Projekt pi-wsa: Eine Wechselsprechanlage zwischen Pi-Zero-W und Pi3

Dieses Projekt implementiert eine Wechselsprechanlage auf Basis eines Pi-Zero-W (Tür) und einem Pi3-Desktopsystem.

Das Blockschaubild der beteiligten Komponenten sieht so aus: .

Softwareseitig besteht dieses Projekt aus den folgenden Komponenten:

• Dem RTSP-Server v4lrtspserver
• Dem Skript wsa_start.sh. Dieses Skript startet den RTSP-Server auf dem Pi0 und überträgt Bild und Ton in das Netz
• Dem omxplayer auf dem Pi3 für die Wiedergabe von Bild und Ton
• Dem Skript wsa_mic.sh, welches die Sprechrichtung zwischen Tür und Wohnung hin- und herschaltet
• Dem Skript wsa_stop.sh, dass die Übertragung beendet.

Status/Neuigkeiten

Version 1, Oktober 2017

Aktuelle, stabile Version.

Voraussetzungen

Als Vorausetzungen für die Installation werden benötigt:

• Ein mit Raspbian-Lite installierter Pi-Zero-W. Alternativ kann auch ein beliebiger anderer Pi verwendet werden, allerdings ist ein Zugang zum lokalen Netz notwendig (i.a.R. WLAN)
• Ein mit Raspbian-Pixel installierter Pi3. Auch hier ist eine Installation auf einem Pi2 möglich, solange dieser Anschluss an das lokale Netzwerk erhält.
• Eine funktionierende Kamera am Pi-Zero
• Eine Soundkarte mit angeschlossenem Mikro und Lautsprechern an beiden Pis.

Auf beiden Systemen sollte Git installiert sein. Falls nicht, installieren die folgenden beiden Kommandos Git nach:

sudo apt-get update
sudo apt-get -y install git

Installation

Die Installation der Projektdateien erfolgt getrennt auf Pi0 und Pi3 mit den Kommandos (Pi0)

git clone https://github.com/bablokb/pi-wsa.git
cd pi-wsa
sudo tools/install-pi0

beziehungsweise (Pi3):

git clone https://github.com/bablokb/pi-wsa.git
cd pi-wsa
sudo tools/install-pi0

Soll die Wechselsprechanlage automatisch durch den Türgong gestartet werden, dann muss der Gong an den Pi3 angeschlossen werden. Die Installation der folgenden Software auf dem Pi3 sorgt dann für den automatischen Start:

git clone https://github.com/bablokb/gpio-poll-service.git
cd gpio-poll-service
sudo tools/install

Das letzte Kommando fordert abschließend dazu auf, die Datei /etc/gpio-poll.conf zu editieren. Das pi-wsa-Projekt bringt allerdings eine passende Version schon mit. Die einzige notwendige Anpassung wäre die verwendete GPIO-Nummer.

Für die einfachere Bedienung werden die beiden Skripte wsa_mic.sh (Umschalter) und wsa_stop.sh auf Tasten gelegt. Dazu legt die Installation die Datei /home/pi/.config/openbox/lxde-rc.wsa.xml an. Der Inhalt dieser Datei muss in die Datei /home/pi/.config/openbox/lxde-rc.xml integriert werden. Die einzuarbeitende Datei legt die Kommandos auf die linke und rechte "Windows"-Taste. Da die linke Windowstaste im Standard schon belegt ist, muss hier entweder eine andere Taste gewählt oder auf die Standardfunktion (Öffnen des Menüs) verzichtet werden.

Zertifikate

Damit vom Pi3 aus Kommandos auf dem Pi0 abgesetzt werden können, müssen Zertifikate für den User pi auf dem Pi3 erstellt und der öffentliche Teil auf den Pi0 kopiert werden. Die Erstellung erfolgt mit

ssh-keygen -t rsa

(alle Fragen mit der Eingabetaste beantworten). Das Kommando erzeugt zwei Dateien:

• /home/pi/.ssh/id_rsa (privater Schlüssel, verbleibt auf dem Pi3)
• /home/pi/.ssh/id_rsa.pub (öffentlicher Schlüssel)

Der öffentliche Schlüssel wird auf den Pi0 kopiert:

ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub pi0

Das letzte Kommando fragt nach dem Passwort des Users pi auf dem Host pi0. Nach erfolgreicher Kopie überprüft man den passwortlosen Zugang vom pi3 auf den pi0 mit

ssh pi0

Der Befehl sollte sofort ohne Passwortabfrage eine Shell auf dem Host pi0 öffnen.

Betrieb

Der Betrieb der WSA funktioniert wie folgt:

• Der Türgong startet über den gpio-poll-service sowohl den RTSP-Server auf dem Pi0, also auch den omxplayer auf dem Pi3. Falls der Türgong nicht am Pi3 angeschlossen ist, muss der Start manuell über das Skript wsa_start.sh geschehen.
• Per Tastatur (Skript wsa_mic.sh auf der rechten Windows-Taste) erfolgt die wechselseitige Umschaltung der Sprechrichtung.
• Per Tastatur (Skript wsa_stop.sh auf der linken Windows-Taste) erfolgt die Abschaltung des RTSP-Servers.