöhnt hat. Für mich war vor allem schwer zu verstehen, warum eine Klasse plötzlich aus zwei Dateien besteht? Jede Klasse bringt in Objective C nämlich eine Header-Datei class.h und eine Implementierungs-Datei class.m mit. Vereinfacht gesagt fungiert die Header-Datei dabei als eine Art „Interface“ und definiert alle öffentlichen Methoden, Objekte, Variablen, Outlets usw., welche die Klasse enthält. Also alles Schnittstellen zu anderen Klassen. In der .m-Detai werden die angeführten Methoden dann implementiert. Ein weiterer großer Unterschied zu Java: Getter und Setter werden nicht angeführt. Auf diese wird via „@Synthezise“ in der .m-Datei zugegriffen. Das wirkt auf dem ersten Blick seltsam, spart aber ordentlich Platz!

MVC via Drag’n’Drop

Es liegt nahe Apps im Modell-View-Controller Pattern anzulegen. Xcode hilft dabei schon zu Beginn kräftig mit. Sobald man ein neues Projekt anlegt erhält man bereits einen View-Controller sowie die View in Form des Interface-Builders bzw. Storyboards. (Ich habe ausschließlich mit dem Storyboard gearbeitet, das Storyboard ist grafischer und seit iOS 4.0 verfügbar.) Ein Modell muss man dann allerdings erst selber anlegen, eine neue Modell-Klasse ist aber rasch erstellt.

Mich persönlich hat an Xcode die Verbindung von Controller und View fasziniert. Dies geschieht nämlich ziemlich intuitiv. Die View bietet zunächst einen leeren weißen Bildschirm, klickt man auf die Storyboard-Datei (man muss beim Anlegen des Projektes hier ein Häckchen bei Storboard setzen, sonst hat man anstatt dessen eine .nib Datei, also den Interface Builder) erscheint auch gleich die View. Mittels der Objects-Library kann man dann beginnen UI-Elemente auf die View zu ziehen. Jetzt kommen die schon erwähnten Editor-Optionen zu tragen: Klickt man den mittleren Button in der Editor Gruppe werden die View und die Header-Datei des zuständigen Controllers nebeneinander angezeigt. Nun kann man einfach mit gedrückter CTRL-Taste Labels, Buttons oder andere Objekte von der View in den Controller ziehen und Schwups: Im Controller wird ein Property generiert mit welchen man beispielsweise auf das Label zugreifen kann. Jetzt nur mehr das Label in der .m Datei mit „@Synthezise“ verfügbar machen und schon können wir darauf zugreifen und beispielsweise den Text ändern. Ähnlich funktioniert das Ganze mit Übergängen zwischen Views. Will man eine zweite View zieht man einfach eine Controller-View aus der Library  auf das Storyboard. View und Controller: beides ist gleichzeitig da. So arbeitet man automatisch im MVC Muster. Um nun beispielsweise bei einem Button-Klick der ersten View auf die zweite View zu gelangen, genügt wieder simples drag n drop. CTRL drücken und Button auf die zweite View ziehen. Violá!

Verbindung zwischen Storyboard und Code schaffen

Die Moral von der Geschicht…

Ich würde mich nicht als Developer bezeichnen. Ich habe Ideen und will diese umsetzen. Schnell und intuitiv. Mit Xcode geht genau das sehr gut. Es sind Details, die das SDK so schön bedienbar machen und es waren diese Details die mir den Einstieg schmackhaft gemacht haben und mir das nötige Durchhaltevermögen gegeben haben, um auch mit Objective C fertig zu werden. Mir persönlich halfen vor allem viele Youtube-Tutorials um ein Gefühl für die Sprache zu entwickeln. Und sollte man irgendwo anstehen: Für fast jedes Problem existiert bereits eine Lösung im Internet – Google hilft!

Lust loszulegen?

Die Stanford University bietet auf Youtube tolles Material um iOS-Development detailliert und von Beginn an zu lernen:

1: MVC and Introduction to Objective C

2: My first iOS App

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