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6 – Proptotype jukebox embarqué

Avant de démonter la voiture pour réaliser le branchement de l’alimentation, je décide de réaliser quelques tests en faisant tourner le Pi sur batterie.

Voici ce que ça donne :

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Sur cette photo, j’ai utilisé une autre carte son (juste pour les tests), il s’agit d’une Creative SoundBlaster Play! que l’on peut trouver sur Amazon pour un peu moins de 30€.

La batterie utilisée pour  ce test est une Romoss 5200mAh, également achetée sur Amazon pour 12€.

Un mot sur cette batterie Romoss 5200mAh : Je cherchais depuis longtemps une petite batterie pas chère pour faire des tests avec mes Pi. Dans le commerce, on trouve se genre de batterie à la Fnac et autre, pour des prix totalement déconnant, parfois près de 100€ pour des capacités ridicules ! En fouillant sur Amazon, je suis tombé sur cette marque Chinoise, Romoss, qui s’est révélée être de très bonne facture. Pour à peine 12€ vous pourrez faire tourner votre Pi 5 ou 6 heures sans problème, ou vous en servir pour recharger 2 à 4 fois votre smartphone ! A noter que cette batterie existe en plusieur capacité, selon vos besoins.

Reprenons… Le Pi étant autonome avec sa batterie, je vais dans la voiture pour réaliser les premiers tests.

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Comme attendu, tout fonctionne très bien 🙂 Mon iPhone s’est automatiquement connecté au point d’accès WiFi du Pi, et je peux prendre la main sur MPD avec l’appli MPoD directement 🙂

5 – Schéma global et utilisation

Le dispositif au complet se compose de trois éléments :

  • Le système de capture d’image
  • Le circuit de temporisation de l’alimentation
  • Un serveur de monitoring

schéma global Pi TimeLapse

Le système de capture d’image

Composé du Pi, d’une webcam, d’un dongle 3G et d’une batterie 5V, ce système se contente de prendre une photo à chaque démarrage, puis s’éteint immédiatement. Une fois sur trois, il envoi une requête au serveur de monitoring pour signifier que tout va bien 🙂

Le circuit de temporisation de l’alimentation

Ce circuit alimenté par une batterie 12V, pilote un relais électrique permettant de commander l’alimentation du Pi pendant 2 minutes toutes les 10 minutes, de 8h00 à 18h00, du lundi au vendredi.

Un serveur de monitoring

Un script PHP publié par un serveur web Apache permet d’enregistrer les requêtes POST envoyée par le Pi toutes les 30 minutes. Il réceptionne une miniature d’une la dernière photo prise, et enregistre l’heure exacte à laquelle il l’a reçu dans une base de données MySQL. Si tout est ok, il envoi un mail avec la date et la photo miniature, ce qui me permettra d’être continuellement averti du bon fonctionnement du système de capture d’image.

En parallèle, ce serveur web publie une page web, qui liste l’ensemble des miniatures ainsi enregistrées, ce qui permet d’avoir une vue d’ensemble du bon déroulement des choses sur une semaine.

Scénario d’utilisation

  1. Le circuit de tempo alimente le Pi qui boot immédiatement
  2. Une fois démarré, le Pi prend une phot et lance un shutdown
  3. Une fois sur trois (soit toutes les 30 minutes) le Pi envoi une requête sur un serveur de monotoring distant pour dire qu’il est toujours en vie
  4. Le circuit de tempo coupe l’alimentation du Pi après 2 minutes

4 – L’alimentation – 2/2

Cet article est dédié au circuit de temporisation de l’alimentation. Ce système à entièrement été réalisé par mon P’pa, je vais donc tâcher de retransmettre toutes les étapes de sa fabrication avec pleins de photos 🙂

Cahier des charges

  • Système de tempo totalement indépendant
  • Plage de fonctionnement : pendant 2 minutes, toutes les 10 minutes, de 8h00 à 18h00
  • Autonomie : 7 jours minimum

La création du circuit électronique

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Plusieurs semaines s’écoulent, et un jour je reçois ce mail :

Bonsoir Olivier

Je viens de terminer la mise au point du montage tempo.
Je te joins quelques photos retraçant brièvement la création et les essais.

En résumé :
- période de fonctionnement : 8 à 18h00
- relais activé toutes les 8ème et 9ème minutes durant la période de
fonctionnement soit 120 mn par jour
- consommation sans affichage : 15 mA
- consommation avec affichage pour le réglage de l'heure : 250 mA

Je fais fonctionner en continue le montage pour vérifier la précision de
l'heure sur plusieurs jours. Si aucun PB je te l'envoie par courrier lundi.

Bonne soirée. J'ai bien mérité ma bière qui m'attend au frais.

Papa

Le colis arrivera dans ma boite aux lettres quelques jours plus tard 🙂 Merci P’pa !

Branchements et tests

Il est temps de raccorder le circuit de tempo au circuit d’alimentation principale. Pour info, le circuit de temp est alimenté par une batterie au plomb de 12V acheté chez Conrad pour environ 20€.

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Un petit test plein de suspens en vidéo 🙂 On y voit le Pi s’allumer à 14h38, et s’éteindre à 14h40 🙂

 

3 – L’alimentation – 1/2

L’alimentation du système est de loin le point le plus problématique. L’objectif est de tenir au moins une semaine sans avoir à recharger les batteries.

Estimation de la consomation

De base, le Raspberry Pi consomme environ 700 mA sur 5V. Avec la webcam et le dongle 3G, on peut prévoir une consomation instantanée totale d’environ 1 A. La batterie que j’ai choisi a une capacité de 9000 mAh, ce qui veut dire qu’en tirant 1 A, la batterie pourra tenir environ 9 heures (C’est un calcul fait à la louche, pour se faire une idée. En réalité, ce n’est pas tout à fait aussi immédiat).

La batterie TeckNet iEP387-II 7000mAh est une batterie Lithium-ion. Le problème avec ce genre de batterie c’est qu’elles sont sensibles aux variations de températures, en dessous de 10°C et au dessus de 40°C, on peut s’attendre à des problèmes. Le chantier se déroulant entre le mois de mai et le mois de septembre, on peut cependant espérer rester dans cette fourchette de température.

Pour résumer, la batterie que j’ai choisie ne peut alimenter le dispositif que pendant une dizaine d’heures maximum. Ce qui est loin d’être suffisant…

Panneaux solaires

Depuis quelques années, on peut trouver des panneaux solaires nomades pour recharger téléphones mobiles et autres tablettes ou GPS. Ils sont généralement équipé d’une petite batterie au Lithium-Ion de faible capacité (5Ah max).

Ce type de panneau solaire peut être intéressant dans des zones très ensoleillées (genre désert du Sahara). Dans le nord de la France où nous n’avons pas vu le soleil depuis 1429 d’après Wikipédia 😉 il ne faut pas compter dessus.

A noter également qu’il faut compter environ 100€ pour un modèle fiable doté d’une batterie suffisante. Sans compter qu’on peut dire à Dieu à la discrétion avec un panneau solaire au fond du jardin ^^.

Fonctionnement non continue

Il n’est donc pas envisageable d’utiliser des panneaux solaires. Il n’est pas non plus envisageable, économiquement parlant, d’acheter plusieurs batteries. En effet, pour tenir 7 jours, il faudrait pas moins de 17 batteries de 9000 mAh, ce qui représente plus de 660 € (Sans compter l’encombrement, et le poids).

La solution qui apparait naturellement est de ne faire fonctionner le système que lorsqu’on a besoin de prendre une photo. J’ai déterminé qu’il faut environ 80 secondes au Raspberry Pi, pour booter, prendre une photo, et s’éteindre correctement. J’ai besoin de prendre une photo toutes les 10 minutes, de 8h00 à 18h00, du lundi au vendredi. Ce qui veut dire, que j’ai besoin d’alimenter le système pendant 2 minutes (prenons large), toutes les 10 minutes. Au finale, sur la semaine, j’ai donc besoin de tenir :

2 (minutes) * 6 (par heure) * 10 (heures par jour) * 5 (jours) = 600 minutes = 10 heures

J’ai donc besoin de tenir 10 heures. Compte tenu que le Raspebrry Pi ne consommera pas 1 A pendant les 2 minutes où il est alimenter, on peut espérer que ma batterie de 9000 mAh suffise 🙂

J’ai réalisé plusieurs test en faisant tourner le Pi + Webam avec prise de photos toutes les 10 minutes. La batterie a tenue 14h 🙂 Ce qui est une excellente nouvelle ! Avec le dongle 3G qui envoi des infos toutes les 30 minutes, on tombe à un peu plus de 11h d’autonomie, ce qui correspond parfaitement au besoin, avec une petite marge de sécurité en plus 🙂

Programmateur ?

L’idée m’a été soumise par mon cher papa, expert en électronique en son temps 😉 J’en profite pour lui faire un peu de pub, car il vient de lancer sa société spécialisé dans la domotique et l’aménagement de l’habitat : www.asa-habitat.fr 🙂

Il s’agit de construire un petit circuit de tempo, qui va simplement jouer le rôle d’intérupteur dans le circuit d’alimentation du Raspberry Pi :

Schéma circuit alimentation RPi

Ce circuit de temporisation fonctionne indépendamment du reste du système, il est composé :

  • d’un relais (qui joue le rôle de l’interrupteur)
  • d’un circuit électronique doté d’une horloge
  • d’une batterie 12V

Mes connaissances en électronique sont trop limités pour entrer plus dans le détail. Je confie donc cette tâche à mon cher P’pa. Dans l’idée, il s’agit d’un circuit de ce type là (mais en plus complexe) : Velleman VM188

A suivre…

2 – Le choix des composants

Raspberry Pi

IMG_4469Souhaitant pouvoir réutiliser la bête plus tard pour d’autres choses, j’opte tout de suite pour le modèle le plus complet Raspberry Pi Model B rev 2 doté de 512Mo de RAM. Basiquement, j’utiliserai une Raspbian car je suis à l’aise avec Debian et que c’est une solution suffisamment fiable et robuste.

Commandé sur Amazon pour 30 € (frais de port inclus)

Le boitier pour le Raspberry Pi

IMG_4477Pour protéger le Raspberry Pi, j’ai choisi un boitier modulaire, facilement « customisable » créé par le site Adafruit spécialisé dans les kits électroniques, Adafruit Pi Box – Enclosure for Raspberry Pi Computers.

Commandé sur Amazon pour 10 € (livraison gratuite)

La carte mémoire SDHC

IMG_4476Afin de pouvoir stocker suffisamment de photos, j’ai choisi une carte SDHC Kingston SD10V/32GB Carte SD 10 Mo/s 32 Go Classe 10.

Commandé sur Amazon pour 21 € (livraison gratuite)

La caméra

IMG_4468J’ai opté pour une webcam USB standard. L’objectif est d’avoir une résolution suffisante et de ne pas avoir de problème de luminosité ni de mise au point. J’ai donc choisi un modèle de logitech Logitech C525 très bon marché, HD 720p avec autofocus :

Commandé sur Amazon pour 36 € (livraison gratuite)

La connexion réseau – dongle 3G

Dongle 3G + SIM FreeD’après ce que j’ai vu sur le net, le Huawei E220 est particulièrement bien supporté par le Raspberry Pi, et part Linux en général. J’utiliserai une carte SIM Free Mobile, avec l’abonnement à 2€ avec l’option 3G (20Mo inclus) pour 0,99€. Ce sera suffisant pour prendre la main sur le Raspberry Pi via SSH.

Commandé sur Amazon pour 40 € (livraison gratuite)

La batterie

batterie_5VLe Raspberry Pi doit être alimenté par un courant de 1 A (en prenant en compte les périphériques USB, webcam + dongle 3G) sur 5V.

Il existe de nombreux modèles de batterie 5V servant de batterie de secours pour téléphone mobile. De capacité, puissance, prix et qualité très variable, il est difficile de choisir.

En creusant le sujet, il apparait que les batteries de la marque TeckNet soient clairement au dessus du lot. Bonne durée de vie, puissance jusqu’à 2A avec des capacité de 7000 mAh à 12000 mAh. Pour rester dans un budget raisonnable, je choisi le modèle intermédiaire avec une capacité de 9000 mAh.

Commandé sur Amazon TeckNet iEP389 9000mAh  pour 39€ (livraison gratuite)

La boîte

IMG_4740Pour rester discret, je fais place le dispositif dans une boite en plastique (étanche de préférence), et enterrer le tout dans le sol, au fond du jardin. Seule la webcam sortira furtivement du sol, accrochée à une hauteur de un mètre environ, sur un poteau. La webcam sera renforcée pour résister à la pluie, et camouflée.

Prix environ 6 € (en grande surface)