Cours:SaeRobotiqueSuiviLigne

Utiliser des librairies arduino avec un main

Arduino sans loop/setup

Un certain nombre de librairies utilisent les fontions arduino delay/delayMicroseconds/millis/micros

Ces fonctions utilisent le Timer0 et en particulier l'interruption de débordement.

Ce Timer est configuré dans la fonction init(), qui est appelée dans le "main arduino"

On peut donc initialiser ce Timer0 pour qu'il génère un débordement tel qu'attendu. Ainsi les fonctions de gestion du temps Arduino peuvent fonctionner comme prévu et on peut ainsi utiliser les librairies qui en dépendent : void initFonctionsTempsArduino() { sei(); // marche pour 328p et 2560 et autres ... // à adapter suivant le µc // cf https://github.com/arduino/ArduinoCore-avr/blob/master/cores/arduino/wiring.c TCCR0A=(1<<WGM01)|(1<<WGM00); TCCR0B=(1<<CS01)|(1<<CS00); TIMSK0=(1<<TOIE0); } int main() { initFonctionsTempsArduino(); Serial.begin(115200); while(1) { delay(100); Serial.println(millis()); } }

/* Exemple pour le capteur vl53l1x : cf exemple de la librairie pour des commentaires */ #include <Wire.h> #include <VL53L1X.h> VL53L1X sensor; void initFonctionsTempsArduino() { sei(); // marche pour 328p et 2560 et autres ... // à adapter suivant le µc // cf https://github.com/arduino/ArduinoCore-avr/blob/master/cores/arduino/wiring.c TCCR0A=(1<<WGM01)|(1<<WGM00); TCCR0B=(1<<CS01)|(1<<CS00); TIMSK0=(1<<TOIE0); } int main() { initFonctionsTempsArduino(); while (!Serial) {} Serial.begin(115200); Wire.begin(); Wire.setClock(400000); // use 400 kHz I2C sensor.setTimeout(500); if (!sensor.init()) { Serial.println("Failed to detect and initialize sensor!"); while (1); } sensor.setDistanceMode(VL53L1X::Long); sensor.setMeasurementTimingBudget(50000); sensor.startContinuous(50); while(1) { Serial.print(sensor.read()); if (sensor.timeoutOccurred()) { Serial.print(" TIMEOUT"); } Serial.println(); } }

Séquence 1 : tâches élémentaires individuelles

• Tâches de suivi de ligne (un étudiant sur chaque tâche) :
  • suivi avec caméra Pixy
  • suivi avec capteurs photorélectifs (nombre de capteurs à choisir)
  • suivi avec Lidar, en suivant un mur sur le côté

• s'arrêter à la fin du parcours

• À faire globalement : câblage robot, sécurité

Livrable 1

• faire des recherches pour rendre un dossier par groupe (pour lundi 27/05) expliquant : le pont en H, schéma sécurité et chaque partie (a, b, c)
• évaluation le 24/05 (code + questions + fonctionnement)

Séquence 2 : tâches complexes individuelles + réalisation shield

• Tâches de suivi
  • Caméra Pixy : gestion des intersections (comportement programmé, par ex : droite puis gauche puis tout droit)
  • Capteurs photoréflectifs : détection de marques à droite (si marque : on tourne à droite à l'intersection, sinon tout droit). Détection des marques à gauche : stop et recul pendant 1 seconde (environ) et on repart (pas d'arrêt sur le second passage)
  • Lidar : suivi de mur à gauche ET à droite (priorité en suivi à droite). Faire tomber une première barre, pas la seconde.

• Trois cartes à réaliser (une par étudiant)
  • carte avec capteurs photoreflectifs
  • carte pour détection marques gauches et droites
  • carte shield arduino nano

Note : penser à laisser libres PB3, PB4 et PB5 pour la Pixy (connecteur ICSP, cf https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arduino-nano-pinout.png )

Livrable 2

• évaluation le 30/06 (code + questions + fonctionnement)

Rapport final

• Rapport final :
  • À envoyer au format pdf par mail avant le DD/MM/YY à HH
  • Diagramme de Gantt
  • diagramme algorithme général
  • stratégie de résolution de chaque tâche
  • Mini-concours à la fin pour sélectionner le meilleur robot (évaluation des capacités du robot, par étudiant en fonction de l'organisation prévue).
  • Chiffrage incluant le matériel ainsi que les ressources humaines.

Organisation

• Fonctionnement en trinôme sur 12 jours
  • 9h-12h
  • 13h30-16h30
• Compte rendu écrit quotidien individuel
  • sera contrôlé chaque matin
  • doit indiquer les tâches réalisées la veille
  • doit indiquer le travail à réaliser le jour même

Ressources

structure du programme

Vous pourrez utiliser la structure de programme suivante :

enum state {etapeInit,etapeChercheBalle,etapeDeplacementVersBalle};

state etapeSuivante=etapeInit;
state etapeActive=etapeInit;


int main()
{
  while(1)
  {
    // lecture des capteurs en début de boucle
    switch (etapeActive)
    {
      case etapeInit:

            // si ... etapeSuivante=
            break;
      case etapeChercheBalle:

            // si ... etapeSuivante=
            break;
      case etapeDeplacementVersBalle:

            // si ... etapeSuivante=
            break;
    }

    // on modifie l'étape active pour la prochaine boucle
    etapeActive=etapeSuivante;
  }
}

Programmation : comment faire

Exécuter une action une seule fois :

while(1)
{
   static bool dejaFait=false;
   if (dejaFait==false)
   {
      executerMonAction();
      dejaFait=true;
   }
}

Répéter une action régulièrement

void initFonctionsTempsArduino() { sei(); // marche pour 328p et 2560 et autres ... // à adapter suivant le µc // cf https://github.com/arduino/ArduinoCore-avr/blob/master/cores/arduino/wiring.c TCCR0A=(1<<WGM01)|(1<<WGM00); TCCR0B=(1<<CS01)|(1<<CS00); TIMSK0=(1<<TOIE0); } int main() { initFonctionsTempsArduino(); while(1) { static uint32_t triggerTime=millis(); uint32_t currentTime=millis(); if (currentTime>=triggerTime) { faireMonAction(); triggerTime += 500; // prochaine exécution dans 500ms } } }

void initFonctionsTempsArduino() { sei(); // marche pour 328p et 2560 et autres ... // à adapter suivant le µc // cf https://github.com/arduino/ArduinoCore-avr/blob/master/cores/arduino/wiring.c TCCR0A=(1<<WGM01)|(1<<WGM00); TCCR0B=(1<<CS01)|(1<<CS00); TIMSK0=(1<<TOIE0); } int main() { initFonctionsTempsArduino(); while(1) { static uint32_t triggerTime=0; uint32_t currentTime=millis(); switch (etapeActive) { case etapeX: if ( qqch) { etapeSuivante=etapeY; triggerTime=currentTime; } break; case etapeY: if ( currentTime >= (triggerTime + duree ) ) { etapeSuivante=etapeZ; } break; case etapeZ: ... break; } etapeActive=etapeSuivante; } }

Affichage provisoire pour deboggage

#define debug // mode debug //ou #undef debug // mode sans debug int main() { ... while(1) { #ifdef debug Serial.println("juste si debug"); #endif } }

#define DEBUG //If you comment this line, the DEBUG_PRINT & DEBUG_PRINTLN lines are defined as blank. #ifdef DEBUG //Macros are usually in all capital letters. #define DEBUG_PRINT(...) Serial.print(__VA_ARGS__) //DEBUG_PRINT is a macro, debug print #define DEBUG_PRINTLN(...) Serial.println(__VA_ARGS__) //DEBUG_PRINTLN is a macro, debug print with new line #else #define DEBUG_PRINT(...) //now defines a blank line #define DEBUG_PRINTLN(...) //now defines a blank line #endif int main() { while(1) { DEBUG_PRINTLN("juste si debug"); } }

Composants/cartes

• capteur photoréflectif pour détection de la ligne
• Batterie LiFePo4
  • assemblage de 4 éléments LiFePo4
  • documentation sur les cellules Media:CellulesLiFePo4.pdf
  • tensions à ne pas dépasser :
    • maximum : 3,45V/élément
    • minimum : 2,65V/élément
    • ne pas démarrer le robot : 2,85V/élément
• divers
  • Commutateur d'arrêt d'urgence https://fr.farnell.com/idec/yw1b-v4e01r/commut-bp-e-stop-spst-nc-10a-120v/dp/2833849?ost=2833849
  • Régulateur ajustable 1,25 à 30 Vcc https://www.gotronic.fr/art-regulateur-ajustable-1-25-a-30-vcc-gt134-26094.htm
• driver de moteur
  • https://www.cytron.io/p-13amp-6v-30v-dc-motor-driver
• capteurs de distance/contact
  • HC-SR04 cf fiche technique sur la page : https://www.gotronic.fr/art-module-de-detection-us-hc-sr04-20912.htm
  • VL53L1X
    • https://www.robotshop.com/eu/fr/platine-deploiement-capteur-distance-tof-regulateur-tension-vl53l1x.html
    • https://github.com/pololu/vl53l1x-arduino
  • Mini Microrupteur - SPDT https://www.robotshop.com/eu/fr/mini-microrupteur-spdt-levier-rouleau.html
  • GP2Yxxxx https://www.gotronic.fr/art-capteur-de-mesure-sharp-gp2y0a41sk0f-18338.htm
  • lidar tfmini-s
    • https://www.robotshop.com/eu/fr/module-micro-lidar-tfmini-s-benewake-i2c-12m.html
    • https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/tfmpi2c/
  • lidar Lite 3
    • https://www.robotshop.com/eu/fr/capteur-distance-laser-haute-performance-lidar-lite-3-llv3hp.html
    • https://github.com/RobotShop/LIDARLite_v3_Arduino_Library
• caméra
  • pixyv2
    • https://pixycam.com/pixy2/
    • TP caméra pixy
    • Avoir un PixyMon plus rapide dans la g.008 :
      • utiliser un 2ème poste
      • ne pas se connecter sur nomachine
      • lancer un terminal
      • lancer la commande PixyMon
• IMU
  • Explications du principe du capteur mpu9250 : https://learn.sparkfun.com/tutorials/mpu-9250-hookup-guide/all
  • Bibliothèque à utiliser : dans le gestionnaire de bibliothèque => by hideakitai (v 0.4.8) ou https://github.com/hideakitai/MPU9250
  • Étapes :
    • Réaliser la calibration et noter les valeurs affichées,
    • les entrer dans votre programme (fonctions setMagBias() et setMagScale()
    • Pour réaliser une mesure, se servir des programmes d'exemples
• Robot Arrex :
  • Cours:RobotArrex (section documents)
  • avec shield moteur

liens (dont règlement concours)

• concours robotique Cachan, lien vers le règlement en pdf : https://www.festivalrobotiquecachan.fr/wp-content/uploads/Reglement_rencontres_de_robotique_GEII_BUT-1-2-3.pdf
• Cours:archive SAÉ robot joueur de tennis
• Cours:archive SAÉ suivi de ligne
• https://www.youtube.com/watch?v=xH8EIqh-2_Y