Konstruktionsbericht · 24. August 2026
Leseklammer
Eine Heftklammer mit Sensoren im Rücken: sie hält die Wochenzeitung zusammen und misst dabei, welche Doppelseite wie lange offen lag — ohne Funk, ohne Kamera, ohne Personenbezug.
IdeeDrei Sensorprinzipien nebeneinander, keins gemessen. Vor jeder Bestellung steht die Freigabe im Heim.
- Sensoren
- 1 je Blatt
- 8-Seiter
- 4 Spuren
- Teilung im Falz
- 55 mm
- Ereignis im Flash
- 6 Byte
- Ruhestrom (Ziel)
- 5 µA
- Stückkosten Stufe M
- 14 CHF
- Panel statt Auflage
- 15 Stück
Auftrag
Der Verein druckt Papierprodukte, die niemand messen kann. Die Wochenzeitung
fürs Altersheim (Arm Stube) ist der härteste Fall: die Zielgruppe scannt keine
QR-Codes, hat oft kein Smartphone, und ein Rückmeldebogen kommt nicht zurück.
Auflage und Nutzung fallen vollständig auseinander, und niemand weiss, ob Seite 6
je gelesen wird.
Die Heftung ist das einzige Bauteil, das jedes Exemplar zwingend hat, das im Falz sitzt — also dort, wo die Blattbewegung mechanisch eindeutig wird — und das mehrweg ist: eine Klammer, 52 Ausgaben. Deshalb sitzt die Elektronik dort und nicht im Papier.
Was die Klammer wirklich messen kann
Reichweite kann sie nicht. Was sie kann, ist mehr wert:
| Auskunft | nötig | Warum sie fehlt |
|---|---|---|
| Wurde überhaupt geöffnet? | Licht | Auflage ist keine Nutzung |
| Wie oft, an welchen Tagen? | Licht + Uhr | Lebt eine Ausgabe bis Donnerstag? |
| Überflogen oder gelesen? | Licht + Uhr | 40 Sekunden ≠ zwölf Minuten |
| Wie tief geblättert? | Blattlage | Kommt jemand bis Seite 7? |
| Verweildauer je Doppelseite | Blattlage | Der eigentliche Grund zu bauen |
Die letzte Zeile trägt das ganze Gerät. Alles darüber bekommt man auch, indem man die Rückläufer zählt.
Der Kunstgriff — und wo er teurer wird, als er zuerst aussieht
Ein 8-Seiter im Rückenstich sind zwei Bogen. Der naheliegende Schluss „also zwei Sensoren“ ist falsch: ein Bogen hat zwei Hälften, und die kippen unabhängig voneinander. Blatt 1 ist die rechte Hälfte des äusseren Bogens (S. 1/2), Blatt 4 seine linke (S. 7/8) — dazwischen liegen die beiden Hälften des inneren.
Gemessen wird also pro Blatt: 4 Spuren bei 8 Seiten, 8 bei 16. Das ist räumlich kein Problem — acht Sensoren auf einem 297 mm langen Falz sind 37 mm Teilung, kein Übersprechen. Es ist auch kein Kostenproblem (8 × 0.40 CHF). Es ist ein GPIO-Problem, und das löst ein nRF52840 mit 32 Beinen oder ein Portexpander.
Drei Prinzipien
A · Magnet im Falz, bipolarer Hall-Latch
Jedes Blatt bekommt am Falz ein Stück Magnetfolie, 5 × 3 mm, flach aufgeklebt. Liegt das Blatt rechts, zeigt der Nordpol nach oben. Wird es umgeblättert, wendet sich das Blatt mitsamt seinem Magneten — derselbe Magnet steht dann links vom Falz und zeigt den Südpol nach oben. Ein Hall-Latch mittig über dem Falz sieht das als sauberen Vorzeichenwechsel.
Was dagegen spricht: das Papier braucht eine Vorbereitung in der Endfertigung. Bei 15 Panel-Exemplaren sind das 60 Klebepunkte pro Woche.
B · Kapazitiv im Rücken
Elektrodenzonen im Klammerrücken, die die Stapeldicke links und rechts als Kapazität lesen. Grosser Vorteil: kein Eingriff ins Papier. Grosser Nachteil: die Hand des Lesers ist eine viel stärkere Störgrösse als vier Blatt Papier. Dazu driftet die Luftfeuchte im Zimmer. Das ist die Variante, die im Labor funktioniert und im Aufenthaltsraum zickt.
C · Reflexlichtschranke je Blatt
Robust und sofort verständlich, aber aktiv — Strom pro Messung statt Interrupt — und empfindlich gegen Sonnenlicht durchs Fenster. Taugt als Rückfall, falls A an der Papiervorbereitung scheitert.
Gewählt für den Prototyp: A. Nicht wegen der Kosten, sondern weil der Vorzeichenwechsel ein digitales Ereignis ist und die anderen beiden ein Schwellwertproblem sind.
Drei Ausbaustufen
| Stufe | Bestückung | Auskunft | ca. |
|---|---|---|---|
| S | Fototransistor + IMU (LIS3DH) | offen/zu, Dauer, Tageszeit, Blätter-Erschütterungen — aber nicht welche Seite | 8 CHF |
| M | S + 4–8 Hall-Latches | Verweildauer je Doppelseite. Das Zielprodukt. | 14 CHF |
| L | M + ein Taster am Rücken | qualitatives Signal aus einer Zielgruppe, die keine Umfrage ausfüllt: ein Knopf, keine Erklärung nötig | 15 CHF |
Stufe S ist die Rampe, nicht das Ziel — sie liefert etwa vier Fünftel der Erkenntnis für ein Fünftel des Aufwands und beantwortet vorab die Frage, ob die Signatur im echten Aufenthaltsraum überhaupt so aussieht wie am Schreibtisch.
Nicht eingebaut wird: Mikrofon, Kamera, Funkortung, alles Personenbezogene. Nicht nur wegen des Rechts — eine Klammer, die im Zimmer liegt und heimlich etwas mitschneidet, ruiniert das Vertrauen in alle Papierprodukte auf einmal.
Kein Funk — die Klammer ist ein Logger
Das ist die wichtigste Entwurfsentscheidung des Geräts.
- Ereignisse landen im internen Flash. Ein Ereignis ist 6 Byte, eine Woche sind wenige Kilobyte.
- Beim wöchentlichen Umhängen auf die neue Ausgabe kommt die Klammer kurz in ein Dock — Pogo-Pins oder NFC.
- Das Dock liest aus, stellt die Uhr, ordnet der Ausgabe zu, lädt nach.
Das spart: WLAN-Einrichtung im Heim, Funkzulassung, Reichweitensorgen, ein ganzes Kapitel Datenschutzerklärung. Und es fällt mit dem Wochenrhythmus zusammen, den das Produkt ohnehin hat. Die Zuordnung Klammer ↔ Ausgabe braucht keinen Barcode: Klammer 7, Kalenderwoche 34.
Strom
CR2032 mit 220 mAh, alles interruptgetrieben, Deep Sleep dazwischen. Bei 5 µA Mittelstrom sind das rechnerisch Jahre; realistisch, mit Wakeups und Selbstentladung, gut über ein Jahr. Gerechnet, nicht gemessen — der Wert gehört in die Messliste, nicht in eine Zusage.
Für den Prototyp ein ESP32-C3, weil er im Haus bekannt ist und schneller läuft. Für alles darüber ein nRF52810 oder STM32L0: rund 1 µA Schlafstrom statt 5, und billige Wakeups.
Panel statt Auflage — der grösste Hebel
Es braucht keine Klammer pro Exemplar. Für die Frage „welche Seite wird gelesen“ genügen 10 bis 20 instrumentierte Exemplare, der Rest läuft mit normaler Drahtheftung. Das drückt die Hardware von „60 Stück jede Woche im Umlauf“ auf einmalig rund 250 CHF, verkleinert den Datenschutz-Fussabdruck drastisch und macht die Sache im Haus überhaupt erst erklärbar: diese zwanzig hier sind die mit dem Zähler.
Deshalb sollen die Panel-Klammern sichtbar anders aussehen — andere Farbe, Aufdruck. Ein Gerät, das man erkennt, ist kein Überwachungsgerät.
Was die Zielgruppe dem Entwurf vorschreibt
Diese drei Punkte sind keine Politur, sie entscheiden über Erfolg oder Nichtnutzung:
- Gewicht. Wird die Zeitung durch die Schiene kopflastig, kippt sie beim Halten weg. Zielmarke: die Klammer darf leichter sein müssen als das Heft.
- Kanten. Keine Grate, keine Federklemme, die Fingerkuppen aufreisst. Dünne Haut ist in dieser Zielgruppe die Regel, nicht die Ausnahme.
- Ein Handgriff. Wer die Zeitung aufschlägt, darf die Klammer nicht bedienen müssen. Sie hat keinen Schalter, kein Display, kein Piepen.
Die Freigabe steht vor der Elektronik
Gemessen wird ein Exemplar, das im Aufenthaltsraum von mehreren gelesen wird — keine Person. Das ist kein Trostpflaster, sondern der tragende Teil des Entwurfs, und er muss darin verankert bleiben:
- Keine Zimmerzuordnung, keine Dauerzuweisung. In dem Moment, wo eine Klammer „die von Frau X“ ist, wird aus einer Exemplarmessung eine Personendatenbearbeitung nach DSG.
- Einwilligungsfähigkeit ist im Heim nicht durchgehend gegeben. Es braucht Heimleitung und Aushang, plus ein klammerfreies Exemplar auf Wunsch.
- Aggregation ab Werk. Auswertung auf Haus- oder Etagenebene; einzelne Exemplarkurven verlassen das Dock nicht.
Es gilt hier dieselbe Regel wie im Web: erst fragen, ob der Zähler da hin darf. Auf Papier ist sie nicht schwächer, sondern strenger — weil niemand eine Einwilligung wegklicken kann, die nie gezeigt wurde.
Die ehrliche Gegenrechnung
Bevor Geld fliesst, gehört Folgendes danebengestellt, weil es null kostet: Rücklauf zählen — wie viele Exemplare kommen unberührt zurück — und ein Gespräch mit der Aktivierung. Das beantwortet „wird gelesen?“ ebenfalls.
Die Klammer verdient sich ausschliesslich durch die Seiten-Auflösung. Fällt Stufe M aus irgendeinem Grund weg, fällt das ganze Gerät weg; Stufe S allein ist die teure Fassung einer Strichliste.
Nächster Schritt
- Freigabe im Heim erfragen. Alles andere ist bis dahin Papier.
- Prinzip A am Küchentisch prüfen: Magnetfolie, ein DRV5032, umblättern, mitschreiben. Fünf Minuten Aufbau, beantwortet die Kernfrage.
- Erst danach drei Wegwerf-Prototypen der Stufe S für eine Woche in den echten Aufenthaltsraum — Rohdaten schlagen jede Simulation.
- Platine, Gehäuse, Dock.
Offene Punkte
- Freigabe im Heim einholen — vor allem anderen. Heimleitung, Aushang, und ein Exemplar ohne Klammer für jeden, der keins will. Wird das nicht zugesagt, ist der Rest des Berichts hinfällig.
- Prinzip A am Tisch messen. Magnetfolie, ein DRV5032, umblättern. Gesucht: Feldstärke am Sensor durch vier Blatt hindurch, Schalthysterese des Latch, und ab welcher Teilung zwei benachbarte Magnete übersprechen.
- Gewicht und Kanten bestimmen. Zielgruppe mit eingeschränkter Feinmotorik — eine Zeitung, die durch die Klammer kopflastig wird oder Fingerkuppen aufreisst, wird nicht gelesen. Das ist ein Ausschlusskriterium, keine Politur.
- Papiervorbereitung klären. 15 Exemplare × 4 Magnetplättchen = 60 Klebepunkte pro Woche. Von Hand mit Schablone, oder fällt die ganze Blatt-Erkennung deswegen weg?
- Uhrdrift über eine Woche messen. Ohne Funk stellt nur das Dock die Zeit. Eine Uhr, die in sieben Tagen zehn Minuten wegläuft, macht Verweildauern noch brauchbar, Tageszeiten nicht mehr.
- Klemmkraft und Wechselbarkeit. Hält 8 Seiten sicher, lässt sich aber 52 Mal im Jahr ohne Werkzeug umhängen — das sind zwei Anforderungen, die sich widersprechen.
- Die Gegenrechnung zuerst rechnen. Rücklauf zählen kostet null und beantwortet „wird gelesen?" auch. Die Klammer verdient sich erst durch die Seitenauflösung.
Wo der Rest liegt
| Art | Was | Pfad |
|---|---|---|
| Backlog | Teileliste, sobald beschafft wird | platform/mana/docs/HARDWARE_BACKLOG.md |
| Datei | Bauteilbestand §§ 3–8 | platform/mana/services/mana-devices/docs/hardware/HARDWARE.md |
| Extern | Das Druckwerk, das die Wochenzeitung erzeugt | https://druck.mana.how |