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: ↱⁠ ⁠2021-05-07-raspios-buster-armhf-lite.zip⁠^d [abgerufen 2021-07-23] mit dem ↱⁠ ⁠Rasp­berry Pi Imager⁠^e. 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^f lizensiert und als GNU-tar-Ball he­run­ter­lad­bar: t2l.tar⁠^g

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/ [abgerufen 2021-07-24]
4	↑  ↱⁠ ⁠https://developer.twitter.com/ [abgerufen 2021-10-05]
5	↑ ↱⁠ ⁠https://pkg.go.dev/encoding/json#Unmarshal [abgerufen 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://downloads.raspberrypi.org/raspios_lite_armhf/images/raspios_lite_armhf-2021-05-28/2021-05-07-raspios-buster-armhf-lite.zip
e	https://www.raspberrypi.org/software/
f	https://www.gnu.org/licenses/license-list#Expat
g	https://www.medienfrech.de/foto/NzF/2021-10-14/t2l.tar

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	author  = {Frech, Jonathan},
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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