microbit-corona-scanner
COVID-19 Kontaktverfolgung mittels Bluetooth Low Energy
Zur Kontaktverfolgung in der COVID-19-Pandemie setzen viele Apps auf das dezentrale
Exposure-Notification-Protokoll, welches ursprünglich unter dem Namen
DP-3T von europäischen Wissenschaftlern entwickelt wurde.
Dabei senden Smartphones via Bluetooth Low Energy (BLE) pseudonyme Kennungen aus, die sich alle 10 bis 20 Minuten ändern.
Näher beschrieben ist das Verfahren zum Beispiel hier.
Mit einem BBC micro:bit oder Calliope Mini lassen sich die Kennungen via Bluetooth ebenfalls empfangen und mit dem microbit-corona-scanner visualisieren.
Installation
Das Programm lässt sich hier herunterladen.
(Diese Datei eignet sich sowohl für den micro:bit, als auch für Calliope Mini.)
Der micro:bit, beziehungsweise die Calliope Mini melden sich wie ein USB-Stick am Rechner, sobald sie via USB an diesen angeschlossen werden.
Zur Installation wird die .hex-Datei dann einfach per drag&drop auf die Platine “gezogen” wie auf einen USB-Stick.
Wenn die Installation abgeschlossen ist, startet der micro:bit, bzw. Calliope Mini neu und der Schriftzug “cs” mit nachfolgender Versionsnummer wird
über die LEDs auf der Platine angezeigt. Der microbit-corona-scanner ist dann betriebsereit.
Kurzanleitung BBC micro:bit
Kurzanleitung Calliope Mini
Visualisierung
Jede der 25 roten LEDs entspricht einer pseudonymen Kennung gemäß dem COVID-19 Exposure-Notification-Protokoll. Je heller eine LED leuchtet, desto stärker
ist das empfangene Signal. Wenn ein Smartphone weiter entfernt ist, wird das Signal schwächer.
Die Signalstärke wird auch reduziert, wenn sich Materialien wie Beton oder Metall zwischen Sender und Empfänger befinden.
Über die Taste B lässt sich der Visualisierungsmodus ändern.
- Im ersten Modus spiegelt die LED-Helligkeit die Signalstärke wieder. Die LED wird dunkler wenn kein neues Signal mehr empfangen wird und erlischt nach zwei Sekunden ganz.
- Im zweiten Modus blinkt eine LED nur kurz auf - immer wenn ein Signal empfangen wird. Auch hier gibt die Helligkeit der LED die Signalstärke wieder.
- Der dritte Modus verhält sich wie der erste Modus, die LEDs leuchten aber unabhängig von der Signalstärke immer mit der maximalen Helligkeit. Das ist besonders in hellem Sonnenlicht nützlich.
- Der vierte Modus verhält sich wie der zweite Modus, die LEDs blinken aber unabhängig von der Signalstärke immer mit der maximalen Helligkeit. Auch dieser Modus ist vor allem in heller Umgebung nützlich.
Normalerweise zeigt der microbit-corona-scanner nur solche Bluetooth-Signale an, die zur COVID19-Kontaktverfolgung dienen.
Wir sind aber von viel mehr Bluetooth-Geräten umgeben,
die ständig andere Signale und Kennungen aussenden. Das sind zum Beispiel Smartwatches, Bluetooth-Kopfhörer und -Boxen, Smarthome-Geräte und auch Notebooks.
Auch diese Signale lassen sich mit dem microbit-corona-scanner darstellen.
Dazu muss die Taste B drei Sekunden lang gedrückt werden.
(Die LEDs die Signalen zur COVID-19-Kontaktverfolgung entsprechen, blinken in diesem Modus.)
Wird die Taste B erneut drei Sekunden lang gedrückt, werden wieder
ausschließlich die Signale zur COVID-19-Kontaktverfolgung angezeigt, ohne andere Bluetooth-Signale.
Soundausgabe
Der microbit-corona-scanner unterstützt auch eine Soundausgabe. Dabei ertönt ein kurzer Ton, beziehungsweise ein “Klicken” immer wenn ein COVID19-Kontaktverfolgungssignal empfangen wird.
(Smartphones mit aktiver App versenden diese normalerweise viermal pro Sekunde.)
Calliope Mini verfügt über einen kleinen Lautsprecher - dieser kann für die Soundausgabe genutzt werden. Alternativ kann auch ein Kopfhörer angeschlossen werden - wie hier im Bild dargestellt:
Mit der Taste A lässt sich die Soundausgabe aktivieren und zwischen Kopfhörer und Lautsprecher umschalten.
Der BBC micro:bit verfügt nicht über einen integrierten Lautsprecher. Hier kann ein externer Kopfhörer so angeschlossen werden:
Akkubetrieb
Der Betrieb an einer USB-Powerbank funktioniert meist nicht - die Stromaufnahme vom micro:bit beziehungsweise Calliope ist so gering (etwa 20mA),
dass die meisten USB-Powerbänke automatisch wieder ausschalten. Daher empfiehlt sich die Verwendung eines Batteriehalters mit AAA-Akkus.
Mit einer Ladung lässt sich der micro:bit bis zu 40 Stunden lang betreiben. Mit Calliope Mini reicht eine Akkuladung für circa 20 bis 30 Stunden.
Open Source
Der microbit-corona-scanner ist Open Source. Der Quellcode ist hier zu finden.
Als Programmiersprache kommt C/C++ zum Einsatz. Die entsprechenden Dateien finden sich im source-Unterverzeichnis.