Toniebox modifizieren

Die Toniebox ist ein beliebtes Audiosystem für Kinder, das auf einem geschlossenen, proprietären Ökosystem basiert. Der Hersteller begrenzt die maximale Spieldauer von selbst bespielbaren Figuren, den sogenannten Kreativ-Tonies, auf 90 Minuten. Durch eine gezielte Hardware-Modifikation, lässt sich dieses Limit umgehen und der Funktionsumfang der Box erheblich erweitern.

Dieses Dokument dient als detaillierte technische Anleitung für versierte Anwender, die das proprietäre System der Toniebox verstehen und modifizieren möchten. Die nachfolgenden Schritte ermöglichen es, die künstliche 90-Minuten-Beschränkung der Kreativ-Tonies zu umgehen und die Speicherkapazität der Hardware durch eine größere MicroSD-Karte zu erweitern.

Rechtlicher und Technischer Haftungsausschluss: Die vorliegende Anleitung beschreibt Modifikationen, die tief in die Hardware und Software des Geräts eingreifen. Jegliche Anwendung dieser Informationen erfolgt ausschließlich auf eigenes Risiko und unter der alleinigen Verantwortung des Anwenders. Durch die Durchführung der beschriebenen Schritte erlischt die Herstellergarantie des Geräts sofort und unwiderruflich.

Dreamcodes übernimmt keinerlei Haftung für direkte, indirekte oder Folgeschäden, die aus der Nutzung oder fehlerhaften Anwendung der hier bereitgestellten Informationen resultieren. Dies schließt insbesondere, aber nicht ausschließlich, Schäden an der Hardware, Datenverlust oder Inkompatibilitäten mit zukünftigen Software-Updates des Herstellers ein.

Dieses Dokument dient ausschließlich zu Informations- und Bildungszwecken und soll das technische Verständnis der Gerätearchitektur fördern. Es stellt keine Aufforderung zur Nachahmung dar. Der Anwender ist selbst dafür verantwortlich, sich über die Legalität solcher Modifikationen in seiner Jurisdiktion zu informieren und die Urheberrechte und Lizenzbedingungen Dritter zu respektieren. Eine missbräuchliche Verwendung der beschriebenen Techniken, beispielsweise die Vervielfältigung urheberrechtlich geschützter Inhalte, wird in keiner Weise befürwortet.

1. Technologische Grundlagen und Materialbeschaffung

Für die erfolgreiche Durchführung des Projekts ist ein Verständnis der beteiligten Technologien sowie die Beschaffung präziser Komponenten entscheidend.

1.1. Grundlagen der Toniebox-Architektur

Die Toniebox basiert auf einem geschlossenen System, das drei Hauptkomponenten verbindet: die Hardware-Box, NFC/RFID-basierte Figuren und eine proprietäre Cloud-Infrastruktur. Die Kommunikation zwischen Figur und Box erfolgt über einen NFC-Chip (Near Field Communication), der eine eindeutige Kennung (UID) an die Box sendet. Die Box verbindet sich daraufhin mit der Cloud, um die Figur zu authentifizieren und die zugehörigen Audiodaten herunterzuladen. Diese Daten werden lokal auf einer internen MicroSD-Karte im verlustbehafteten Audioformat Vorbis gespeichert.

1.2. Erforderliche Komponenten im Detail

• Toniebox-Hardware: Das Zielgerät, in der Regel ein Modell mit integriertem Akku und Lautsprecher.
• Spezialwerkzeug: Ein Präzisions-Schraubendreher-Set mit Kreuzschlitz-Bits, idealerweise in den Größen PH00 und PH0. Ein kleiner Spudger oder ein Kunststoffwerkzeug kann hilfreich sein, um Gehäuseteile ohne Kratzer zu trennen.
• MicroSD-Karte (i. d. R. 128 GB oder mehr): Die werkseitig verbaute 8-GB-Karte ist für die geplante Erweiterung unzureichend. Die neue Karte muss später im FAT32-Dateisystem formatiert werden, was bei Kapazitäten über 32 GB spezielle Software erfordert.
• NFC-Transponder: Für die Erstellung eigener Figuren sind leere NFC-Tags des Typs iCODE SLIX L (ISO/IEC 15693) erforderlich. Diese sind von der Community als vollständig kompatibel verifiziert.
• MicroSD-Verlängerungskabel (optional): Ein essenzielles Zubehör, um den internen MicroSD-Slot nach außen zu verlängern und den wiederholten Zugriff zu ermöglichen, ohne das Gehäuse erneut öffnen zu müssen.
• Modifikationswerkzeuge: Eine Heißklebepistole zur Fixierung interner Komponenten und eine feine Säge oder ein Dremel zum Anpassen des Kunststoffgehäuses.

2. Software- und Systemvorbereitung

Dieser Schritt dient der Initialisierung der Toniebox und der Vorbereitung der benötigten Software-Tools auf dem Host-Computer.

2.1. Umgehen der Cloud-Anbindung

Die Toniebox muss initial über das Internet aktiviert werden. Um eine spätere automatische Aktualisierung oder Verknüpfung mit der Cloud zu verhindern, wird die Einrichtung über einen temporären mobilen Hotspot durchgeführt.

1. Hotspot-Aktivierung: Aktivieren Sie Ihren mobilen Hotspot auf dem Smartphone, bevor Sie die Toniebox in den Einrichtungsmodus versetzen. Dies ist entscheidend, um den im Video erwähnten Fehlercode „Eichhörnchen“ zu vermeiden.
2. Pairing-Modus: Drücken und halten Sie beide Ohren der Toniebox, bis die LED blau blinkt. Die Box baut nun ein eigenes WLAN-Netzwerk auf.
3. Zugriff über Web-Interface: Verbinden Sie Ihren Computer mit dem temporären WLAN-Netzwerk der Toniebox und rufen Sie im Browser die IP-Adresse 192.168.1.1 auf.
4. Einmalige Konnektivität: Im Web-Interface geben Sie das Passwort Ihres mobilen Hotspots ein und verbinden die Box. Nach der erfolgreichen Bestätigung trennen Sie die Internetverbindung und stellen sicher, dass die Toniebox zukünftig keinen Zugriff mehr auf das Internet erhält.

2.2. Software-Tools

Die gesamte Datenverarbeitung wird durch Community-Software abgewickelt.

• Teddy Bench: Laden Sie die aktuelle Version von Teddy Bench von der GitHub-Seite der Entwickler herunter. Dieses Tool dient als Schnittstelle zwischen der MicroSD-Karte, den Audiodateien (z. B. MP3) und den RFID-Tags. Es führt die Konvertierung ins Vorbis-Format durch und erstellt die erforderliche Ordnerstruktur.
• Formatierungstool: Für MicroSD-Karten über 32 GB ist das kostenlose Kommandozeilen-Tool h2format von Heise erforderlich, um die Karte im FAT32-Dateisystem zu formatieren.
• NFC-Scanner: Eine NFC-Scanner-App auf einem Smartphone ermöglicht das Auslesen der UID der leeren RFID-Tags.

3. Physikalische Zerlegung der Toniebox-Hardware

Die Modifikation beginnt mit dem sorgfältigen Zerlegen des Geräts.

3.1. Öffnen des Gehäuses

Die Toniebox ist über einen Drehmechanismus am Boden gesichert. Drücken Sie die Unterseite der Box fest auf eine flache Oberfläche und drehen Sie sie mit sanftem, aber festem Druck im Uhrzeigersinn, bis sich die Platte löst. Das charakteristische „Knacken“ signalisiert die Entriegelung.

3.2. Zugang zur Platine

Im Inneren sehen Sie die Hauptplatine, den Akku und den Lautsprecher. Trennen Sie als erstes den Akkustecker von der Platine, um eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten. Nun können Sie die Platine entnehmen, indem Sie die zugehörigen Kreuzschlitzschrauben (oftmals PH00) lösen.

4. Der Kernprozess: Dateisystem- und RFID-Verwaltung

Die folgende Phase beschreibt die Manipulation der MicroSD-Karte und der NFC-Chips.

4.1. Vorbereitung der MicroSD-Karte

• Entfernen: Die interne MicroSD-Karte ist im Slot fixiert. Durch einen leichten Druck von hinten auf die Karte löst sich der Verriegelungsmechanismus, und die Karte kann entnommen werden.
• Korrektes Formatieren: Stecken Sie die neue MicroSD-Karte in einen Kartenleser am PC. Verwenden Sie h2format, um sicherzustellen, dass die Karte ordnungsgemäß mit FAT32 formatiert wird.
• Wichtige Ordnerstruktur: Die Toniebox erwartet die Audiodaten in einer spezifischen Ordnerstruktur. Alle neuen Inhalte müssen in einem Ordner liegen, dessen Name die UID des NFC-Tags ist. Dieser Ordner muss sich im Hauptverzeichnis /Content/ der MicroSD-Karte befinden.

4.2. UID-Auslesung und Datenkonvertierung

• UID-Auslesen: Nutzen Sie die NFC-Scanner-App auf Ihrem Smartphone, um die UID des leeren RFID-Chips auszulesen. Die App zeigt die UID in einer hexadezimalen Folge an (z. B. 04 E0 12 AB). Der entscheidende Schritt: Die Teddy Bench-Software erfordert die UID in umgekehrter Reihenfolge (z. B. AB 12 E0 04).
• Dateikonvertierung mit Teddy Bench:
  1. Öffnen Sie Teddy Bench und wählen Sie das Content-Verzeichnis auf Ihrer MicroSD-Karte als Zielordner.
  2. Wählen Sie die gewünschten Audiodateien (MP3, WAV, etc.) aus, die konvertiert werden sollen.
  3. Fügen Sie die umgekehrte UID des Chips in das vorgesehene Feld ein.
  4. Die Software konvertiert die Dateien automatisch in das von der Toniebox verwendete Vorbis-Format und speichert sie im neuen UID-Ordner.

5. Hardware-Erweiterung für dauerhafte Nutzung

Dieser Schritt ist optional, aber für eine komfortable Handhabung der modifizierten Box unerlässlich.

5.1. Vorbereitung des Verlängerungskabels

Auf der kleinen Platine des Verlängerungskabels befindet sich ein winziger elektronischer Widerstand. Dieser muss vorsichtig entfernt werden, da er die Erkennung der SD-Karte durch die Toniebox verhindert. Hierfür eignet sich eine kleine Zange oder ein Skalpell.

5.2. Gehäusemodifikation und Montage

Sägen Sie eine kleine, präzise Öffnung an der Unterseite des Toniebox-Gehäuses. Führen Sie das Verlängerungskabel durch diese Öffnung und fixieren Sie die Platine mit einer Heißklebepistole im Inneren des Gehäuses. Achten Sie darauf, den Mechanismus für das Einlegen der SD-Karte nicht zu verkleben.

6. Fortgeschrittene Anwendungsfälle und System-Entfesselung

Nachdem die grundlegende Modifikation abgeschlossen ist, können Anwender weitere Möglichkeiten erkunden, um die Kontrolle über ihr Gerät zu maximieren.

6.1. Die „Klopfmethode“ und die Entschlüsselung offizieller Tonies

Offizielle Tonies sind im „Safe Mode“ verschlüsselt, um das Auslesen ihrer UID zu verhindern. Die „Klopfmethode“ nutzt eine Schwachstelle im NFC-Handshake-Protokoll der Box aus. Ein sehr kurzes Auflegen und sofortiges Entfernen der Figur unterbricht den Prozess der Verschlüsselung. In diesem Bruchteil einer Sekunde kann eine NFC-Scanner-App die unverschlüsselte UID auslesen.

6.2. Teddy Cloud: Der Weg zur vollen Autonomie

Teddy Cloud ist eine von der Community entwickelte Open-Source-Alternative zur offiziellen Cloud-Infrastruktur. Sie ersetzt die Notwendigkeit, Inhalte manuell auf die MicroSD-Karte zu übertragen.

• Architektur: Die Teddy Cloud wird auf einem lokalen Server (z. B. einem Raspberry Pi oder Mini-PC) betrieben. Sie können die Software über Docker als Image bereitstellen, was die Installation vereinfacht.
• Funktionalität: Der Server stellt die gesamte Funktionalität der offiziellen Cloud nach. Die Toniebox kann sich über das lokale Netzwerk mit dem Teddy Cloud-Server verbinden, um neue Inhalte herunterzuladen. Dies ermöglicht eine zentrale, webbasierte Verwaltung aller Audiodateien und Figuren, ohne dass die Box jemals wieder geöffnet werden muss.

Die gezeigten Modifikationen ermöglichen es, die Toniebox von einem geschlossenen, proprietären Gerät in ein vielseitiges und voll anpassbares Audiosystem zu verwandeln.