Medienserver für die Hosentasche: ESP32-S3 für Reisen und Offline-Netzwerke

Bei langen Reisen oder in der freien Natur wird schnell ein frustrierendes Problem deutlich: Die mobile Konnektivität verschwindet genau dann, wenn man sie am meisten braucht. Man könnte zwar im Voraus Videos und Bücher auf das Handy laden. Ein anderer Ansatz ist die Einrichtung eines autonomen Servers. Aber einen Raspberry Pi mit einem ganzen Arsenal an Powerbanks und externen Festplatten dafür aufzubauen, ist oft unpraktisch. Das Board überhitzt, entlädt den Akku aggressiv und nimmt wertvollen Rucksackplatz ein.

Entwickler Jackson Studner hat dieses Problem eleganter gelöst. Er hat Jcorp Nomad geschrieben — einen vollständig autonomen Medienserver, der auf dem ESP32-S3-Mikrocontroller läuft und in ein Gehäuse in der Größe eines Standard-USB-Sticks passt.

Was ein Mikrocontroller für etwa fünfzehn Dollar leisten kann

Nomad erstellt sein eigenes lokales Wi-Fi-Netzwerk. Man verbindet sich vom Smartphone, Tablet oder Laptop damit, öffnet einen Browser und landet im Media Player. Keine App-Installation erforderlich.

Im Inneren des USB-Sticks steckt eine MicroSD-Karte, von der das Gerät Inhalte bereitstellt. Hier ist, was es an verbundene Geräte streamen kann:

• Filme und Serien. Videos werden über den Plyr-Webplayer abgespielt. Es gibt Unterstützung für strukturierte Ordner mit Staffeln und eine ordentliche Speicherung des Wiedergabefortschritts.
• Musik. Hintergrundwiedergabe mit Playlists aus Unterverzeichnissen und dynamischer Warteschlange.
• Bücher und Comics. Unterstützung für PDF-, EPUB-, CBZ- und CBR-Formate.
• Offline-Wikipedia. Das herausragende Feature der neuesten Mk4-Version — Lesen von ZIM-Archiven. Man kann Wikipedia-Dumps, die Gutenberg-Bibliothek oder TED-Talks auf den USB-Stick laden.

Mehrere Personen können sich gleichzeitig verbinden und verschiedene Dateien ansehen. Natürlich hängt das von der Wi-Fi-Bandbreite des Mikrocontrollers ab, aber für eine Familie oder kleine Gruppe im Zeltlager reicht es völlig aus.

Wie sie es geschafft haben, den ESP32 dazu zu bringen, gigabyte-große Archive zu lesen

Der interessanteste technische Detail bei Nomad ist die Arbeit mit ZIM-Dateien. Ein vollständiges Wikipedia-Dump mit Illustrationen wiegt über 140 Gigabyte. Zu versuchen, einen ESP32-Chip mit seinem bescheidenen RAM dazu zu bringen, eine solche Datenmenge selbst zu durchsuchen, würde unweigerlich zu einem Systemabsturz führen.

Der Autor löste das Problem durch Arbeitsteilung. Das Projekt enthält ein Utility namens Nomad Tools für den Computer. Es scannt die ZIM-Datei auf dem PC vor und erstellt eine kompakte Indexdatei. Der fertige Index kommt auf die MicroSD. Wenn man eine Suchanfrage im Browser des Smartphones eingibt, prüft Nomad schnell gegen den schlanken Index und liefert sofort den richtigen Artikel.

In dem neuesten Mk4-Update verfeinerte der Entwickler die Speicherverwaltung:

• Behobene regelmäßige Abstürze bei der Arbeit mit Dateien über 2 Gigabyte.
• Hinzugefügt wurde dynamisches Entladen gelesener Seiten für PDFs und Comics. Zuvor hätte ein langes Thema oder ein schweres gescanntes Dokument den RAM schnell gefüllt und das Board in den Tod geschickt.
• Optimierte Indizierung beim Start. Jetzt scannt das Board die Speicherkarte nur dann neu, wenn sich tatsächlich Dateien darauf geändert haben, nicht jedes Mal beim Einschalten.

Das Gehäuse, das den Bildschirm nicht mehr zerdrückt

Das Gerät basiert auf einem bestimmten Development Board — Waveshare ESP32-S3 Dev Board mit einem 1,47-Zoll-Farb-LCD-Bildschirm. Das Repository enthält fertige STL-Dateien für den 3D-Druck des Gehäuses.

Das Gehäusedesign wurde in Mk4 überarbeitet. Zuvor rasteten die Hälften von oben und unten zusammen, was es leicht machte, das dünne Displayglas während der Montage zu zerdrücken. Die neue Version wird von vorne nach hinten zusammengeschoben. Die Reset- und Flash-Tasten bleiben außen, sodass man das Gehäuse nicht auseinandernehmen muss, um die Software zu aktualisieren.

Wie man so einen Server selbst baut

Der Zusammenbau ist unkompliziert, kein Löten erforderlich. Hier ist, was man braucht:

1. Waveshare ESP32-S3-Board mit 1,47"-Display (kostet etwa 15–18 $).
2. MicroSD-Karte von 16 GB bis 128 GB (Karten bis zu 2 TB werden unterstützt, einfach auf FAT32 formatieren).
3. Beliebige Stromquelle mit USB-Ausgang (Powerbank, Autoanschluss oder Handy-Ladegerät).

Die Dateistruktur auf der Speicherkarte ist unkompliziert. Man legt einfach die Mediendateien in die entsprechenden Ordner:

/Movies
    Interstellar.mp4
    Interstellar.jpg
/Shows
    /The Office
        S01E01 - Pilot.mp4
        S01E02 - Diversity Day.mp4
    The Office.jpg
/Books
    The Martian.pdf
/Music
    track01.mp3

Anschließend flasht man das Board über die Arduino IDE mit der Binary aus dem Ordner /firmware/, steckt den USB-Stick ein und schaltet den Strom ein. In der Netzwerkliste erscheint Jcorp_Nomad (Standardpasswort: password).

Man öffnet das Admin-Panel im Browser, führt die Erstindizierung durch — und die Offline-Mediabibliothek ist einsatzbereit.

Lohnt es sich, es zu versuchen

Jcorp Nomad ist ein großartiges Beispiel dafür, etwas wirklich Nützliches für den Alltag mit einem Mikrocontroller für einen Spottpreis zu bauen. Das Projekt hat klaren Open-Source-Code (CC BY-NC-SA 4.0-Lizenz), einen aktiven Autor und eine lebendige Community.

Wenn man sich oft dort befindet, wo es kein Mobilfunksignal gibt, oder einfach eine Notfall-Standalone-Referenz mit Filmen griffbereit haben möchte für den Fall eines Stromausfalls, ist dieses Projekt auf jeden Fall lohnenswert, es an ein paar Abenden zu bauen.