CONCEPTION, DEVELOPPEMENT ET CONCEPTION, DEVELOPPEMENT ET INTEGRATION DES SYSTEMES EMBARQUES INTEGRATION DES SYSTEMES EMBARQUES

DU ROBOT GOLFDU ROBOT GOLF

Soutenance de rapport de stage de Soutenance de rapport de stage de Horace GandjiHorace Gandji

ASSOCIATION DU GOLF DE MESNIL

PLANPLAN

IntroductionIntroduction ObjectifsObjectifs Architecture électronique du robotArchitecture électronique du robot Travaux réalisésTravaux réalisés BilanBilan ConclusionConclusion

INTRODUCTIONINTRODUCTION

OBJECTIFOBJECTIF

Faire ramasser des balles de golf Faire ramasser des balles de golf par le robotpar le robot de façon autonome de façon autonome sur un terrainsur un terrain

ARCHITECTURE ARCHITECTURE ELECTRONIQUE DU ELECTRONIQUE DU

ROBOTROBOT

?GPS embarqué

Contrôle réservoir de

balles

Contrôle des moteurs

Détection d’obstacle

Boussole

Gestion des batteries

BUS CAN

PC embarqué

TRAVAUX REALISESTRAVAUX REALISES

Implantation du CAN sur les Implantation du CAN sur les différents modulesdifférents modules

Mise en œuvre de Linux sur le PC Mise en œuvre de Linux sur le PC embarquéembarqué

Conception et programme de Conception et programme de localisation dGPSlocalisation dGPS

Intégration des différentes cartes Intégration des différentes cartes au robotau robot

Implantation du CAN Implantation du CAN

3 types de microcontrôleurs3 types de microcontrôleurs PIC18F458PIC18F458 dsPIC6014AdsPIC6014A 60LF240760LF2407 SJA1000SJA1000

Implantation du CANImplantation du CAN

Structure générale des IDStructure générale des ID xxxxxxxx eeeee cccccccc yyyyyyyyxxxxxxxx eeeee cccccccc yyyyyyyy

3 types d’identifiant3 types d’identifiant Commande de type carteCommande de type carte Trame pour les message d’erreur Trame pour les message d’erreur

entre cartesentre cartes Trame signalTrame signal

Commande de type carteCommande de type carte cccccccc 01010 ssssdddd rpppppppcccccccc 01010 ssssdddd rppppppp

Commande

Extension de la commande

Émetteur

DestinataireRéseau

Paramètre

Implantation du CANImplantation du CAN

Trame d’erreurTrame d’erreur

10000000 00001 00000000 10000000 00001 00000000 nnnnnnnnnnnnnnnn

Trame signalTrame signal

cccccccc 0110 nnnnnnnn cccccccc 0110 nnnnnnnn rppppppprppppppp

Implantation du CANImplantation du CAN

Charge du bus et choix du Charge du bus et choix du débitdébit

Start of frame : 1 bitStart of frame : 1 bit

Arbitration Field : 32 bitsArbitration Field : 32 bits

Contrôle Field : 6 bitsContrôle Field : 6 bits

Data Field : Data Field : 0 à 8 octets0 à 8 octets

CRC Field : 16 bitsCRC Field : 16 bits

ACK Field : 2 bitsACK Field : 2 bits

End Of Frame : 7 bitsEnd Of Frame : 7 bits

Implantation du CANImplantation du CAN

m

n

8n65Debit80

m : Nombre maximum de trame par seconden : Nombre d’octets de données

Pour n = 8 et m = 17 on obtient 1545 bits/s

Implantation du CANImplantation du CAN

Mise en œuvre de Linux sur Mise en œuvre de Linux sur le PC embarquéle PC embarqué

Outils nécessairesOutils nécessaires

Hôte

1.vi

2.Arm-linux-gcc

3.Minicom

4.Serveur NFS

5.Serveur SSH

Cible

1.Support des fichiers NFS

2.Client SSH

Liaison série

Liaison éthernet

Hôte

Cible

Modification et intégration du driver Can4linuxModification et intégration du driver Can4linux

3 fichier à modifier dans les sources de Can4linux:

• Makefile

DCAN_SYSCLK = 16 (qwartz)

• core.c#if

defined(ATCANMINI_PELICAN)Base[i] = 0xF1000300;IRQ[i] = 106;Baud[i]=1000;Outc[i] = 0x8a;#endif

• sja1000.h

#if CAN_SYSCLK == 16/* these timings are valid for clock 16Mhz */#define CAN_TIM0_125K 0x43 #define CAN_TIM1_125K 0x1C#define CAN_TIM0_250K 0x41 #define CAN_TIM1_250K 0x1C#define CAN_TIM0_500K 0x40 #define CAN_TIM1_500K 0x1C#define CAN_TIM0_1000K 0x40 #define CAN_TIM1_1000K 0x14#define CAN_SYSCLK_is_ok 1#endif

Deux fichiers à modifier dans les sources Deux fichiers à modifier dans les sources du noyaudu noyau

• nom_noyau/driver/char/Makefilenom_noyau/driver/char/Makefile

$(CONFIG_CAN4LINUX)+=Can4linux/$(CONFIG_CAN4LINUX)+=Can4linux/• Nom_noyau/driver/char/KconfigNom_noyau/driver/char/Kconfig

Source ‘’driver/char/Can4linux/Kconfig’’Source ‘’driver/char/Can4linux/Kconfig’’

Copier enfin les sources du module dans Copier enfin les sources du module dans

nom_noyau/driver/charnom_noyau/driver/char

GPS embarqué

Balise GPS

Trame GPGGA

Traitement des 2 trames GPGGA

Latitude et longitude sur le bus CAN

ZigBee

Bus CAN

Conception et programme de Conception et programme de localisation dGPSlocalisation dGPS

Puce GPS SIRF 3Module ZigBee

Microcontrôleur

Module ZigBee Puce GPS SIRF 3

GPS embarqué

Balise GPS

UART 1

UART 2

Bus CAN

Intégration des cartesIntégration des cartes

• Conception et réalisation d’une carte de fond de palier

BILANBILAN

Bilan logiciel de Bilan logiciel de localisation par dGPSlocalisation par dGPS

Réalisés et testésRéalisés et testés

- Sauvegarde et traitement de la trame - Sauvegarde et traitement de la trame GPSGPS

- Envoie (sur demande ou à intervalle de - Envoie (sur demande ou à intervalle de temps régulier) par le bus CAN de la temps régulier) par le bus CAN de la latitude et la longitude, ou les écarts latitude et la longitude, ou les écarts latitudes ou longitude latitudes ou longitude

Reste à faireReste à faire

- Tester la réception d’une bonne trame - Tester la réception d’une bonne trame GPGGA avant le traitementGPGGA avant le traitement

Bilan logiciels Bilan logiciels supervisionssupervisions

Réalisé et testé:Réalisé et testé:- Démarrage automatique du logiciel de - Démarrage automatique du logiciel de supervision au reset du PC embarquésupervision au reset du PC embarqué- Menu de dialogue avec chacun des modules- Menu de dialogue avec chacun des modules- Sauvegarde des trames circulant sur le bus CAN- Sauvegarde des trames circulant sur le bus CAN- Mission préprogrammée- Mission préprogrammée

Reste à faire:Reste à faire:- Implanter le modèle du terrain- Implanter le modèle du terrain- Développer le logiciel de supervision- Développer le logiciel de supervision- Développer le programme de correction - Développer le programme de correction de trajectoire en cas de glissement du de trajectoire en cas de glissement du robotrobot- Interprétation les trames de messages - Interprétation les trames de messages d’erreur de fonctionnement et envoie par d’erreur de fonctionnement et envoie par le weble web

Bilan logiciel carte à Bilan logiciel carte à ultrasonultrason

Réalisés et testés par ERLEM et SISSIRéalisés et testés par ERLEM et SISSI

- Calcul de la distance de l’obstacle au - Calcul de la distance de l’obstacle au robotrobot

- Calcul de l’angle entre la direction de - Calcul de l’angle entre la direction de l’obstacle et l’axe du robotl’obstacle et l’axe du robot

- Pilotage de la tourelle- Pilotage de la tourelle Reste à faireReste à faire

- Concevoir l’architecture logiciel de - Concevoir l’architecture logiciel de communication avec le superviseur en communication avec le superviseur en respectant la convention relative au IDrespectant la convention relative au ID

Bilan logiciel contrôle Bilan logiciel contrôle réservoir de ballesréservoir de balles Réalisés et testésRéalisés et testés

- Menu de commande du moteur pour - Menu de commande du moteur pour déterminer l’offset PWMdéterminer l’offset PWM- Un programme de contrôle du réservoir- Un programme de contrôle du réservoir

Reste à faireReste à faire- Amélioration programme de contrôle du - Amélioration programme de contrôle du réservoir afin de gérer efficacement le réservoir afin de gérer efficacement le capteur de détection du niveau de capteur de détection du niveau de remplissage du réservoirremplissage du réservoir - Concevoir l’architecture logiciel de - Concevoir l’architecture logiciel de communication avec le superviseur en communication avec le superviseur en respectant la convention relative au IDrespectant la convention relative au ID

Bilan logiciel contrôle Bilan logiciel contrôle moteursmoteurs Réalisés et testésRéalisés et testés

- Fonctions de régulation et - Fonctions de régulation et d’asservissement de vitesse et de d’asservissement de vitesse et de positionposition- Contrôle du déplacement du robot en - Contrôle du déplacement du robot en gardant un capgardant un cap- Menu de commande à distance du - Menu de commande à distance du déplacement du robotdéplacement du robot

Reste à faireReste à faire- Concevoir l’architecture logiciel de - Concevoir l’architecture logiciel de

communication avec le superviseur en communication avec le superviseur en respectant la convention relative au IDrespectant la convention relative au ID

Bilan carte gestion des Bilan carte gestion des batteriesbatteries

Réalisé et testéRéalisé et testé

- Premier prototype de la carte- Premier prototype de la carte

- Développement des fonctions de - Développement des fonctions de mesure de courant et tension mesure de courant et tension

Reste à faireReste à faire

- Reprise de la conception et la - Reprise de la conception et la réalisation de la carteréalisation de la carte

- Conception et développement du - Conception et développement du logiciel embarqué de gestion des logiciel embarqué de gestion des batteries et de dialogue avec la batteries et de dialogue avec la supervisionsupervision

Bilan logiciel boussoleBilan logiciel boussole

Réalisé et testéRéalisé et testé

- Programme d’étalonnage- Programme d’étalonnage

- Programme de cal cul du cap- Programme de cal cul du cap

ConclusionConclusion Avancement du projetAvancement du projet

- Tout ce qui est bas niveau est fait à 80%- Tout ce qui est bas niveau est fait à 80%- Le logiciel de supervision est à l’état - Le logiciel de supervision est à l’état embryonnaireembryonnaire

Le plus dur est fait, reste un gros travail Le plus dur est fait, reste un gros travail pour la supervision:pour la supervision:- implanter le modèle du terrain- implanter le modèle du terrain- Interprétation les trames de messages - Interprétation les trames de messages d’erreur de fonctionnement et envoie par d’erreur de fonctionnement et envoie par le web le web

DémoDémo