Un Tableau de Bord numérique

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Difficulté:

Comment afficher tout un tas d’informations sur un vieil écran LCD depuis un Raspberry Pi

L’idée est de créer ce que les anglais appellent un “dashboard” : en fait, une unique page web qui sera hébergée sur un Raspberry Pi et affichée sur un écran LCD de récupération.
La page web se voudra le plus personnalisable possible et contiendra des modules à activer selon nos envies / besoin comme, par exemple :

un widget de prévisions météo,
une horloge
la phase actuelle de la lune et une vision “en temps réel” de notre Terre
un fil Rss
etc…

L’idée générale est reprise du site Magdiblog, mais le fonctionnement a été complètement ré-écrit, plutôt dans l’esprit du projet statuspanic et de son fichier “.json”.

Matériel :

Budget : Non défini

Il nous faut :
un vieil écran plat avec une connectique HDMI ou DVI minimum (19″ DVI trouvé à 20€ chez Affair’s)
quelques chutes de bois pour refaire un cadre pour l’écran (mais un support mural Vesa pourrait aussi aller)
un câble Ethernet pour raccordement à ma Box (disponible ici)
une alimentation 5V 1A mini (récup’ d’un téléphone Samsung) (disponible ici)
un câble HDMI vers DVI (7€ sur Amazon) : (disponible ici)
un Raspberry Pi B (et non “B+” comme stipulé initialement, merci Greda !) (30€ ou mieux, un Pi 2) : (disponible ici)
une carte SD (4Go mini, j’ai utilisé une 8Go classe 10 à 7€) : (disponible ici)

Etape 1 : L’aspect physique des choses

Un Tableau de Bord numérique- L’aspect physique des choses

Moui, commençons par du simple avant de nous perdre dans les méandres de Raspbian 😉 !

Pour ma part, mon Raspberry Pi est fixé dans le local technique de ma maison : je lui ai installé une prise électrique dédiée, et il est raccordé à ma Box Internet via un câble Ethernet, celle-ci se trouvant dans le même local.

Ensuite, j’ai juste percé la cloison séparant ce local technique de la cuisine, et j’ai fixé de l’autre côté mon écran LCD, qui est du coup visible de l’ensemble “salon / salle à manger / cuisine”.

Plutôt que de “simplement” utiliser un support VESA pour ce faire, j’ai préféré enlever tout l’arrière de mon écran, et le remplacer par un cadre en bois qui vient se fixer directement sur mon mur… mais bon, chacun ses goûts et ses contraintes, moi, j’ai une femme qui trouve que juste accroché au mur, “ça fait vraiment trop TV d’hôtel, ou pire, d’hôpital, beurk !” 😉

Etape 2 : Installer une version Raspbian “de base” sur la carte SD

Rien de bien particulier ici, il s’agit de récupérer la dernière version de Raspbian sur le site officiel, et la transférer sur la carte SD, de la manière la mieux appropriée à votre système d’exploitation (Windows, Mac OS ou Linux).

J’ai choisi Raspbian en version “Wheezy” car la dernière version “Jessie” semble encore poser quelques soucis vis à vis de Chromium, mais libre à vous d’essayer !

Une fois la carte SD insérée dans votre RPi, le processus d’installation se lance tout seul et vous n’avez qu’un minimum de chose à faire via le programme “raspi-config” qui s’ouvre.
Là encore, rien de spécifique, mais pensez bien à :

étendre la partition à tout l’espace disponible de votre carte
régler au mieux les paramètres internationaux : jeu de caractère (fr-FR UTF-8), fuseau horaire (Europe – Paris) et clavier (selon votre matériel…)
activer SSH

J’ai aussi augmenté la quantité de mémoire allouée au moteur graphique à 128Mo, modifié le mot de passe de Pi et le hostname du RPi, mais rien d’obligatoire !

Une fois tout cela fait et le RPi redémarré, on a une installation fraîche et “standard” de Raspbian… mais on va optimiser un peu tout cela !

Etape 3 : Alléger et optimiser un peu Raspbian

Cette étape sort un peu du contexte de ce projet et n’est pas obligatoire, mais elle n’est pas non plus hyper technique et jusqu’au-bout-iste (je n’aborde pas la sécurité), il s’agit juste d’enlever le plus gros des choses installées “par défaut” et qui ne nous serviront pas, et de faire quelques réglages de base pour avoir une distribution à jour et le plus stable possible.
Ces opérations peuvent se faire directement sur le RPi ou via SSH en saisissant la commande suivante dans un terminal
(valable pour les dernières versions de Wheezy et Jessie, utilisant dhcpcd) :
ssh pi@nom-d-hote-de-votre-rpi.local
-> par défaut, le nom d’hôte est raspberrypi
-> si ça ne marche pas (en particulier sous Windows…), il vous faudra connaître l’adresse IP de votre RPi et saisir :
ssh pi@adresse.ip.du.rpi

Mettre à jour Raspbian
Commençons par mettre à jour Raspbian et le firmware du RPi en tapant les commandes suivantes :
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo rpi-update

Un petit df -h nous montre qu’on a déjà 2,7Go de données.. sur une carte de 4Go, ça fait beaucoup alors qu’on n’a encore rien fait !

Alléger Raspbian

ATTENTION ! : en cours de suppression, le fichier “/etc/network/interfaces” va disparaître (ben oui, c’est un bug de Raspbian…) => je vous conseille donc d’en faire une copie (sudo cp /etc/network/interfaces /etc/network/interfaces.svg) pour pouvoir le restaurer ensuite (sudo mv /etc/network/interfaces.svg /etc/network/interfaces) !

En suivant l’exemple de Samat, j’ai créé un script “tdb314.sh” permettant d’enlever les programmes liés au développement et à tout ce qui est éducation / programmation.
Il suffit de :

le récupérer via le lien ci-dessous ou via un wget vers l’adresse associée,
le dézipper
le rendre exécutable via sudo chmod 755 tdb314.sh
l’exécuter via ./tdb314.sh

Vous pouvez bien sûr d’abord le modifier en ajoutant vos propres options !
Je n’ai pas du tout touché à l’environnement graphique alors que, dans un souci d’économie des ressources du RPi, on ne va utiliser que le gestionnaire de fenêtres “OpenBox” et non le bureau complet de Raspbian… il y aurait donc sûrement matière à optimiser encore les choses, mais bon…

Il y a encore quelques petites choses à enlever :
sudo rm /opt/vc/src/hello_pi/hello_video/test.h264
sudo rm /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.6/cc1plus
sudo rm -r /home/pi/python_games

Et pour finir le nettoyage :
sudo apt-get autoremove
sudo apt-get clean

Voilà, on devrait être autour des 1Go, c’est mieux ! 😉

Supprimer le Swap
Le Swap est un fichier d’échange utilisé par Linux quand la mémoire est saturée.
Le souci, c’est que ça fait appel à de nombreuses écritures sur la carte SD qui n’aime pas trop ça, et dans notre cas, on va essayer de limiter l’utilisation des ressources pour pouvoir nous en passer !
Pour cela :
sudo dphys-swapfile swapoff
sudo dphys-swapfile uninstall
sudo update-rc.d dphys-swapfile remove
sudo reboot

Et pour vérifier que c’est bon, on fait un free et on vérifie que la ligne “Swap” est bien à 0.

Préserver notre carte SD !
Les cartes SD, même les meilleures, ont un gros défaut : elles supportent un nombre “limité” de cycles d’écriture…
Or Linux peut être appelé à écrire régulièrement des données, en particulier des fichiers temporaires et des fichiers de “log” (des journaux d’événements).

Pour les fichiers temporaires, il suffit de déplacer leur écriture en mémoire vive via l’outil “tmpfs” en éditant le fichier “/etc/fstab” (sudo nano /etc/fstab) et d’y ajouter les lignes suivantes :
tmpfs /tmp tmpfs defaults,noatime,nosuid,size=10m 0 0
tmpfs /var/tmp tmpfs defaults,noatime,nosuid,size=10m 0 0

Pour les fichiers “log”, on va installer le petit programme “ramlog” :
wget http://www.tremende.com/ramlog/download/ramlog_2.0.0_all.deb
sudo dpkg -i ramlog_2.0.0_all.deb
sudo reboot

Puis redémarrer encore une fois le RPi et vérifier que tout est OK en tapant sudo /etc/init.d/ramlog status

Ouf !, bon, je crois qu’on est prêt à rentrer dans le vif du sujet, en commençant par ajouter les choses dont on a besoin !

Etape 4 : Installer le serveur web, gérer le lancement de l’afficheur et créer le 1er module !

"ext-link" href="" rel="nofollow external" target="_blank">

Etape 5 : Comprendre le fonctionnement général des modules

Etape 6 : Module xPlanet

Un superbe module, issu d’un très vieux programme existant sous Linux !

Commençons par installer ce soft : sudo apt-get instal xplanet

Ensuite, il va falloir récupérer les cartes (“map” en anglais) nécessaires au programme pour le rendu de la Terre et de la Lune : le programme en contient déjà une de chaque, mais je vous ai préparé un dossier “xplanet” dans lequel il y a des cartes “HD” de la Terre et de la Lune ainsi qu’une carte pour les nuages, une autre pour les éclairages de nuit (sinon, xPlanet se contente d’assombrir la carte de la Terre pour simuler la nuit) et une carte de la Terre pour les 12 mois de l’année afin de figurer les saisons (soyons fou 😉 ) !
Il vous suffit donc de récupérer le fichier “xplanet.zip” joint à cet article et de le dézipper dans le dossier “/var/www/tdb314/ressources/”

Je l’ai mis à cet endroit car j’ai en fait créé deux modules et non un seul : “xplanet_terre” pour afficher la Terre et “xplanet_lune” pour la Lune => les “maps” sont donc bien une ressources commune à plusieurs modules !

Enfin, dans ce dossier, vous verrez aussi plusieurs fichiers de scripts, nécessaires au fonctionnement général de xPlanet :

“xplanet.conf” : le fichier de configuration de xPlanet, qui va définir ses paramètres globaux (couleur d’arrière plan, etc.) et indiquer où se trouvent les cartes à utiliser pour générer une image de la Terre et de la Lune
“xplanet.sh” : le script qui va générer les images finales, avec les options suivantes :
-conf : indique où se trouve le fichier de configuration “xplanet.conf”,
-output : indique où enregistrer le fichier généré,
-wait : indique l’intervalle à attendre entre chaque génération d’image, en secondes,
-body : indique le nom du corps céleste à représenter,
-geometry : indique la taille de l’image générée, en pixels,
-latitude et -longitude : indique les coordonnées du point central de l’image générée (dans notre cas, au dessus de l’Italie, histoire de bien voir la France, toute l’Europe, l’Afrique et une partie de l’Amérique du Nord avec le pôle Nord, mais on pourrait se placer au niveau du Soleil, et on verrait alors toujours la face illuminée de la Terre, histoire de voyager un peu 😉 )
“xplanet_cloud.sh” : un script qui permet d’actualiser la carte des nuages… mais honnêtement, ça ne marche pas, ou plutôt, l’accès à ces cartes est payant et je ne m’en sert donc pas…
“xplanet_earth.sh” : un script qui permet, le 1er de chaque mois, de choisir la carte associée de la Terre, afin de figurer le passage des saisons.

Alors, si vous voulez malgré tout essayer d’actualiser la carte des nuages, il vous faut :

rendre le script associé exécutable : sudo chmod 755 /var/www/tdb314/ressources/xplanet/xplanet_cloud.sh
ajouter un ligne associée au démon “cron” :
sudo crontab -e
0 */4 * * * /var/www/tdb314/ressources/xplanet/xplanet_cloud.sh
Ceci pour une actualisation toutes les 4 heures.

Et surtout, pour lancer xPlanet au démarrage, il faut :

copier le script “xplanet.sh” dans le répertoire “/etc/init.d/”
sudo cp /var/www/tdb314/ressources/xplanet/xplanet.sh /etc/init.d/xplanet.sh
le rendre exécutable
sudo chmod 755 /etc/init.d/xplanet.sh
demander son lancement à chaque démarrage avec la commande
update-rc.d xplanet.sh defaults

Et voilà, désormais (enfin, après redémarrage du RPi) une image de la Terre est générée toutes les 2 minutes, et une de la Lune toutes les 10 minutes (et une des nuages toutes les 4 heures… si ça marche…) !

Reste à l’insérer dans notre page web !
Pour cela, il vous suffit de :

télécharger les fichiers “xplanet_lune.zip” et “xplanet_terre.zip” joints à cet article
les dézipper dans le répertoire “/var/www/tdb314/modules”
modifier le fichier “config.json” en ajoutant les lignes :
{
“name”: “xplanet_terre”,
“width”: “450px”,
“height”: “450px”,
“top”: “13px”,
“left”: “25px”,
“update”: 120
},
{
“name”: “xplanet_lune”,
“width”: “224px”,
“height”: “224px”,
“top”: “13px”,
“left”: “480px”,
“update”: 600
},
Libre à vous de modifier ces options !
NB : attention aux virgules dans votre fichier “.json” : il y a une virgule entre chaque accolade “fermante / ouvrante” qui séparent deux modules, mais il n’y a pas de virgule derrière l’accolade de fermeture du dernier module !

Et n’oubliez pas de redémarrer votre RPi pour prise en compte de tous ces changements.

Pour aller plus loin, vous pouvez aussi visiter le site de xPlanet.

Etape 7 : Un widget météo

"ext-link" href="" rel="external" target="_blank">my-meteo.fr, tameteo.com, meteocity.com, etc…

Depuis l’un de ces sites, il vous suffit de choisir parmi les options proposées (ville souhaitée, type d’icônes, etc.), de générer le code associé et le copier dans un fichier que vous nommerez “index.php” et que vous mettrez dans le répertoire associé du dossier “modules” !
Associez-y une feuille de style css, où vous pourrez définir, par exemple, que tout ce qui dépasse de la zone attribuée au widget est caché (overflow: hidden;), pour cacher le lien ou la pub vers le site associé 😉

Et enfin, n’oubliez pas de modifier votre fichier “config.json” pour prendre en compte et positionner votre module.

Je vous joint deux exemples de modules météo, un horizontal et un vertical => à récupérer et dézipper dans votre dossier “/var/www/tdb314/modules/”.

Puis voici la partie “.json” de “meteo_h” pour exemple :
{
“name”: “meteo_h”,
“width”: “600px”,
“height”: “185px”,
“top”: “490px”,
“left”: “30px”,
“update”: 3600
},

Dans mon cas, ce module est donc mis à jour toutes les 3600 secondes = 1 heure.

Etape 8 : Module Connexion

"ext-link" href="" rel="external" target="_blank">test.haydont.net : il s’agit de lancer le téléchargement d’un fichier type de taille donnée, de mesurer la vitesse du téléchargement et donc d’en déduire la vitesse de connexion.

Toujours pareil : dézippez le fichier joint “connexion.zip” dans votre dossier “/var/www/tdb314/modules”, puis modifiez votre “config.json” en ajoutant :
{
“name”: “connexion”,
“width”: “220px”,
“height”: “175px”,
“top”: “288px”,
“left”: “420px”,
“update”: 60,
“args”:
{
“ip_box”: “192.168.1.1”,
“ip_internet”: “www.google.com”
}
},

Bien sûr, remplacer l’adresse IP de la Box par celle de votre Box, et vous pouvez choisir un autre site que Google.com comme test de connexion à Internet.
Enfin, je lance ces tests toutes les 60 secondes = 1 minute, mais vous pouvez en décider autrement, idem pour le positionnement de ce module !

Etape 9 : Module RSS

Etape 10 : Module Diaporama

Etape 11 : Module… snow

Etape 12 : Pour finir !

Etape 13 : Sauvegardez votre travail avec Rpi Clone !!!

"ext-link" href="https://github.com/billw2/rpi-clone" rel="external" target="_blank">“RPi-Clone” : c’est un petit utilitaire qui permet de cloner la carte SD de votre projet, MAIS AUSSI de synchroniser le clone et son original par la suite, par exemple suite à l’ajout d’un module à notre tableau de bord numérique, sans avoir à tout re-cloner ; et tout cela… directement depuis notre Raspberry Pi !

Voici l’essentiel à savoir :

Installer RPi-Clone… en français SVP 😉 :
Depuis un terminal :
git clone https://github.com/idem2lyon/rpi-clone.git
cd rpi-clone
sudo cp rpi-clone /usr/local/sbin
(NB : le script d’origine (en anglais) se trouve ici : https://github.com/billw2/rpi-clone)
Définir où se trouve la carte SD où créer le clone :
Il vous faut donc bien sûr une seconde carte SD, à brancher via un lecteur USB sur votre Raspberry Pi.
Puis, pour savoir où elle se trouve, tapez dans un terminal :
cat /proc/partitions
Chez moi, elle apparaît comme “sde”
Lancer RPi-clone :
Depuis l’invite de commande :
sudo rpi-clone sde
Remplacez “sde” par l’emplacement de VOTRE carte SD bien sûr !
Rpi-clone vous pose quelques question et vous permet de nommer votre clone… ce qui s’avère bien utile pour gérer les cartes SD !
Et soyez patient : il faut une 15aine de minutes pour cloner ma carte de 8Go sur mon RPi B+.
Pour faire une synchronisation ultérieure, il suffit de ressaisir la même commande : rpi-clone va détecter qu’un clonage a déjà été effectué et va vous proposer de ne faire qu’une synchronisation.
Si vous voulez forcer un clonage “à zéro”, il vous suffit d’ajouter “-f” à la fin de votre commande :
sudo rpi-clone sde -f

Petite précaution tout de même ! : quand vous lancer le clonage ou la synchronisation, faites-le avec le moins de programme actifs… pensez donc à quitter votre “Tableau de bord numérique” via “Alt + F4” par exemple !

Et voilà, si votre projet se met à fonctionner bizarrement ou à ne plus vouloir démarrer, il vous suffit de remplacer la carte SD de votre Raspberry Pi par votre clone et c’est reparti pour un tour ! NB : et commencez alors par refaire un clone de votre clone ! 😉

Sources :

http://www.magdiblog.fr/boa-pi-homedashscreen/1-raspberry-pi-home-dash-screen/, http://doc.ubuntu-fr.org/openbox, http://www.framboise314.fr/personnaliser-noobs-et-ses-distributions-23/, http://rasp-pi.ici.st/mon-dashscreen/, http://www.alandmoore.com/blog/2011/11/05/creating-a-kiosk-with-linux-and-x11-2011-edition/, http://blogs.wcode.org/2013/09/howto-boot-your-raspberry-pi-into-a-fullscreen-browser-kiosk/, https://rhp997.wordpress.com/2012/07/08/kiddie-kiosk-creating-a-browser-only-account/, https://github.com/debian-pi/raspbian-ua-netinst/blob/v1.0.7/README.md, http://debian-facile.org/doc:install:install_minimale

Un Tableau de Bord numérique

Difficulté:

Matériel :

Sources :

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