Radish – kryty kalendarz wyświetlający energię słoneczną

Austin Chau, Google Developer Programs
maj 2008 r.

Prawdopodobnie słyszeliście już o „20% projektach” dla inżynierów Google, dzięki którym mogą oni poświęcać 20% czasu na tworzenie innowacyjnych projektów. Jeden z tych projektów jest nie tylko elastyczny i kreatywny, ale również odpowiedzialny za środowisko. Aaron Spangler, inżynier z Google w Seattle, często zastanawiał się, jak zmniejszyć zużycie papieru w biurach Google. Wpadł na pomysł, gdy na papierowych drzwiach sali konferencyjnej widać ilość papieru, który jest używany do drzwi. Sale konferencyjne w Google są zarządzane w Kalendarzu Google, dzięki czemu pracownicy Google mogą planować sale w interfejsie Kalendarza Google. Rezerwacje sal są drukowane na papierze, który następnie co rano wkładany do drzwi konferencyjnych.

Aaron zastanawiał się nad tym, że gdyby tylko było niedrogie urządzenie do wyświetlania rezerwacji sal, oszczędzamy całą papier...

Tak narodził się projekt Radish.

Celem Radish jest zastąpienie tego procesu ręcznym urządzeniem mobilnym, które może bezprzewodowo pobierać i wyświetlać zaplanowane wydarzenia w salach konferencyjnych. W przypadku Google przekłada się to na oszczędność 6 razy więcej papieru dziennie. Nie trzeba już wspomnieć o zasobach drukarek i ręcznej pracy wymaganej do dostarczania harmonogramów papieru do drzwi sal konferencyjnych. Aaron obliczył również, że w ciągu dnia około 20–30% wszystkich rezerwacji uległo zmianie, więc Radish przezwycięża również statyczny charakter wyświetlania papieru za pomocą danych gromadzonych w czasie rzeczywistym.

Radish to działający w całości prototyp, który jest w całości stworzony od podstaw i składany z ogólnodostępnych komponentów sprzętowych. Niestandardowe oprogramowanie układowe zostało napisane w języku C i w języku asemblera.

Prototyp procesora CPU Radish jest zaprogramowany do zarządzania wykorzystaniem energii oraz do przesyłania i wyświetlania danych. Radish to specjalny ekran LCD, który wyświetla pobrane zdjęcie bez zużywania energii.

Urządzenie Radish jest wyposażone w nadajniki radiowe korzystające z protokołu IEEE 802.15.4 do wysyłania i odbierania danych bezprzewodowo. IEEE 802.15.4 idealnie nadaje się do wszechobecnej komunikacji między urządzeniami w bezprzewodowej sieci osobistej z uwagi na zapewnianie szybkiej i niedrogiej komunikacji. Dlatego IEEE 802.15.4 jest znacznie bardziej energooszczędne (około 1 mW na radio) niż tradycyjne Wi-Fi.

Radish wykorzystuje odbiorniki radiowe do pingowania i odbierania danych z serwera zewnętrznego. Ten serwer niestandardowy pobiera zestaw danych wydarzeń związanych z salą konferencyjną przez interfejs Google Calendar Data API. Przy użyciu interfejsu Google Calendar Data API serwer może synchronizować dane wydarzeń z Kalendarzem Google. Dane zdarzenia są następnie przetwarzane w obraz, którego rozmiar jest dopasowany do wyświetlacza LCD. Adres MAC odbiornika bezprzewodowego Radish jest używany jako unikalny identyfikator sali, którą reprezentuje.

Wszystkie komponenty elektroniczne zostały wybrane z jednym ważnym kryterium: muszą być zgodne z dyrektywą w sprawie ograniczenia substancji niebezpiecznych, która ogranicza możliwość używania materiałów niebezpiecznych (głównie ołowiu) w sprzęcie elektronicznym. Innym ważnym obszarem w środowisku wędrownym była energia stworzona na podstawie rzodkwi, szczególnie szybkiego i skutecznego zasilania go przez całą dobę. Członkowie zespołu Radish (Aaron i inny inżynier Matthew Wilson) nie wykorzystali baterii do zasilania urządzenia. Jej celem było wykorzystanie naturalnej, bezemisyjnej energii.

Po zbadaniu różnych źródeł energii zespół postanowił użyć energii słonecznej. Dołączenie do rady Radish to panel słoneczny, który zbiera i przechowuje energię słoneczną. Panel słoneczny związany z błędem Radish jest w stanie zebrać dowolne źródło energii światła, w tym normalne światła biurowe, dlatego lepiej użyć energii otoczenia.

Rzodkiewki są zwykle w trybie bardzo niskiej zasilania. Ekran LCD Cholesteric potrafi utrzymać końcowy stan obrazu w trybie uśpienia, czyli w takim stanie, w którym Radish spędza większość czasu tylko raz na żądanie pingowania serwera do aktualizacji. Różnica między snem a wybudzaniem jest określana algorytmicznie na podstawie ilości energii, jaką jest obecnie przechowywana. Dzięki pomysłowi algorytmu zarządzania energią Radish jest niezwykle skuteczny dzięki wykorzystaniu energii. W pełni naładowane rzodkiewka może działać przez 3–4 dni z gwarancją co najmniej jednej codziennej aktualizacji, nawet przy słabym oświetleniu.

Obecny plan to testowanie wdrożenia w kilku biurach Google. Długoterminowym celem jest wynagrodzenie wszystkich sal konferencyjnych Google przy użyciu usługi Radishes, a następnie kolejny krok – bliżej punktu bez papieru.

Zasoby