t2l

t2l, ein Akro­nym für den Da­ten­fluss Twitter -> Leuchtdioden, be­lauscht den lau­fen­den Twit­ter-Feed nach Tweets in welchen Wör­ter vor­kom­men, die ich auch in mei­nem So­nett »Ich schau auf den Bo­den – lauter Rit­zen« ver­wen­det habe. Kom­men solche Wör­ter vor, wer­den sie mit­tels un­ter den So­nett-Zei­len an­ge­brach­ter LED-Bän­der un­ter­stri­chen; wird der Hash­tag #schael­pic ver­wen­det, ist die Far­be der Un­ter­strei­chung das schael­pic-Orange.
Die Aus­stel­lung befand sich in der ↱⁠ ⁠schael­pic pho­to­kunst­bar⁠^b und lief vom 6. August 2021 bis zum 1. Ok­to­ber 2021. In diesem Bei­trag schrei­be ich da­rü­ber, wie ich die In­s­tal­la­ti­on tech­nisch um­ge­setzt habe; der volle Quell­text ist ver­öf­fent­licht, wo­mit Sie selbst die Mög­lich­keit haben, ein ei­ge­nes t2l ein­zu­rich­ten.

Hard­ware-In­s­tal­la­ti­on. Das im Herbst 2019 ge­schrie­be­ne So­nett passte the­ma­tisch zum Aus­stel­lungs­the­ma so­wie zum Schwarzbuch 2020⁠^c und wur­de folg­lich aus­er­wählt, auf Kap­pa-Plat­ten auf­ge­bracht und mit 320 Ein­hei­ten des LED-Bands ›YUNBO WS2812B‹ un­ter­stri­chen. Die hard­ware­na­he GPIO-Pin-An­steuer­ung des LED-Bands wird von der Py­thon-3-Bib­lio­thek ›rpi_ws281x‹ über­nom­men, wo­mit nur noch der Soft­ware-Teil zu schrei­ben ist: ⁠ ^[1]

Sonett-
Lichterband
   ^
   |
   +------ Python-3-Controller <- Go-Controller
                                        ^
                                        |
   +------------------------------------+
   |
   v                                    Twitter-API-
 Cloud-Backend <----------------------> Endpoint

Die Grund­idee ist, ei­nen soliden zu we­nig fä­hi­gem Cli­ent in der In­s­tal­la­ti­on an­zu­brin­gen, welcher wie ein Moni­tor für das Cloud-Back­end agiert. So­mit ist die Aus­fall­wahr­schein­lich­keit der Kom­po­nen­ten in der Aus­stel­lung über­schau­bar ge­ring ge­hal­ten und Ver­hal­tens­än­de­rung­en jeg­li­cher Art sind in der Cloud um­setz­bar ohne sich am Aus­stel­lungs­ort be­fin­den zu müs­sen. Ani­ma­tio­nen am LED-Band sind mit­tels der post­mo­der­nen In­ter­net­ge­schwin­dig­keit ohne viel Pro­to­koll-Ge­ni­a­li­tät mög­lich: die 963 Bytes an Farb­in­for­ma­tion wer­den schlicht zehn Mal die Se­kun­de durch Deutsch­land ge­beamt – und schei­nen alle an­zu­kom­men.
Die­ser Cli­ent ist in zwei Sub-Cli­ents auf­ge­teilt: Das LED-Band wird von ei­ner Py­thon-3-Bib­lio­thek ge­steu­ert, welche mit ein we­nig Glue-Code von ei­nem Go-Con­trol­ler kom­man­diert wird. Die­ser Go-Con­trol­ler kom­mu­ni­ziert über ei­nen Web­Socket mit dem eben­falls in Go ge­schrie­be­nen Cloud-Back­end.

Pi-Setup. Nach dem Er­den­ken kommt die Ver­wirk­lich­ung. Es folgt ein Zeit­be­richt welcher Zu­gleich als Setup-An­lei­tung dient falls man selbst ei­nen t2l-Cli­ent auf­set­zen möch­te. ⁠ ^[2]

Für das t2l-Pro­jekt re­in­stal­lie­re ich das Him­beeren­be­triebs­sys­tem: ↱⁠ ⁠downloads.raspberrypi.org/raspios_lite_armhf/images/raspios_lite_armhf-2021-05-28/2021-05-07-raspios-buster-armhf-lite.zip [2021-07-23] mit dem ↱⁠ ⁠Rasp­ber­ry Pi Im­ag­er⁠^d. Lei­der ist ssh an­schei­nend stan­dard­mä­ßig aus­ge­schal­tet. Also krame ich mein HDMI-Kabel he­raus, zie­he dem Pi den Ste­cker, finde ei­ne Tas­ta­tur und schalte ssh ein: Login-Name pi, Pass­wort raspberrz (eng­li­sches Lay­out), sudo systemctl enable ssh && reboot. Den Rest der Kon­fi­gu­ra­tion er­le­di­ge ich über die sichere Shell.
Um den Pi im lo­ka­len Netz zu fin­den, nut­ze ich % nmap -sn 192.168.2.0/24 | grep raspberrypi. Mit­tels % ssh pi@192.168.2.108 und Pass­wort raspberry be­komme ich ei­ne Shell auf dem Pi. Das Ers­te was zu tun ist ist na­tür­lich das Ab­än­dern des Pass­worts ($ sudo passwd pi) und da­nach den Schlüs­sel­aus­tausch % ssh-copy-id pi@... zu voll­füh­ren.
Auf dem Pi kann man nun $ sudo apt install --assume-yes curl && cd && curl -f#SL https://www.medienfrech.de/foto/NzF/2021-10-14/t2l.tar -o t2l.tar && tar -xf t2l.tar && cd t2l && sudo make setup -C t2l-pi aus­füh­ren. Dies kann ei­ni­ge Zeit in An­spruch neh­men und sollte den Pi voll­stän­dig ini­ti­a­li­sie­ren.
Falls das LED-Band be­reits mit Strom ver­sorgt und an den rich­ti­gen Pin (stan­dard­mä­ßig Pin 18) an­ge­schlos­sen ist, sollte $ sudo systemctl stop t2l-pi && sudo make -C t2l-pi test-led-strip-controller das Band mit zu­fäl­lig­en Farben fül­len.

Der voll­stän­di­ge t2l-Quell­text ist un­ter der ↱⁠ ⁠Expat-Li­zenz⁠^e li­zen­siert und als GNU-Tar-Ball he­run­ter­lad­bar: t2l.tar⁠^f

Pin­out. Der nu­me­ri­sche Wert der Pins (nicht der GPIO-In­dex) kann der Do­ku­men­ta­ti­on ⁠ ^[3] ent­nom­men wer­den; wenn die Him­bee­re auf­recht steht, ist das Pin-Lay­out wie folgt:

    GPIO-18 ---+   +--- Ground
               v   v
 2  4  6  8 10 12 14 16 18 20 22 ... 40

 1  3  5  7  9 11 13 15 17 19 21 ... 39

Der Wert GPIOPIN in led-strip-controller.py ist stan­dard­mä­ßig 18, also muss das grüne Kabel des LED-Bands mit dem oberen sechs­ten Pin von links des Pis ver­bun­den wer­den. Das weiße Kabel des LED-Bands kann mit ei­nem be­lie­bi­gen Ground-Pin ver­bun­den wer­den, ich habe mich für den eins rechts da­ne­ben ent­schie­den. Das rote Kabel des LED-Bands wird nicht mit dem Pi ver­bun­den, da das LED-Band über ein ex­te­rnes Netz­teil ei­ne eigene Strom­ver­sor­gung von +5 Volt erhält.

Twit­ter-API. Das Herz­stück der In­s­tal­la­ti­on ist der Tweet-Da­ten­fluss welcher über die Twit­ter-API ⁠ ^[4] sei­nen Weg zum LED-Band fin­det. Die API-Do­ku­men­ta­ti­on ist voll­stän­dig und mit curl-Bei­spie­len er­läut­ert. Einzig die Wahl zwi­schen JSON-Zahl und -De­zi­mal­zei­chen­ket­te schien zwi­schen den ver­schie­de­nen Ant­wor­ten der API un­ein­heit­lich; ich bin der Über­zeu­gung, dass die API sich im Zeit­raum der Aus­stel­lung ge­än­dert hat und jetzt nur noch De­zi­mal­zei­chen­ket­ten schickt (an­dern­falls kann ich mir ei­nen in der Aus­stel­lungs­dau­er plötz­lich auf­ge­tre­te­nen Feh­ler nicht er­klä­ren). Wenn auch et­was ver­wun­der­lich, be­wies sich der JSON-Un­mar­shaller ⁠ ^[5] der Go-Stan­dard­bib­lio­thek wel­chem die Än­de­rung schnell bei­ge­bracht war.
Einzig die API-Be­schrän­kung von 500.000 Tweets pro Mo­nat (wo­bei die Mo­nats­pe­ri­o­de am Tag der Ein­rich­tung des API-Zu­gangs be­ginnt) ist nicht auf die leich­te Schul­ter zu neh­men: rechnet man mit ein­und­drei­ßig Ta­gen im Mo­nat, so sind das 500000/31/24/60/60 = 0,1867 Tweets in der Se­kun­de; be­trach­tet man die lau­fen­de In­s­tal­la­ti­on, so sieht man eher ei­ne Hand voll Tweets in der Se­kun­de. Es gilt also, das Back-End in­tel­li­gent ab­zu­schal­ten und nicht zu un­acht­sam Twit­ter an­zu­fra­gen.

Zwit­schern in der Büch­se. Vor Ab­bau der In­s­tal­la­ti­on haben wir ein klei­nes Vi­deo ge­dreht, um die dy­na­mi­sche Na­tur ih­rer ein­zu­fan­gen:

Nach dem Ein­schal­ten durch­läuft der t2l-Cli­ent (links im Vi­deo) ei­ne Ini­ti­a­li­sie­rungs­se­quenz welche zu­erst auf­zeigt ob das LED-Band an­ge­steu­ert wer­den kann ge­folgt von ob das Cloud-Back­end ant­wor­tet. Da­nach un­ter­wirft sich der Cli­ent gänz­lich dem Ser­ver. Die­ser hat nun voll­stän­di­ge Kon­t­rol­le über das LED-Band und be­ginnt Twit­ter zu lau­schen. Die er­lausch­ten Tweets wer­den auf der Aus­stel­lungs­web­site (rechts im Vi­deo) an­ge­zeigt, dort orange her­vor­ge­ho­be­ne Tweets be­in­hal­ten den Hash­tag #schael­pic. Im Vi­deo ist wei­ter zu se­hen, wie die In­s­tal­la­ti­on auf von mir ver­fas­ste Tweets (rechts in der Mit­te, ein­ge­blen­det) rea­giert.

Ly­ri­sches Herz­stück der In­s­tal­la­ti­on ist fol­gen­des von mir ge­schrie­be­ne So­nett.

Fußnoten.

1	↑ Ein frühes Kon­zept:
2	↑ Ent­wick­lungs­no­ti­zen:
3	↑ ↱⁠ ⁠raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/ [2021-07-24]
4	↑  ↱⁠ ⁠developer.twitter.com/ [2021-10-05]
5	↑ ↱⁠ ⁠pkg.go.dev/encoding/json#Unmarshal [2021-10-06]
a	https://www.jfrech.com/
b	https://schaelpic.de/#ausstellung-49
c	https://www.medienfrech.de/foto/projekte/schwarzbuch-2020.html
d	https://www.raspberrypi.org/software/
e	https://www.gnu.org/licenses/license-list#Expat
f	https://www.medienfrech.de/foto/NzF/2021-10-14/t2l.tar

@article{NzF.2021-10-14,
	author  = {Frech, Jonathan},
	date    = {2021-10-14},
	title   = {t2l},
	journal = {Notizen zur Fotografie},
	url     = {https://www.medienfrech.de/foto/NzF/2021-10-14\_Jonathan-Frech\_t2l.html},
	urldate = {$0},
}

Frech, Jonathan: »t2l«. In: Notizen zur Fotografie, 2021-10-14. Online: https://www.medienfrech.de/foto/NzF/2021-10-14_Jonathan-Frech_t2l.html$1