Système d'affichage dynamique

Description

Dans le cadre du tremplin numérique n°6 nous réalisons un projet professionnel du 22/04/2025 au 28/05/2025. Celui-ci est issu d'un appel à projet lancé par l'association les Petits Débrouillards Grand Ouest (antenne de Brest) aux entreprises locales (plus ou moins) afin que nous (les stagiaires) répondions au mieux aux besoins exprimés.
La commande consiste à fournir un moniteur d'affichage du planning des salles de travail du CARAE afin de savoir rapidement si celles-ci sont réservées ou libres.Le moniteur sera dans un boîtier fixé au mur dans le couloir du CARAE.

Langages utilisés :

• Arduino
• Bash
• Python

Matériel

• Raspberry Pi Zero 2 WH + Câble d'alimentation
• E ink Screen 4.7inch SKU DFR0835 + ESP32
• Boite : PLA, bois et vis
• 1 Petite breadboard
• 8 Câbles dupont M-F

Budget ≈ 250€

Contraintes

• Faible consommation électrique
• Lisibilité des informations : 
  • Status libre/occupée
  • Date
  • Horaires
  • Nom de la personne ayant réservée
• Sécurité du dispositif
  • mise à jour
  • anti-vol (accroché au mur)
• Solidité

Étapes de réalisations

Premier rendez-vous avec le client, prise d'infos et réalisation d'un cahier des charges.

Beaucoup de R&D.

Préparation de documents de suivi pour le client avant les rendez-vous.

Choix d'utiliser la methode agile. Retour client et sprint hebdomadaire.

Pour plus de précision techniques, n'hésitez pas à allez voir notre Gitlab

Le code

Raspberry pi

Il s'agit d'un micro-ordinateur Raspberry PI Zero 2 WH qui nous sert de serveur. Ce choix a été fait car la puissance de calcule et la mémoire RAM de l'esp32 étaient trop faibles, nous avons donc décidé de réaliser le parsing sur notre serveur. Nous avons choisi ce model de Raspberry car il possède un module Wifi et ne coûte pas trop cher.

Notre serveur tourne avec la distribution Raspbian, des scripts Bash, un serveur web Apache et Flask (WSGI python). Tutoriel pas à pas ici.

Sur ce raspberry, nous faisons tourner une application python qui nous permet de récupérer (Parser) les informations provenant de la page web des réservations des salles CARAE à l'IMT. Cette application converti les données bruts tirés de la page html en fichier JSON contenant la salle, l'heure et le nom des réservations. (Exemple de fichier JSON : {salle : D02-121A [{heure : 10:00 à 11:00}{nom: Thierry Margoulin}]

Cette application python utilise plusieurs bibliothèques :

• requests : Requêtes Http.
• re  : Expression régulière.
• json  : Json.
• beautifulsoup : Parsing.

ESP32

Notre micro-controlleur, lui aussi équipé de la wifi, contrôle l'affichage sur notre écran e-ink. Il reçoit les JSON de la Raspberry Pi et extrait les données pour les afficher sur notre écran E-Ink.

Notre code est construit grâce à l'import de plusieurs bibliothèques :

• ArduinoJson : Permet à notre code Arduino de comprendre et de deserialiser (Découper) les données Jsons reçues.
• Wire : Permet la communication.
• WiFi : Permet la connection réseau.
• HTTPClient : Permet les requêtes http.
• Adafruit : Bibliothèque graphique pour l'affichage.
• GXedp2 : Permet de dessiner sur notre écran e-ink.

La boîte

Après une ébauche faite sur Tinkercad Premier prototypage fait avec du carton. N'ayant pas encore reçu l'écran, nôtre affichage est fait avec un écran led de 16 colonnes et 2 lignes.

Les découpes de cartons ont été faites grâce à une découpeuse laser

Problèmes rencontrés

Physique

Attention sur le Raspberry Pi zero 2 l'appareil ne boot pas si il est branché en usb sur un PC. Veillez à l'alimenter (sur le bon port 5v) via une prise secteur.
Problèmes d'alimentations : Prix de la pose de prise de courant à l'IMT

Problèmes d'accès internet : Prix de la pose d'un câble RJ45 POE, problème de sécurité si Wifi

Delai de livraison : Ecran E-ink 10 jours

Code

Afin d'éviter les problèmes d'incompatibilité dûs aux versions des logiciels veillez à vous mettre d'accord en amont. Le raspberry étant sous raspbian (dérivé de debian) la mise à jour des paquets évolue relativement lentement comparée à des distributions axées pour le developement (Par ex : Fedora)

Bash

Mise en place des mises à jour quotidiennes via une tâche cron -> passer par systemd (Systemd Timer)

Python

• Le nom de la class HTML des information qui nous intéresse est : Typex (le x est un variable correspondant à une lettre de l'alphabet)
• Astuce : ne pas chercher le"typeG", mais passer par regex pour chercher \btype.\ (le . permet de rechercher n'importe quel caractère)

• Soucis de conversion en js pourquoi ? Recherche des éléments 0,1,2,3 de l'array (tableau) MAIS il y a des balises
  dans l'html qui compte pour un élément.

Pour trouver les données qu'il nous faut, il suffit de rechercher les éléments 0,2,4,6.

Esp 32

• Soucis d'import du code de Arduino IDE vers l'esp 32 :

Télécharger le driver de l'ESP32 en DEV mode

• Impossible d'importer le code -> L'esp32 n'est pas en mode téléchargement. Solution : Appuyer physiquement sur le bouton boot de l'esp32 pendant l'upload du code

• Compilation du code très long : hardware personnel vetuste -> temps de compilation très long
• Mémoire limitéd (512ko) -> on déporte un maximum de calculs sur le RaspberryPI (Server side)

• Interprétation des données reçues sur l'esp : ça marche pas. Solution :

 .as<String> (dans le code arduino) sinon soucis de format (String salle = doc["salle"]["numero"].as<String>();)

• soucis pour récupérer les infos dans un nested array (3eme niveau) solution :

     for (int i = 0; i <= 3; i++) {
       String reservation = doc["reservations"][i].as<String>();
       String heure = doc["reservations"][i]["heure"].as<String>();
       String nom = doc["reservations"][i]["nom"].as<String>();
       if (reservation == "null") break;
       

• i = on augmente de manière incrémentale pour chercher chaque "réservations", on va chercher l'élément dans le 3eme niveau de l'objet json.

 ["reservations"](niveau 1)[i](niveau 2)["heure"](niveau3)

Déployement

Le raspberry contient un serveur web (apache) et une application python communiquant via WSGI.
L'ESP32 en tant que client demande (requête http) les éléments à afficher (au format JSON) au serveur. Il se charge ensuite de les afficher sur l'écran e-ink. Le tout en language Arduino.

Serveur : raspberry pi

Configuration Raspberry

todo : fichier à telecharger sur le wiki

Python

todo : fichier à telecharger sur le wiki

Visuel

TODO : se mettre d'accord pour une nomenclature des noms de fichier (ex : TN6_CARAE_shema_boite_01.png )

Fichier:TN6 CARAE shema boite Tinkercad.stl

todo : mettre schema boite

Recommandation

1.  Travailler avec des distributions Linux
2. La partie serveur peut très bien être hébergée sur une VM dédiée

License

Ce projet est sous license GNU GPL v3.

Auteurs

- Corto 🍓
- Etienne 🐧
- Jean-Jacques ⭐

Source

• Gitlab
  

Catégorie

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