Contrôle d'accéléromètre, 2012/2013, TD3

Evaluation informatique et électronique

Gestion de projet / rédaction Wiki

• Informatique :
• Electronique :

Test fonctionnels

• Sous-système.
  • Sous-système informatique :
  • Sous-système électronique :

Qualité de la réalisation

• Informatique : Note .
  • procédure de test :
  • pages HTML et Javascript :
  • scripts PHP ou programmes C :
  • installation sur FoxBoard :
• Electronique : Note .
  • qualité de la réalisation :
  • tests autonomes :

Bilan

Note finale :

Rapports des élèves

Compte-rendu 1è séance

Lors de cette première séance, nous avons tout d'abord pris connaissance du sujet puis nous sommes partagés en deux groupes : Geoffrey et Ismaïl se sont donc consacrés à la partie électronique et Mélanie et Simon la partie informatique. Nous pouvions alors entamé le projet :

La première partie de notre travail a consisté à créer la page web contenant les carrés qui devront changer de couleur lorsque la télécommande les pointera. Pour cela, nous avons commencé à écrire le fichier HTML, ainsi que le fichier CSS.... Nous avons ensuite consulté la documentation en ligne sur jQuery et Ajax afin de pouvoir s'en servir notamment grâce aux exemples fournis sur rex.plil.fr. Finalement, nous nous sommes partagés le travail en deux parties afin de pouvoir avancer en parallèle : D'un coté Simon sur la présentation de la page web et ses mises à jour avec ajax, et de l'autre Mélanie sur la réception des données de l'accéléromètre ainsi que le traitement de ces dernières (création du CGI-BIN et paramétrage de la liaison série).

Au cours de cette première séance, on commence par bien lire le sujet pour essayer de l'assimiler au maximum. On parcourt également le tutoriel mis à notre disposition pour une bonne prise en main d'Altium et de ses éléments FPGA. Suite à cette première étape, on peut établir le schéma récapitulatif suivant pour notre projet:

Comme on peut le constater au niveau de ce schéma, notre projet consiste a récupérer les données des trois axes de l'accéléromètre sous forme de tension, de convertir ces données en valeurs numériques puis de les afficher sur notre site web. Ici, on va donc principalement focaliser sur la conversion analogique-numérique. Afin de réaliser au mieux cette opération, la partie électronique a été divisée en deux sous-parties:

• Partie FPGA: La PWM que l'on va réaliser va nous permettre de générer un signal de fréquence constante (signal carré) mais avec un rapport cyclique variable.
• Partie Analogique: Le filtre passe bas (filtre RC) va nous donner la valeur moyenne du signal qui correspond a la valeur moyenne du rapport cylique (signal en dents de scie). Ensuite cette valeur est comparée avec la valeur d'un des axes de l'accéléromètre. Ainsi, si valeur_PWM>valeur_axe alors on obtient un signal logique de 1 (5V), sinon on obtient un 0 (0V).

Après avoir compris ce qui nous était demandé, on commence par aborder la partie FPGA et on s'atèle à la création d'une première PWM qu'on implémentera trois fois dans notre circuit pour combler les 3 axes de l'accéléromètre. Un test de notre première ébauche sera effectué en fin de cette première séance.

Compte-rendu de la 2nde séance

Après nous être consulté pour connaître l'avancement du projet, nos deux groupes ont pu continuer leurs oeuvres.

Durant cette séance, chacun de nous a écrit le fichier dont il avait la charge :

Simon a fini la page HTML et a écrit la requête Ajax permettant de récupérer les données de l'accéléromètre grâce au cgi-bin. Cette requête fut d'abord la fonction .ajax() de jQuery, mais la fonction .get() fut plus simple à mettre en oeuvre (c'est tout simplement une requête ajax dont le type "get" a déjà été spécifié). Après avoir vérifié que l'argument "id" récupéré par .get() était bien l'indice du carré à allumer, il fallait executer cette requête régulièrement. La fonction javascript setinterval() remplit cette fonctionnalité. La partie un peu plus ardue fut de trouver comment changer la couleur des carrés facilement Il fallu d'abord qu'il appréhende les fonctions utile de jQuery. Une première solution fut d'ajouter un id HTML spécial, qui désignerais le carré de couleur dans le fichier CSS. Mais cette solution ne fut pas fructueuse et peu propre : il fallait ajouter des balises div à chaque carré, ce qui n'est pas très pratique. Après avoir fouillé la documentation disponible sur internet et grâce à des exemples, la fonction .css de jQuery fut utilisée : elle permet directement de changer une propriété css d'un élément donné.

C'est Mélanie qui s'est occupé de rédiger le CGI-BIN, qui gère les informations reçues sur le port série envoyées par l'accéléromètre, et selon celles-ci, renvoie l'indice du carré concerné. Pour cela, elle s'est beaucoup aidé des fichiers fournis sur rex.plil.fr et l'a adapté pour recevoir 4 octets, les trois premiers concernant les données x, y et z envoyées par l'accéléromètre, et le dernier les boutons de la télécommande.

Pendant cette séance et suite aux tests réalisés lors de la séance précédente, on remarquera que notre PWM n'est pas fonctionnelle. On entreprend alors quelques modifications jusqu'à obtenir le résultat escompté. Après quelques difficultés éprouvées à réaliser un montage qui répond à nos attentes, on obtient le montage suivant:

D'après les tests effectués sur la Nanoboard, nous avons bien pu observer un signal carré avec un rapport cyclique variable. Mais on a remarqué qu'un problème persistait au niveau du compteur. En effet, l'arret de ce dernier n'opérait pas.

Compte-rendu de la 3è séance

La 3ème séance fut l'occasion de tenter de finir les 2 parties

Après maintes déboires avec l'accéléromètres (fils d'alimentation coupés, ordre d'envois des données modifié, etc.), nous avons pu continuer nos deux parties.

La partie Ajax/HTML étant pratiquement terminée, Simon configura la foxboard grâce aux indication du wiki et via une liaison SSH (une fois l'adresse IP de la machine spécifié). Il dû installer différentes librairies (cgilib, etc.), puis transférer les fichiers du projet dans le /var/www/ de la foxboard.

Mélanie finit d'écrire le cgibin

Pour cette 3éme et dernière séance, on commence par faire le point sur l'avancée de notre projet. On revoie ensuite les configurations des éléments de notre PWM. Ce faisant, on doit bien avoir nos compteurs qui comptent jusqu'a 32 car on utilise un mot de commande de 5 bits (2^5=32). On peut ainsi prévoir qu'à 16, on aura un rapport cyclique de 1/2. De ce fait, on choisit une fréquence pour la PWM 32 fois supérieure a la fréquence de l'horloge compteur.

Un fois que cette PWM est correctement configurée, on l'a duplique deux fois et on intègre ces copies à notre montage pour qu'il puisse traiter les trois axes de notre accéléromètre. Mais dans un premier temps, on prévoit un test du système pour un axe avant de l'étendre aux deux autres. Donc On ajoute également une bascule D pour réaliser la fonction de mémorisation (qu'on peut tester avec le digital IO) et on n'oublie pas de poser correctement les ports d'entrées/sorties de nos PWM pour pouvoir tester notre partie FPGA avec le reste du montage.

Au final, on obtient le montage suivant pour cette partie:

Concernant la partie analogique, on réalise donc un filtre passe-bas à l'aide d'un circuit RC. On choisit une fréquence de coupure de 1KHz pour notre filtre et on prend des valeurs adéquates pour R et C ( f(coupure)=1/(2*Pi*R*C) ). Et pour terminer, on utilisera un AOP pour réaliser la comparaison, ce qui nous donne le résultat suivant:

Malheureusement nous n'avons pas eu le temps de tester notre réalisation finale avec les parties FPGA et analogique, mais toujours est il que celle ci nous semble plutôt correcte concernant ces deux parties, la compilation de notre circuit ayant été réalisée avec succès.

Conclusion

Cette partie ne fut pas sans embûches. Après une première phase d’interrogation sur les technologies utilisées, que nous n'avions jamais ou très peu utlisées pour certaines (javascript, jQuery, Ajax, CGI-BIN), nous pensions que le projet allait être fini relativement rapidement. Ce ne fut pas le cas, notamment à cause d’étourderies multiples dans le code (incompréhension totale d'une erreur, difficulté d'intégration sur la foxboord, ...) mais ce fut très intéressant d'appliquer nos connaissances de programmation sur un exemple concret. et quel plaisir de voir que tout marche enfin à la fin (après une séance supplémentaire après les vacances).

Pour résumer cette partie du projet, on peut dire que l'on a eu certaines difficultés au début concernant la prise en main et la compréhension du sujet et des taches à accomplir, ce qui nous a quelques peu retardés. Mais au final, nous avons pu y remédier et nous avons quand même réussi à réaliser une partie FPGA qui répond au cahier des charges et qui compile correctement même si nous n'avons pas pu la tester.

Au final, ce projet fut l'occasion idéale pour nous de découvrir de nouvelles facettes du logiciel Altium ainsi que le fonctionnement d'une Nanoboard. Ce fut donc une expérience enrichissante ou l'on a pu évoluer en toute autonomie, en appliquant aussi nos connaissances acquises au cours de l'année.