Time to get serious things now and put it all together.
Record waves
I will record audio waves with a first python script named recordwaves.py. This script will simply launch arecord each 60 seconds and save it under ram directory (/run/).
The script must be launched at raspberry pi boot. We just have to add the command in crontab with command crontab -e
@reboot cd /opt/house_power/ && python3 recordwaves.py -d /run/hdata &
Current calculation
Two things with waverms.py : calculate RMS current from wavefile recorded by recordwaves.py, store value and time in csv and database sqlite3.
Then we must have to create a sqlite3 file to store value with sqlite3 command :
pi@raspberrypi:/opt/house_power $ sqlite3 housepower.db
SQLite version 3.8.7.1 2014-10-29 13:59:56
Enter ".help" for usage hints.
sqlite> CREATE TABLE rms (id INTEGER, recordtype VARCHAR(20), rmsvalue INTEGER, recordtime INTEGER);
To calculate rms, don’t forget that Python3 is provided with “batteries included” then there is a module for that named audioop. This module include a method simply named rms().
As recordwaves.py, the script waverms.py is launched with crontab command :
@reboot cd /opt/house_power/ && python3 waverms.py -d /run/hdata &
Web page display
For displaying datas, we will keep python3 language using module flask for web server and bokeh for graphes generation. The python3 script server is named house_power.py and need an html template named graph.html.
Flask can be installed with apt :
sudo apt-get install python3-flask
And bokeh with pip3
sudo pip3 install bokeh
And launch it also with crontab :
@reboot cd /opt/house_power/web/ && python3 house_power.py &
The graphes of electricity current house consumption is then accessible on following local networks address : http://192.168.0.10:5000/ (of course, if your raspberrypi address is 192.168.0.10).
This give us graph like it :
All codes are available on my github repository named housepower. It’s fully functionnal but not finished yet. I have to increase website functionnality. Adding days mean consumption and maybe more.
Ok, we seen on a first article how to record signal from the input of an usb sound card. But our objective is not to just «ear the sound of current» but our objective is to make a measurement.
Displaying waves with python
For quick and dirty displaying we can use the opensource sound software audacity . But for more computation, and for the end application I used python with the following script found on stackoverflow:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import wave
import sys
spf = wave.open('foobar.wav','r')
#Extract Raw Audio from Wav File
signal = spf.readframes(-1)
signal = np.fromstring(signal, 'Int16')
plt.figure(1)
plt.title('Signal Wave...')
plt.plot(signal)
plt.show()
Saturation
There is a problem with sound card Line in : its voltage level limit is low ~400mVpp depend to volume input control. Then recorded signal is dramatically saturated by the sound card. As we can see on the following measurement curves
toaster current curve : saturated
Kettle and toaster current curve : saturated
To solve this problem, I simply soldered resistor divider to divide by ~10 the input signal level. Then I get good signal entry.
Voltage dividor
To unsure that signal level will not saturate, don’t forget to set input sound level at maximum with alsamixer :
$ alsamixer
We can then obtain a not saturated signal :
Toaster plus kettle current curve not saturated
Plugging it on raspberrypi and electric distribution board.
In my house, the electric distribution board and internet box are under the same cupboard then it’s easy to connect current probe + raspberrypi + usb sound card and it’s power (tricks: to power the raspberrypi you can use the usb plug from your box instead of power wall adapt).
Wire plug in my electric cupboard
Visualize the sound of your house electric consumption
I can now make measurement from the raspberrypi then download wave on computer to see the my house electric consumption.
This above command give is not stopping after ten seconds like on my laptop and give me multiple files of 44Bytes. I don’t know why ?
Once it recorded we can download it with scp on laptop :
$ scp pi@192.168.0.111:~/foobar-* .
Then display it with my little python script :
Electric consumption before and after power on the inductive hot plate for boiling water.
In a futur article we will see how to calculate the RMS current with a deamon and save it in raspberrypi to see the consumption history.
I recently bought a current sensor to measure my electric house consumption. This sensor as a 1 volt amplitude output signal that can be captured by a simple sound input.
Current curve on my kettle consumption captured by the sensor. Using a 10k resistor on output
I don’t have microphone input on my raspberry pi 3. Then to use my sensor I had to buy an USB soundcard on the internet.
On my laptop (debian stretch), the usb-key is correctly seen as a sound-card :
$ sudo dmesg
[ 9474.556786] usb 1-1.2: new full-speed USB device number 5 using ehci-pci
[ 9474.668021] usb 1-1.2: New USB device found, idVendor=8086, idProduct=0808
[ 9474.668026] usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
[ 9474.668028] usb 1-1.2: Product: USB PnP Sound Device
[ 9474.668029] usb 1-1.2: Manufacturer: C-Media Electronics Inc.
[ 9474.758118] hidraw: raw HID events driver (C) Jiri Kosina
[ 9474.767742] usbcore: registered new interface driver snd-usb-audio
[ 9474.771791] usbcore: registered new interface driver usbhid
[ 9474.771793] usbhid: USB HID core driver
[ 9474.778747] input: C-Media Electronics Inc. USB PnP Sound Device as /devices/pci0000:00/0000:00:1a.0/usb1/1-1/1-1.2/1-1.2:1.3/0003:8086:0808.0001/input/input19
[ 9474.837031] hid-generic 0003:8086:0808.0001: input,hidraw0: USB HID v1.00 Device [C-Media Electronics Inc. USB PnP Sound Device] on usb-0000:00:1a.0-1.2/input3
And works same on raspberrypi3 (with raspbian) :
[171165.501265] usb 1-1.2: new full-speed USB device number 4 using dwc_otg
[171165.609589] usb 1-1.2: New USB device found, idVendor=8086, idProduct=0808
[171165.609608] usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
[171165.609621] usb 1-1.2: Product: USB PnP Sound Device
[171165.609634] usb 1-1.2: Manufacturer: C-Media Electronics Inc.
[171165.618168] input: C-Media Electronics Inc. USB PnP Sound Device as /devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.2/1-1.2:1.3/0003:8086:0808.0001/input/input0
[171165.671634] hid-generic 0003:8086:0808.0001: input,hidraw0: USB HID v1.00 Device [C-Media Electronics Inc. USB PnP Sound Device] on usb-3f980000.usb-1.2/input3
[171165.766026] usbcore: registered new interface driver snd-usb-audio
$ arecord -L
default
Playback/recording through the PulseAudio sound server
null
Discard all samples (playback) or generate zero samples (capture)
sysdefault:CARD=PCH
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Default Audio Device
front:CARD=PCH,DEV=0
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Front speakers
dmix:CARD=PCH,DEV=0
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Direct sample mixing device
dsnoop:CARD=PCH,DEV=0
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Direct sample snooping device
hw:CARD=PCH,DEV=0
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Direct hardware device without any conversions
plughw:CARD=PCH,DEV=0
HDA Intel PCH, ALC3202 Analog
Hardware device with all software conversions
sysdefault:CARD=Device
USB PnP Sound Device, USB Audio
Default Audio Device
front:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
Front speakers
surround21:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
2.1 Surround output to Front and Subwoofer speakers
surround40:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
4.0 Surround output to Front and Rear speakers
surround41:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
4.1 Surround output to Front, Rear and Subwoofer speakers
surround50:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
5.0 Surround output to Front, Center and Rear speakers
surround51:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
5.1 Surround output to Front, Center, Rear and Subwoofer speakers
surround71:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
7.1 Surround output to Front, Center, Side, Rear and Woofer speakers
iec958:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
IEC958 (S/PDIF) Digital Audio Output
dmix:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
Direct sample mixing device
dsnoop:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
Direct sample snooping device
hw:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
Direct hardware device without any conversions
plughw:CARD=Device,DEV=0
USB PnP Sound Device, USB Audio
Hardware device with all software conversions
To test it on my laptop I hacked an extension cord to have a wire loop and grip the current sensor. I then plugged a kettle on it to capture the electric current signal.
current loop measurement
Then I made measurement with arecord :
$ arecord -d 10 -f cd -D plughw:1 -t wav foobar.wav
Recording WAVE 'foobar.wav' : Signed 16 bit Little Endian, Rate 44100 Hz, Stereo
And eared the sound of my boiling water with play :
[16:51:57]fabien@martonilp:~
$ play foobar.wav
foobar.wav:
File Size: 1.76M Bit Rate: 1.41M
Encoding: Signed PCM
Channels: 2 @ 16-bit
Samplerate: 44100Hz
Replaygain: off
Duration: 00:00:10.00
In:100% 00:00:10.00 [00:00:00.00] Out:441k [!=====|=====!] Hd:0.0 Clip:0
Done.
Then I can ear the sound of current boiling water :
In futur article we will see how to calculate the current consumption of my kettle from this wave files.
Twitter est un éleveur de poulets en batterie. L’objectif principal de cet éleveur est que ça piaille et que ça se batte dans la basse cour.
Pour cela Twitter multiplie les contraintes pour vous énerver et vous faire réagir : limitation des messages à 140 caractères, mise en valeurs des messages les plus polémiques, publicité incessante, …
L’utilisation de twitter est mauvaise pour les nerfs et produit de la mauvaise viande.
Mais il existe un autre système basé sur de l’élevage de poulets en liberté avec des restrictions moindre et moins d’énervement : mastodon
https://joinmastodon.org/
Du bon poulets de Loué ™ 😉
Pour utiliser mastodon il faut choisir parmi les nombreux élevages disponibles dans le monde:
Et si l’on se sent l’âme d’un éleveur il est même possible de monter le sien.
Du point de vue du poulet, mastodon fonctionne comme twitter (l’énervement en moins). Les messages sont limités à 500 caractères, on peux faire des «hashtag» comme dans twitter.
On ne parle pas de twit mais de pouet (toot) et re-pouet. Il est possible de suivre les pouets des autres poulets, même quand ils sont dans un autre élevage.
Si vous souhaitez me suivre, mon poulet se trouve dans l’élevage du parti pirate et se nomme Martoni :
La nouvelle Opos6ul_nano qui tient entre deux doigts
L’OPOS6UL est une petite carte Linux embarqué à base d’i.MX6UL permettant de faire tourner ses applications Raspberry-Pi(TM) sur un produit industriel.
l’opos6UL sodimm board avec le Wifi/Bt et 4GB eMMC
Cette carte est déjà relativement petite au format SODIMM, mais visiblement elle était encore trop grande pour certain. C’est pourquoi Armadeus Systems sort maintenant la version ultra-mini de cette carte au format NGFF (M.2) : l’OPOS6UL_NANO.
Carte quasiment 3 fois plus petite que sa grande sœur, mais avec les même caractéristiques qui ont fait le succès de l’opos6ul :
Linux embarqué bien sûr
i.MX6UL ou i.MX6ULL
Wifi
BT
Ethernet
USB2
SPI
I²C
GPIO
…
Un aperçu de la taille de l’opos6ul_nano à coté de sa grande sœur.
Le module est compatible avec la carte de développement de l’opos6ul en utilisant un adaptateur.
Bien sûr il est possible de monter la nouvelle opos6ul_nano sur la carte de développement de l’opos6ul.
Il est donc toujours possible de faire un développement «Raspberry-Pi compatible» grâce au connecteur Raspberry-Pi(TM) présent sur cette carte de développement.
« Si les lois des droits de l’homme entravent la lutte contre l’extrémisme et le terrorisme, nous changerons ces lois pour protéger le peuple britannique. »
Je viens de claquer mon fric sur un coup de tête d’investir dans une tablette graphique Wacom Intuos Draw. L’objectif est de pouvoir faire sur ordinateur les petits dessins que j’ai appris à faire en suivant le bouquin «you can draw in 30 days».
J’ai quand même cherché une tablette qui soit compatible avec Linux. L’idéal aurait-été que TuBranchesÇaMarche sur une Debian Jessie.
Mais ça n’a pas tout à fait été le cas puisqu’il a tout de même fallu recompiler le driver. Bon on en est finalement pas très loin la recompilation du driver est vraiment très simple et se fait très vite.
En règle générale on aime bien avoir la version du firmware générée sur lequel tourne notre FPGA. Cependant, pour intégrer une date de compile, une version de logiciel ou autre dans un bitstream, cela ne se fait pas très simplement.
L’exemple ici est certainement quick&dirty, mais c’est une solution possible pour résoudre ce problème. Le système est conçu via le «blocs designer» de vivado et contient un microblaze.
Pour pouvoir ajouter des «registres» spécifiques sans avoir à coder en HDL on intégrera un bloc de ROM nommé «Distributed Memory Generator». Pour intégrer ce bloc dans l’espace mémoire du Microblaze on ajoutera un contrôleur de ram AXI comme le montre la saisie d’écran ci-dessous:
Ce bloc peut être configuré via un fichier texte avec l’extension «.coe» qui contiendra les valeurs.
La variable memory_initialization indique la base (ici du décimal) des valeurs données dans le vecteur memory_initialization_vector. Dans cet exemple, trois valeurs sont données : la période de l’horloge du contrôleur de DDR, la date en secondes unix et la version.
Plutôt que d’avoir à modifier notre fichier *.coe à chaque synthèse, nous allons écrire un script tcl qui sera appelé automatiquement par vivado à chaque synthèse/placement-routage. Le TCL est un langage de script que beaucoup de logiciels d’électronique sont capable d’éxecuter, c’est le cas de vivado (tcl version 8.5).
Le répertoire du projet est donné par la commande tcl :
set current_project_dir [get_property DIRECTORY [current_project]]
On peut l’afficher au besoin dans la console «Messages» de vivado avec puts :
puts $current_project_dir
période du contrôleur de DDR
L’idée ici est d’aller chercher l’information dans le fichier datasheet.txt généré par le fucking MIG. La méthode Quick&Dirty pour récupérer l’info dans le fichier est de découper le texte à coup de split et de lindex pour se focaliser sur la «Design Clock Frequency».
...
/*******************************************************/
/* Controller 0 */
/*******************************************************/
Controller Options :
Memory : DDR3_SDRAM
Interface : AXI
Design Clock Frequency : 1562 ps ( 0.00 MHz)
Phy to Controller Clock Ratio : 4:1
Input Clock Period : 5077 ps
CLKFBOUT_MULT (PLL) : 13
DIVCLK_DIVIDE (PLL) : 2
VCC_AUX IO : 1.8V
Memory Type : Components
Memory Part : MT41K1G8SN-125
Equivalent Part(s) : --
Data Width : 8
ECC : Disabled
Data Mask : enabled
ORDERING : Normal
...
La période est ainsi stockée dans la variable $period :
# Get DDR period
set fp [open "$current_project_dir/../../../projet.srcs/sources_1/bd/ {...} /datasheet.txt"]
set filedata [read $fp]
set data [split $filedata "\n"]
foreach line $data {
if {[regexp {Design} $line]} {
set period [expr [lindex [split [lindex [split $line ":"] 1] "ps"] 0]]
}
}
version
Pour la version c’est à nous de définir un «generic» dans le projet avec le nom que nous voulons (par exemple ProjectVersion). Ce generic se définit dans le menu setting du projet, pour cette exemple il sera défini à ‘1’, quelle originalité !
Ce generic se retrouve ensuite dans le fichier xml du projet au format *.xpr. De la même manière que pour la period du contrôleur de DDR, nous allons lire ce fichier au moyen d’une savante boucle de découpage split et lindex:
set fp [open "$current_project_dir/../../project.xpr"]
set filedata [read $fp]
set data [split $filedata "\n"]
foreach line $data {
if {[regexp {ProjectVersion} $line]} {
set ProjectVersion [lindex [split [string trim $line] "\""] 3]
}
}
date
Pour la date c’est beaucoup plus simple puisqu’il existe une commande tcl (>=8.5) qui nous donne les «seconds unix» : clock seconds.
set thetime [clock seconds]
Enregistrement du fichier coe
Il suffit pour cela d’ouvrir en écriture le pathname que nous désinons écrire puis ajouter les valeurs avec puts :
Pour que notre script tcl soit appelé automatiquement par vivado il faut le définir comme un «hook» de pre-synthèse. Pour cela il faut se rendre dans le menu de configuration de la synthèse:
Puis sélectionner notre script name.tcl dans l’option tcl.pre (pour pre-synthèse).
Le script sera exécuté dans le répertoire :
project/project.runs/run_name/
Il suffit maintenant de lancer la synthèse pour que notre «hook» soit lancé avant la synthèse et remplisse correctement la rom de paramètres de notre design.
Il est assez pénible de devoir lancer l’interface graphique vivado et d’ouvrir un projet juste pour aller «flasher» un bitstream sur un FPGA. Surtout quand on est sorti du «mode développement» pour passer en «mode usage» de notre FPGA. Voici donc une méthode pour pouvoir configurer son FPGA par JTaG en mode «console».
C’est finalement plutôt bien expliqué dans le document UG835 (page 934). Mais je le poste quand même ici par soucis de référencement. Car je n’ai pas trouvé directement le howto quand j’ai cherché la méthode.
Une fois qu’on a alimenté son FPGA et que la sonde USB-Jtag est branchée et reconnue par le système, on peut lancer Vivado en mode console via la commande :
$ vivado -mode tcl
On tombe sur l’invite de commande suivante :
$ vivado -mode tcl
****** Vivado v2016.4 (64-bit)
**** SW Build 1756540 on Mon Jan 23 19:11:19 MST 2017
**** IP Build 1755317 on Mon Jan 23 20:30:07 MST 2017
** Copyright 1986-2016 Xilinx, Inc. All Rights Reserved.
Vivado%
Il faut ensuite démarrer le serveur et s’y connecter :
Vivado% connect_hw_server
INFO: [Labtools 27-2285] Connecting to hw_server url TCP:localhost:3121
INFO: [Labtools 27-2222] Launching hw_server...
INFO: [Labtools 27-2221] Launch Output:
****** Xilinx hw_server v2016.4
**** Build date : Jan 23 2017-19:28:34
** Copyright 1986-2016 Xilinx, Inc. All Rights Reserved.
localhost:3121
On peut connaître le nom de la sonde qui sera utilisée par défaut via la commande current_hw_target.
ChocoPy est un langage basé sur python3 avec des restrictions comme l'obligation d'annoter ses types. Et qui «compile» directement en assembleur RISC-V. C'est un langage utilisé par les enseignant de Berkeley pour les cours de compilation.(Permalink)
«d'après un rapport de greenpeace» : on est dans l'objectivité là ;) Moi j'en veux bien aussi. Je pourrais me chauffer avec ça me fera des économies de gaz. Et avec des thermocouple je peux faire de l'électricité.(Permalink)
