OLO 220V variation

Porteur du projet : resonance
Date : 2020
Licence : libre !
Contexte : Invitation à Bergen by BEK : postponed for coronavirus…
Fichiers : lien
Lien : lien vers un site éventuellement

esp8266, lumieres

Description

Olo en version 220v….

Jeu

Sur une interface representant les differentes lumieres.

On peut enregistrer une sequence en appuyant sur des boutons (ou interface photoresitance)

Si une premiere sequence de 10secondes a été enregistré elle joue en boucle… et progressivement le niveau lumineux decroit pour s'eteindre au bout d'un moment….
Si une deuxieme sequence de 3s est ajouté , elle s'additionne a la premiere et joue en boucle toutes les 3secondes…. et decroit aussi avec le temps…

Matériaux

ESP8266 (5€)
module gradateur 5v /220v pwm interrupt (3€)
adapateur 220v > 5v (1€) lien
douille E27 + ampoule halogene (4€)
prise 220v male (1€)
potentiomètre (1€)
jumpers divers
fils electriques 220v 0.75 (2€)
boite et colle chaude (??)
1 kit Raspberry Pi (70€)
1 routeur Wifi

Librairies gradateur

Pour le dimmer il faut utiliser la lib https://github.com/RobotDynOfficial/RBDDimmer

Ca clignote un peu quand on est pres du zero… il faut plutot se ballader entre 5% et 100% pour eviter ces clignotements…

Fonctionnement

Le code source est consultable sur le git du projet. Il est composé de C/Arduino pour les ESP8266, de python pour le serveur/backend et de javascript pour l'interface web.

ESP8266

câblage

Les ESP8266 sont alimentés en 5v via un petit convertisseur 230VAC → 5VDC dédié. Ils alimentent à leur tour un module dimmer avec détection du point zéro qui alimentera en PWM l'ampoule halogène. Un potentiomètre permet de contrôler manuellement l'ampoule et de désactiver la réception OSC.

ESP8266	dimmer	Potentiomètre	convertisseur 220VAC→5VDC
G	GND	patte externe	-v
5v			+v
3v3	VCC	patte externe
A0		patte centrale
D1	PWM
D2	ZC

réseau

Les ESP8266 se connectent sur un routeur dédié dont le SSID et éventuellement mot de passe est défini dans le code :

static char* PSK = NULL;
static char* SSID = "bergen.olo";

Un nom d'hôte unique les identifie au sein du réseau. Celui-ci permettra de faire correspondre chaque ESP à une fenêtre donnée de l'interface web. Ce nom d'hôte est composé de light immédiatement suivi d'un chiffre entre 0 et 11 (ex : light2). Il est également défini dans le code :

#define FIXED_HOSTNAME "light0"

Dès leur connexion au réseau, ils se présenterons en donnant leur nom d'hôte et leur IP au serveur (par défaut en broadcast). Si celui-ci leur répond, ils stockeront l’adresse IP d'où provient la réponse qu'ils utiliseront pour toute communication ultérieure. Si nécessaire, il est possible de flasher les ESP Over The Air par le port 8266. ⇐

Interface web

Un Raspberry Pi est utilisé pour servir une interface web via un script python3 utilisant flask et socketIO. L'interface présente 12 fenêtres sous forme de deux rangées de six cases. Si les ESP8266 représentant une fenêtre ne sont pas branchés, la case reste inactive. La déclaration des ESP8266 attendus se fait dans le fichier config.py où il est possible d'entrer sous forme de liste les identifiants des ESP8266 connectés : activeWindows = [0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11] les numéros de 0 à 11 correspondant aux identifiants donnés aux lampes.

La génération de son côté client se fait par la librairie Tone.js qui permet de créer un oscillateur multiple et d'y ajouter de la réverb. Les réglages de l'oscillateur (ADSR, nombre d'oscillateurs, déphasage, forme d'onde) sont stockés dans le fichier static/js/index.js :

 var synth = new Tone.PolySynth(3, Tone.Synth, {
        "oscillator" : {
            "type" : "fatsine",
            "count" : 3,
            "spread" : 30
        },
        "envelope" : {
            "attack" : 0.1,
            "decay" : 0.1,
            "sustain" : 0.5,
            "release" : 0.4,
            "attackCurve" : "exponential"
        },
    }).toMaster();

Les notes utilisées pour chaque fenêtre sont réglable dans le fichier config.py :

notes = ["C", "D", "E", "G", "A"] # list of notes that will be played on the UI
startOctave = 3 # lowest octave to be played
playNotesOnUI = True # play sounds corresponding to lights on the UI when sequences are played

notes contient la liste des notes jouées (dans l'ordre)
startOctave correspond à l'octave la plus grave qui sera jouée
playNotesOnUI permet au serveur de faire jouer sur l'ensemble des téléphones connectés à l'interface web les notes correspondants à la séquence lue

Il est totalement impossible de garantir une lecture synchrone de ces sons avec les lumières sur le téléphone de chaque participant connecté.

Le tout peut devenir très vite cacophonique.

L'enregistrement d'une séquence débute avec le bouton startRec. L'utilisateur peut alors cliquer sur les icônes correspondant aux fenêtres qu'il veut allumer. Une pression maintenue correspondra à une lumière continue. Une fois la séquence voulue enregistrée, un appui sur le bouton stopRec clôturera l'enregistrement. La durée maximale d'enregistrement est réglable en ms dans le fichier config.py : sequenceMaxLength = 30000 Une fois atteinte, l'enregistrement est automatiquement clôturé, comme si l'utilisateur avait cliqué sur stopRec Le bouton play envoie la séquence au serveur qui commencera immédiatement à la lire en boucle. Le bouton remove uniquement la dernière séquence jouée depuis cet appareil tandis que le bouton clear effacera toutes les séquences en cours de lecture.

lecture des séquences

Chaque séquence est lue en boucle, atténuée à chaque itération. L'atténuation est réglable (en pourcent par itération) dans le fichier config.py :dampeningPerLoop = 10. Cette atténuation peut être renforcée par une atténuation additionnelle dépendant du nombre de séquences utilisant les mêmes lampes : si une séquence est la seule à utiliser certaines lampes, elle mettra plus de temps à disparaître. Ce paramètre est réglable dans config.py dampeningPerUser (0 = désactivé)

communication lampes/serveur

Serveur et lampes communiquent en OSC par UDP, le serveur écoute sur le port 9000 et transmet sur le port 8000 (donc l'inverse pour les ESP8266).

Liste des messages OSC implémentés :

/light : fixe l'intensité de la lumière (si l'ESP est en mode OSC)
- (int) valeur en pourcent
- ex : /light3/light 50 allumera la lumière de la lampe 3 à 50%)
/ACK : réponse de l'ESP à /light, ce message permet au serveur de vérifier qu'un ordre a bien été reçu par la lampe
- (int) valeur en pourcent
/fade : débute un fondu qui s'exécutera entièrement sur l'ESP (pour éviter un effet d'escalier dû à une perte de connection wifi)
- (int) start : valeur de début du fondu
- (int) stop : valeur attendue en fin de fondu.
- (int) durée : durée du fondu en millisecondes.
- ex : /light2/fade 0 100 1000 allume graduellement la lumière au maximum en une seconde
- ex2 : /light1/fade 80 0 500 éteint la lumière de 80% à 0% en une demi-seconde.
/fadeACK : confirmation de la réception d'un /fade
- (int) start : valeur de début du fondu
- (int) stop : valeur attendue en fin de fondu.
- (int) durée : durée du fondu en millisecondes.
/whoIsThere : envoyé en broadcast par le serveur, ce message déclenche la réponse des ESP :
/myID : répond au serveur qui enregistrera l'IP de la réponse
- (str) hostname nom d'hôte de la lampe
/beginOTA : suspends l'activité de l'ESP (fondus en cours, réponse à l'OSC) durant 10s pour garantir le bon fonctionnement de l'OTA en toutes circonstances.

communication serveur/client

Pour créer un portail captif, on utilise un routeur flashé sous DD-WRT qui permet d'utiliser dnsmasq pour router tout le trafic entrant vers le raspberry pi. Celui-ci se voit donc assigner une IP fixe (10.0.0.100) et on ajoutera l'option address=/#/10.0.0.100 dans la configuration dnsmasq du routeur. Enfin, puisque le réseau Wifi sera public, on désactive l'interface de gestion du routeur en wifi, qui restera accessible depuis ses prises ethernet.

Côté Pi, la communication serveur/client est gérée par flask qui redirigera toutes les requêtes vers la page d'accueil de l'interface web. Le SSL n'étant pas implémenté, les requêtes SSL ne pourront aboutir. Les websockets via flask-socketio assurent une communication fluide entre front-end et backend (envoi de séquences vers le serveur, déclenchement de sons sur l'interface des clients…). Le serveur web écoute sur le port 8080 mais une redirection d'iptables redirige le port 80 sur le port 8080.