Cassette de brodeuse Toyota ESP-510

(xofc sur Wikipédia)

La brodeuse Toyota Expert SP-510 (1986) peut lire des motifs à broder à partir de cassettes audio. L'encodage semble être identique à celui utilisé dans les Datassettes de Commodore. Une cassette peut contenir plusieurs designs et chaque design est constitué de plusieurs sections.

Une cassette de démonstration comprenant 8 motifs (1/letter A; 2/Dancing; 3/ Bouquet; 4/ Pigeon; 5/ Butterfly; 6/ Pisces; 7/ Rosetted ribbon; 8/ Star) a été lue avec un lecteur de cassette USB (Super USB Cassette Capture / Cassette Converter vendu chez Aldi (?)) que Linux voit comme un micro USB (alsamixer(1) et gnome-sound-recorder(1)) et convertie en fichier .mp3. La compression du fichier ne semble pas poser problème (sinon, on pourrait le sauver en .flac). On peut alors analyser le contenu de l'enregistrement avec audacity(1), par exemple.

Via Audacity.Tools->Frequency_analysis, sur un bout d'enregistrement, on peut deviner qu'il s'agit d'un encodage AFSK avec du signal à 1000 et 2000 Hz.

L'ensemble de la bande montre les huit motifs séparés par des silences de 30 secondes.

Un motif particulier étant composé de plusieurs sections. Par exemple, le cinquième motif, qui est un papillon (Butterfly) assez complexe, est composé de nombreuses sections séparées par des silences de 2.5 secondes.

En zoomant encore sur une section, on voit apparaître le signal. Ici, au moment ou une succession de cycles à 1000 Hertz utile à la synchronisation fait place aux données proprement dites.

En zoomant davantage, on voit apparaître l'échantillonnage à 44100 Hertz (standard des CD audio) des signaux à 1000 et 2000 Hertz.

Certaines sections affichent des signaux différents qui ne semble contenir aucune information particulière, c'est juste du remplissage.

Il faut noter que Audacity affiche des valeurs entre +1 et -1 mais quand on transforme le fichier .mp3 en .wav (16 bits signés à 44100 échantillons par seconde) pour pouvoir l'analyser numériquement facilement, on obtient des valeurs entre 32767 et -32768. Avec le module audio de Octave(1), on peut également lire les fichiers audio (en .flac, .wav et .ogg mais pas .mp3).

octave> [y,fs]=audioread('file.ogg');
octave> x = [0:length(y)-1];
octave> plot(x,y)
# or
octave> fd = fopen('file.wav', 'rb');
octave> y = fread(fd, 'int16');   # ?!should skip the header...
octave> x = [0:length(y)-1];
octave> plot(x,y)

mpg123(1) permet de convertir les différents formats. Typiquement, pour lire des données .wav (sans header) en entrée standard de 'mon_programme', on va faire :

linux$ mpg123 -s -0 mp3/butterfly.mp3 | ./mon_programme

Après, il ne restera plus qu'à essayer de deviner ce que contiennent ces sections... Ce n'est pas gagné parce que, curieusement, il existe une masse de formats de fichier propriétaires pour brodeuses alors qu'on aurait pu penser qu'il aurait existé une espèce de G-Code universel ne contenant que des dx et dy entre les piqures. Pour se faire une idée de la matière, on peut analyser comment Ink/Stich, un module pour Inkscape(1), approche le sujet.

Linux et la balance de cuisine SilverGear

La semaine dernière, la semaine d'Action (en Belgique) faisait la promotion d'une balance de cuisine Silvergear 'connectée' à 5.99 euros... Impossible de résister. L'occasion de jouer un peu avec Bluetooth. L'application conseillée est 'Silvergear fit'. Après avoir choisi le type de nourriture, elle calcule l'apport en calories, matières grasses, protéines, glucides,... de la pesée. L'application est plutôt mal cotée. J'ignore si c'est justifié ou non, je n'ai pas vraiment l'intention de l'utiliser.

Pour jouer avec en Bluetooth, le premier problème est d'obtenir son adresse MAC. J'avais déjà eu des problèmes avec le pèse-personne SilverGear à 10 euros la semaine précédente. Je dois être entouré de voisins fans de bidules connectés et c'est difficile de retrouver mon bidule dans toutes ces adresses. Le pèse-personne s'annonçait comme 'TY' (pour tuya) et il y en avait déjà 3 dans l'environnement... Dans un environnement moins fréquenté, j'ai découvert que mon pèse-personne avait une adresse DC:23:50:XX:XX:XX. La balance de cuisine s'annonce comme '4454' (cela apparaît également avec l'application du smartphone lors du 'pairing'). Ce n'est pas très explicite mais l'information figure sur l'étiquette à l'arrière. Son adresse MAC est BC:A5:46:XX:XX:XX.

linux$ bluetoothctl scan le     # could have been 'sudo hcitool lescan ?
...
[bluetooth]# scan on
...
[NEW] Device BC:A5:46:XX:XX:XX 4454
...
^D

Une fois son adresse MAC connue, on peut utiliser gatttool(1) pour aller plus loin et découvrir ce que le bidule propose. Un truc à essayer, par exemple, c'est '--primary':

linux$ gatttool -t public -b BC:A5:46:XX:XX:XX --primary # Cuisine
attr handle = 0x0001, end grp handle = 0x000f uuid: 0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
attr handle = 0x0010, end grp handle = 0xffff uuid: 0000ffb0-0000-1000-8000-00805f9b34fb

Voilà qui est bien mais ne nous avance pas beaucoup. Si le '180a' se trouve bien dans les Bluetooth Assigned Numbers (Device Information Service), 'ffb0' n'y est pas... Essayons de nous connecter en mode interactif pour pouvoir l'interroger...

linux$ gatttool -t public -b BC:A5:46:17:F5:07 --interactive # Cuisine
[BC:A5:46:XX:XX:XX7][LE]> connect
Attempting to connect to BC:A5:46:XX:XX:XX
Connection successful
Notification handle = 0x0014 value: ac 40 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 a6 a7 
Notification handle = 0x0014 value: ac 40 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 a6 a7 
...
Notification handle = 0x0014 value: ac 40 00 00 01 0d 4c 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 a6 00 
[BC:A5:46:XX:XX:XX][LE]> ^C

Et là, bonne surprise! La balance envoie des 'notifications' dont la valeur change lorsque l'on dépose un poids dessus, sans aucune autre intervention que la connexion. Là, ce n'est pas encore trop pratique mais c'est encourageant. Le plus simple, maintenant, cela doit être d'écrire un petit script Python utilisant le module pygatt pour interagir avec le Bluetooth LE Generic Attribute Profile (GATT). Et, justement, dans la doc, il y a un exemple de captation des notifications. Le problème, c'est qu'il faut associer le 'callback' à un UUID et que nous n'avons que le 'handle' 0x0014... C'est là que la commande '--char-desc' de gatttool intervient. On trouve l'UUID correspondant au handle 0x0014, '0000ffb2-0000-1000-8000-00805f9b34fb' que l'on peut utiliser dans le script.

linux$ gatttool -t public -b BC:A5:46:XX:XX:XX --char-desc        # Cuisine
handle = 0x0001, uuid = 00002800-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0002, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0003, uuid = 00002a23-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0004, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0005, uuid = 00002a24-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0006, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0007, uuid = 00002a25-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0008, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0009, uuid = 00002a26-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000a, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000b, uuid = 00002a27-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000c, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000d, uuid = 00002a28-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000e, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x000f, uuid = 00002a29-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0010, uuid = 00002800-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0011, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0012, uuid = 0000ffb1-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0013, uuid = 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0014, uuid = 0000ffb2-0000-1000-8000-00805f9b34fb
handle = 0x0015, uuid = 00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb

Et donc, le script devient :

#!/usr/bin/python3
import pygatt, time

adapter = pygatt.GATTToolBackend()
old_weight = 0

def handle_data(handle, value):
    """
    handle -- integer, characteristic read handle the data was received on
    value -- bytearray, the data returned in the notification
    """
    global old_weight
    weight = ((value[3]*256+value[4])*256+value[5])*256+value[6]
    if weight != old_weight :
        print(weight, flush=True)
        old_weight = weight

try:
    adapter.start()
    device = adapter.connect('BC:A5:46:XX:XX:XX')	# balance cuisine
    device.subscribe("0000ffb2-0000-1000-8000-00805f9b34fb",
                     callback=handle_data)
    while True:
        time.sleep(10)
finally:
    adapter.stop()

Il y a visiblement encore des choses à explorer mais en utilisant les octets de 3 à 6, on obtient un nombre de milligrammes qui correspond à la valeur affichée sur la balance en grammes. La bidouille avec 'old_weight', c'est pour éviter les mesures redondantes plusieurs fois (combien?) par seconde. Pas sûr que cela soit stable au niveau du milligramme. Il faudrait peut-être faire quelque chose de plus sophistiqué...

linux$  ./kichen_notif.py 
72110

Et la balance affiche '72' grammes.

L'intérêt d'avoir accès aux mesures indépendamment de l'application, c'est que l'on peut maintenant faire ce que l'on veut. Je peux compter des boulons, multiplier le poids par le prix des bananes,...

Il faudrait aussi faire des expériences pour savoir dans quelle mesure le résultat est reproductible, correct, linéaire,... À quel point. Et, par exemple, si 3 grammes à partir de X grammes est plus précis qu'à partir de 0,...