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6. Lecteur Cloud avec @MQTT

Il est recommandé de réaliser d’abord le projet 5. Système d’Appel avec @MQTT pour installer certains modules et configurer la plateforme HiveMQ.

Dans ce projet, le Pico W agira comme un abonné et recevra le nom de la chanson sous le sujet défini. Si le nom de la chanson est déjà dans le code, le Pico W fera jouer la chanson via le buzzer.

1. Composants nécessaires

Dans ce projet, nous aurons besoin des composants suivants.

Il est évidemment plus pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom	ÉLÉMENTS DANS LE KIT	LIEN
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.

SN	COMPOSANT	QUANTITÉ	LIEN
1	Découvrir le Pico W	1	ACHETER
2	Câble Micro USB	1
3	Plaque d’essai (Breadboard)	1	ACHETER
4	Fils de connexion (Jumper Wires)	Plusieurs	ACHETER
5	Transistor	1(S8050)	ACHETER
6	Résistance	1(1KΩ)	ACHETER
7	Buzzer passif Buzzer	1	ACHETER
8	Module de chargeur Li-po	1
9	Batterie 18650	1
10	Support de Batterie	1

2. Monter le Circuit

Le kit comprend deux buzzers. Nous utilisons ici un buzzer passif (celui avec un PCB exposé à l’arrière). Le buzzer nécessite un transistor pour fonctionner, et nous utilisons un S8050.

Avertissement

Assurez-vous que votre module de chargeur Li-po est connecté comme indiqué sur le schéma. Sinon, un court-circuit pourrait endommager votre batterie et votre circuit.

3. Exécuter le Code

Téléchargez le fichier play_music.py sous le chemin kepler-kit-main/iot vers le Raspberry Pi Pico W.
Ouvrez le fichier 6_mqtt_subscribe_music.py dans le répertoire kepler-kit-main/iot et cliquez sur le bouton Exécuter le script actuel ou appuyez sur F5 pour l’exécuter.

Note

Avant de lancer le code, assurez-vous d’avoir les scripts do_connect.py et secrets.py dans votre Pico W. Sinon, veuillez vous référer à 1. Accès au Réseau pour les créer.
Ouvrez HiveMQ Web Client dans votre navigateur, remplissez le Topic avec SunFounder MQTT Music, et le nom de la chanson comme Message. Après avoir cliqué sur le bouton Publier, le buzzer connecté au Pico W jouera la chanson correspondante.

Note

Les chansons incluses dans play_music.py sont nokia, starwars, nevergonnagiveyouup, gameofthrone, songofstorms, zeldatheme, harrypotter.
Si vous souhaitez que ce script se lance au démarrage, vous pouvez l’enregistrer sur le Raspberry Pi Pico W sous le nom main.py.

Comment ça fonctionne ?

Pour simplifier la compréhension, nous avons séparé le code MQTT du reste. Le résultat est le code suivant, qui implémente les fonctionnalités de base des abonnements MQTT en trois étapes.

import time
from umqtt.simple import MQTTClient

from do_connect import *
do_connect()

mqtt_server = 'broker.hivemq.com'
client_id = 'Jimmy'

# pour s'abonner au message
topic = b'SunFounder MQTT Music'

def callback(topic, message):
    print("New message on topic {}".format(topic.decode('utf-8')))
    message = message.decode('utf-8')
    print(message)

try:
    client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=60)
    client.set_callback(callback)
    client.connect()
    print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))
except OSError as e:
    print('Failed to connect to MQTT Broker. Reconnecting...')
    time.sleep(5)
    machine.reset()

while True:
    client.subscribe(topic)
    time.sleep(1)

Lors de la connexion au broker MQTT, nous appelons la fonction client.set_callback(callback), qui sert de rappel pour les messages reçus via les abonnements.

try:
    client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=60)
    client.set_callback(callback)
    client.connect()
    print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))
except OSError as e:
    print('Failed to connect to MQTT Broker. Reconnecting...')
    time.sleep(5)
    machine.reset()

Ensuite, la fonction de rappel affiche le message reçu du topic. MQTT est un protocole binaire où les éléments de contrôle sont des octets binaires et non des chaînes de texte, donc ces messages doivent être décodés avec message.decode('utf-8').

def callback(topic, message):
    print("New message on topic {}".format(topic.decode('utf-8')))
    message = message.decode('utf-8')
    print(message)

Utilisez une boucle While True pour obtenir régulièrement des messages sur ce topic.

while True:
    client.subscribe(topic)
    time.sleep(1)

Ensuite, la musique sera jouée. Cette fonction se trouve dans le script play_music.py et se compose de trois parties principales.

Tone : Simule un ton spécifique basé sur la fréquence fondamentale Piano key frequencies, utilisée pour jouer la note.
NOTE_B0 = 31 NOTE_C1 = 33 ... NOTE_DS8 = 4978 REST = 0

Score : Éditez la musique dans un format que le programme peut utiliser. Ces partitions proviennent du partage libre de Robson Couto, vous pouvez également ajouter vos morceaux préférés dans le format suivant.

# notes de la mélodie suivies de la durée.
# un 4 signifie une noire, un 8 une croche, un 16 une double croche, etc.
# !!les nombres négatifs représentent des notes pointées,
# donc -4 signifie une noire pointée, soit une noire plus une croche !!
song = {
    "nokia":[NOTE_E5, 8, NOTE_D5, 8, NOTE_FS4, 4, NOTE_GS4, 4, NOTE_CS5, 8, NOTE_B4, 8, NOTE_D4, 4,
                NOTE_E4, 4,NOTE_B4, 8, NOTE_A4, 8, NOTE_CS4, 4, NOTE_E4, 4, NOTE_A4, 2],
    "starwars":[,,,],
    "nevergonnagiveyouup":[,,,],
    "gameofthrone":[,,,],
    "songofstorms":[,,,],
    "zeldatheme":[,,,],
    "harrypotter":[,,,],
}

Play : Cette partie est essentiellement la même que 3.2 Tonalité Personnalisée, mais légèrement optimisée pour s’adapter aux partitions ci-dessus.

import time
import machine

# changez cette valeur pour rendre la chanson plus lente ou plus rapide
tempo = 220

# ceci calcule la durée d'une ronde en ms
wholenote = (60000 * 4) / tempo

def tone(pin,frequency,duration):
    if frequency is 0:
        pass
    else:
        pin.freq(frequency)
        pin.duty_u16(30000)
    time.sleep_ms(duration)
    pin.duty_u16(0)

def noTone(pin):
    tone(pin,0,100)

def play(pin,melody):

    # itérez sur les notes de la mélodie.
    # Rappel, le tableau contient deux fois le nombre de notes (notes + durées)
    for thisNote in range(0,len(melody),2):
        # calculez la durée de chaque note
        divider = melody[thisNote+1]
        if divider > 0:
            noteDuration = wholenote/divider
        elif divider < 0:
            noteDuration = wholenote/-(divider)
            noteDuration *= 1.5

        # nous ne jouons la note que pour 90% de sa durée, laissant 10% comme pause
        tone(pin,melody[thisNote],int(noteDuration*0.9))

        # Attendez la durée spécifiée avant de jouer la note suivante.
        time.sleep_ms(int(noteDuration))

        # arrêtez la génération d'onde avant la note suivante.
        noTone(pin)

Retournez à la fonction principale et laissez MQTT déclencher la lecture de la musique. Dans la fonction de rappel, déterminez si le message envoyé correspond au nom d’une chanson incluse. Si c’est le cas, assignez le nom de la chanson à la variable melody et définissez play_flag sur True.

def callback(topic, message):
    print("New message on topic {}".format(topic.decode('utf-8')))
    message = message.decode('utf-8')
    print(message)
    if message in song.keys():
        global melody,play_flag
        melody = song[message]
        play_flag = True

Dans la boucle principale, si play_flag est True, jouez melody.

while True:
    client.subscribe(topic)
    time.sleep(1)
    if play_flag is True:
        play(buzzer,melody)
        play_flag = False