AS1.1

ARC-Slate

ARC-Slate ist die elektronische Filmklappe des ARC-Systems. Sie zeigt an:

• den laufenden Timecode auf 7 LED-Matrizen
• Roll / Scene / Shot / Take auf weiteren 9 Matrizen
• Produktionsdaten und einen QR-Code auf einem 7,5"-E-Ink-Display

Beim Schließen der Klappe erkennt ein Hallsensor den Moment und löst einen Blitz aus. Den Zeitpunkt protokolliert die Slate mit Timecode. Gesteuert wird sie aus ARC-Studio (ARC-Server) oder am Gerät über einen Drehencoder.

Hardware

• Platine ARC_AP, dieselbe wie bei ARC-Play, unverändert, ESP32-S3-DevKitC-1 N16R8. Ein paar Teile werden nicht bestückt und die Header werden anders belegt:

  Header	Bei ARC-Play	Bei ARC-Slate
  TFT-Header U4	Display	E-Ink + SPI-Bus der Matrizen
  SD-Header J1	SD-Karte	Hallsensor, Blitz, Daten-Matrix
  J3	Playback-Buchse	entfällt

• Verdrahtung: hardware/wiring/ARC-Slate_Verdrahtung.svg

• Bauteile und Pins: hardware/components.txt

• Gehäuse: hardware/3D-Objekte (FreeCAD + STL + G-Code)

• hardware/AS1.1: alte Platine mit klassischem ESP32, stillgelegt, nur noch als Referenz

Firmware (v2.1.0-dev)

PlatformIO-Projekt in firmware/ (Arduino-Framework, ESP32-S3). Zeitbasis, Timecode, Jam Sync und Netzwerk kommen aus ARC-Core. Das Repo muss neben ARC-Slate liegen, weil platformio.ini es per symlink://../../ARC-Core einbindet.

cd firmware
cp src/slate/secrets.example.h src/slate/secrets.h   # einmalig: eigene WLANs eintragen
pio run -e slate -t upload      # erstes Mal: Bootloader, Partitionstabelle und die Slate-App (ota_0)
pio device monitor -b 115200    # "help" zeigt alle Befehle

Zwei Firmwares auf einem Gerät

Auf dem ESP32-S3 (16 MB) liegen zwei Apps (partitions_16mb_dual.csv). Es läuft immer nur eine, die andere bleibt im Flash.

NVS (u. a. bekannte WLANs) und LittleFS sind für beide gemeinsam.

Umschalten:

• Slate-Menü „Uhr-Modus" bzw. seriell mode clock
• ARC-Clock: seriell mode slate
• beim Einschalten den Encoder-Knopf ≥ 1,5 s gedrückt halten wechselt zur jeweils anderen Firmware (Notausstieg)

Ist die andere App nicht installiert, bleibt das Gerät in der aktuellen Firmware und meldet das auf der Anzeige und seriell. Die Auswahl bleibt über Neustarts erhalten (otadata).

Beim ersten Flashen mit der neuen Partitionstabelle wird LittleFS verschoben: /project.json und /events.jsonl auf dem Gerät gehen verloren. Takes vorher in ARC-Studio abholen und das Projekt danach neu senden.

Bedienung (Drehencoder)

• Ruhe-Ansicht:
  • Drehen = Take −/+ (kurz als „TAKE n" auf der Timecode-Anzeige)
  • Kurz drücken = Menü auf dem E-Ink
  • Lang drücken = nach einem Jam „Kabel abgezogen" bestätigen, im Record Run Start/Stop
• Menü: Take · Shot · Szene · Roll · Kamera · Modus · Bildrate · Helligkeit · Blitz testen · Uhr-Modus · Info · Fertig
  • Drehen = wählen, Drücken = bearbeiten, Lang drücken = schließen
  • Beim Bearbeiten: Drehen = Wert, Drücken = übernehmen, Lang drücken = verwerfen
  • Nach 10 s ohne Eingabe schließt sich das Menü.
• Menü und Statuszeile nutzen die E-Ink-Teil-Aktualisierung. Die Klappenkarte mit QR-Code wird komplett neu gezeichnet, 1,5 s nach der letzten Take-Änderung.
• Solange das Menü offen ist, ist die Klappe gesperrt (kein Blitz).
• Offline:
  • Mit einem Projekt aus ARC-Studio („Projekt auf Geräte“) blättert der Menüpunkt „Shot“ ohne Verbindung durch die gespeicherte Shotliste. Die nächste Take-Nummer kommt aus dem eigenen Klappen-Log.
  • Beim nächsten Verbinden holt ARC-Studio die Klappen ab.

Inbetriebnahme – Testreihenfolge

1. Start: Die Matrizen zeigen „ARC SLATE". Beim ersten Start misst die Firmware die SQW-Flanke (~2,5 s, Ergebnis im seriellen Monitor). Das E-Ink zeigt den Bootscreen, danach die Klappenkarte.
2. ? zeigt den Status. i2c sollte 0x68 (DS3231) finden.
3. Matrizen:
   • mtx 2 zeigt in jedem Modul seine Nummer. Erwartet:
     • Timecode-Kette: Modul 0 ganz rechts.
     • Daten-Kette: 0–2 Roll, 3–5 Shot (Reihe um 180° gedreht), 6–8 Szene/Take.
   • Passt die Anordnung nicht, die Tabelle FIELD_* in src/slate/matrix.cpp anpassen.
   • mtx 1 = alle LEDs an (Strom am Akku messen). mtx 0 = normal.
4. Encoder: enc schaltet die Debug-Ausgabe ein. Läuft die Drehrichtung falsch: encrev und neu starten.
5. Klappe: Schließen → Blitz für 1 Frame, die LEDs halten den Klappen-TC 2,5 s. Öffnen → Take + 1. log zeigt die Ereignisse, c simuliert eine Klappe, f testet nur den Blitz.
6. LTC-Ausgang: 1 = Free Run. J2 an Recorder oder Kamera anschließen.
7. Jam Sync mit ARC-Play:
   1. ARC-Play in Free Run, Kabel J2 ↔ J2.
   2. Slate 5 (oder Menü → Modus → „Jam -> Free"). Nach ~3 s lockt die Slate und stellt ihre RTC, danach prüft sie 30 s lang („Jam pruefen“ in der Statuszeile).
   3. Die Statuszeile zeigt „KABEL ABZIEHEN". Kabel ziehen, dann Encoder lang drücken (oder u). Erst danach gibt die Slate wieder TC aus.
8. Netz:
   • wifi listet die bekannten Netze.
   • Ohne bekanntes Netz spannt die Slate „ARC-Net" auf (Passwort aus secrets.h). Laptop dort verbinden, ARC-Studio → Gerät 192.168.4.1 hinzufügen.

Stand und Grenzen

• Synchronität: Der Generator ist auf ±0,75 Samples (≈16 µs) an die RTC-Zeitachse gekoppelt.
  • Die Ausgangslatenz kalibriert sich selbst über J2 (Loopback). ? zeigt Latenz, Phasenfehler und Slips.
  • Jam Sync stellt die RTC per Frame-Zeitstempel und prüft danach 30 s lang Restversatz und Drift. Dabei trimmt er das DS3231-Aging-Register.
  • Noch nicht auf echter Hardware gemessen: Bitte Schritt 7 der Inbetriebnahme mit einem Stereo-Recorder an beiden J2-Ausgängen prüfen.
• ARC-Studio: Die aktuelle Version versteht newTake (wird beim Klappen zusätzlich gesendet), nextShot/previousShot und status. Die neuen Nachrichten sind hello, event, slateState, pong, wifi_config_ack sowie geplante Befehle mit at. ARC-Studio wertet sie mit Teil H des Plans aus.

ARC-Clock (Uhr und Kalender)

Zweite Firmware für dieselbe Hardware (src/clock/, Umgebung clock). Aus der Klappe wird eine Schreibtischuhr:

Das E-Ink hat keine Uhr und wird nur einmal am Tag voll aktualisiert (Standard 05:30, epdtime HH:MM), dazu nach einem Stromausfall, wenn der Tagesstand fehlt, und auf Befehl (epd). Es wird nie bei offener Klappe angefasst. Alles Schnelle läuft auf den Matrizen.

Matrizen im Detail: 10 Minuten vor einem Termin läuft sein Titel als Laufschrift über die Zeitanzeige und das rechte Feld blinkt (remind MIN). Beim ersten Öffnen am Tag funkeln alle Module kurz. Die Helligkeit wechselt zwischen Sonnenauf- und -untergang (Tag/Nacht getrennt einstellbar).

Encoder: drehen = Helligkeit, kurz drücken = nächste Info-Seite, lang drücken = zur Klappen-Firmware wechseln.

Einrichtung

Zugangsdaten stehen nie im Repo. Entweder einmalig vorbelegen (cp src/clock/secrets.example.h src/clock/secrets.h, wird nur beim ersten Start gelesen) oder über die serielle Konsole eingeben:

nc url https://cloud.example.org
nc user julian
nc pass xxxxx-xxxxx-xxxxx-xxxxx-xxxxx      # App-Passwort (Nextcloud: Einstellungen > Sicherheit), nicht das Login-Passwort
cal add /remote.php/dav/calendars/julian/personal/
todo path Notizen/ToDo.md                  # Pfad der Obsidian-Datei in den Nextcloud-Dateien
todo head Heute                            # optional: nur Aufgaben unter dieser Überschrift
loc 52.52 13.405 Berlin                    # Standort für das Wetter
fetch                                      # alles jetzt abrufen und anzeigen (zeigt auch Fehler im Klartext)
epd force                                  # E-Ink sofort aktualisieren

help listet alle Befehle, cfg zeigt die Einstellungen (Passwort maskiert), ? den Zustand der Datenquellen. Die bekannten WLANs sind dieselben wie bei der Slate (NVS, werden in ARC-Studio gepflegt oder mit wifi add gesetzt).

Datenquellen

• Kalender: CalDAV-REPORT mit <c:expand>. Die Nextcloud löst Wiederholungen auf, die Firmware braucht keinen RRULE-Parser. Mehrere Kalender möglich (cal add mehrfach). Abruf alle 15 min.
• To-Do: WebDAV-GET der Markdown-Datei mit ETag (unverändert = 304). Erkannt werden - [ ] und * [/], Fälligkeiten der Obsidian-Tasks-Erweiterung (📅 2026-10-15, ⏳), Dataview-Felder ([due:: 2026-10-15]) und Prioritäten (⏫ 🔼). Sortierung: überfällig, heute, 7 Tage, später, ohne Datum. Nur Anzeige (kein Zurückschreiben).
• Wetter: Open-Meteo (kein Schlüssel nötig), alle 30 min.
• Mond: lokal berechnet.
• Der letzte gute Stand liegt in LittleFS (/clock_cache.bin) und erscheint nach einem Neustart sofort. Fehlt der Abruf, steht in der Fußzeile des E-Inks ein „!" hinter der Quelle, bei einem Fehler zusätzlich der Grund.
• Abrufe laufen nur in einem echten WLAN mit Internet (nicht in ARC-Net) und nacheinander (TLS braucht viel RAM).
• Sonderzeichen: Die E-Ink-Schriften haben keine Umlaute. Texte werden zu ASCII gefaltet (ä→ae, ß→ss, Emoji entfallen).

Sicherheit der Verbindung

HTTPS wird gegen eine kuratierte Liste gängiger Wurzelzertifikate geprüft (src/clock/ca_roots.h, erzeugt mit tools/gen_ca_roots.py). Für eine eigene CA (selbst gehostete Nextcloud) die PEM-Datei als /ca.pem ins LittleFS legen (pio run -e clock -t uploadfs mit einem data/-Ordner). Nur wenn gar nichts anderes geht: nc insecure 1 schaltet die Prüfung ab. Die Verbindung bleibt verschlüsselt, aber der Server wird nicht mehr geprüft (Man-in-the-middle möglich). Nur im eigenen LAN verwenden.

Entwicklung ohne Hardware

py test_host/run.py baut und prüft die reinen Module (src/clock/core/: Datum/Zeitzone, iCal/CalDAV, To-Do, Wetter, Mond, Agenda, Animationen) auf dem PC und rendert das E-Ink-Layout mit der echten Adafruit-GFX-Bibliothek nach test_host/out/epd_preview*.png. Gebraucht werden ein C++-Compiler (g++/clang++, sonst pip install ziglang) und Pillow. Einmal vorher pio run -e clock, damit die Bibliotheken in .pio/libdeps liegen.

Stand der Uhr

• Gebaut (ohne Warnungen) und am PC getestet, noch nicht auf der Hardware. Beim ersten Test prüfen:
  • Ausrichtung der Anzeige: Sekundenbalken in der obersten Zeile, Wetter-Animation richtig herum
  • Klappe offen/zu schaltet die Matrizen
  • fetch gegen die eigene Nextcloud (Login, Kalenderpfad, To-Do-Datei)
  • ein kompletter Tageszyklus des E-Inks
• Nicht enthalten: Schlafmodus für Akkubetrieb (die Uhr nimmt dauerhafte Versorgung an), Abhaken von Aufgaben auf dem Gerät, ARC-Studio-Karte für die Uhr (ARC-Studio ignoriert den Gerätetyp clock).

Stromversorgung und E-Ink – Erfahrungen aus der Inbetriebnahme

Der DevKit-Regler (3,3 V) und der USB-Port tragen ESP, WLAN, RTC, DAC, E-Ink und die Matrizen ohne Reserve. Ein schwacher USB-Port, ein dünnes Kabel oder 16 hell leuchtende MAX7219-Module reichen, damit die 3,3 V einbrechen. Das E-Ink-Panel merkt das als Erstes: verzerrte oder invertierte Bilder, Kontrastverlust, Busy Timeout!, Update-Zeiten, die schwanken (2–6 s statt konstant ~5,4 s). Der ESP selbst läuft dabei oft weiter.

Was geholfen hat / gilt:

• Kräftige Quelle: ein Netzteil (5 V, ≥ 2 A) mit kurzem, dickem Kabel an die zweite USB-Buchse des DevKits, der PC an der anderen.
• Matrizen nicht an 3V3 legen. Besser: eigene 5-V-Versorgung (Akku-Wandler ≥ 3 A) oder ein eigener 3,3-V-Wandler nur für die Matrizen, gemeinsame Masse, Elko 470–1000 µF an der Einspeisung (+ 100 nF).
• Helligkeit niedrig starten (Standard 1). Die MAX7219 ziehen Stromspitzen im Multiplex-Takt (hohes Surren = Ripple auf der Versorgung).
• Vor jedem vollen E-Ink-Refresh schaltet die Firmware die Matrizen kurz ab (epddrv::MatrixPause, ca. 120 ms vorher, danach wieder an).
• Flachband (FPC) bis zum Anschlag einsetzen, Bügel schließen. Ein halb sitzendes Band verhält sich wie ein Softwarefehler.

Serielle Hilfsbefehle (Monitor, 115200 Baud):

py tools/gen_logo.py erzeugt Logo und Startbild neu aus ARC-Server/server/css/logo.png.