IMA4 2018/2019 P2

Présentation générale

Description

Le projet consiste à commander un robot classique par une calculatrice NumWorks avec un programme Python. Après avoir conçu un robot classique à base d'Arduino, moteurs, sonar ultrason et suiveurs de lignes, il faudra modifier le logiciel d'une calculatrice NumWorks afin que cette dernière soit capable de communiquer avec le robot. Une fois la communication établie, nous développerons une API afin de contrôler le robot. Finalement, nous écrirons un programme python utilisant l'API pour transformer le robot en un robot suiveur de ligne avec arrêt en cas d'obstacle et redémarrage automatique lors de la disparition de l'obstacle.

Objectifs

• Conception d'un robot classique
• Modification du logiciel d'une calculatrice NumWorks pour établir une communication entre le robot et la calculatrice
• Développer une API permettant le contrôle du robot
• Développer un programme Python transformant le robot en un robot suiveur de ligne avec arrêt en cas d'obstacle et redémarrage automatique lors de la disparition de l'obstacle

Préparation du projet

Cahier des charges

Robot :

• Concevoir un robot à partir d'un Arduino Uno, de moteurs, d'un sonar ultrason et de suiveurs de ligne

Communication :

• Établir une communication entre le robot et la calculatrice NumWorks en tentant de passer le micro-contrôleur en hôte USB et en utilisant le FTDI de l'Arduino

API :

• Développer une API permettant de contrôler le robot :
  • fonctions pour contrôler les moteurs
  • fonctions pour lire la distance du sonar
  • fonctions pour lire l'information des suiveurs de ligne

Programme Python :

• Développer un programme Python se servant de l'API pour transformer le robot en un suiveur de ligne. Il doit permettre au robot de s'arrêter en cas d'obstacle et redémarrer lorsque l'obstacle disparaît

Choix techniques : matériel et logiciel

Robot :

• Kit à assembler déjà disponible
• Arduino Uno

Calculatrice NumWorks

Liste des tâches à effectuer

• Concevoir le robot
• Modifier le logiciel de la calculatrice NumWorks pour établir la communication
• Développer l'API
• Développer le programme Python

Réalisation du Projet

Feuille d'heures

Tâche	Prélude	Heures S1	Heures S2	Heures S3	Heures S4	Heures S5	Heures S6	Heures S7	Heures S8	Heures S9	Heures S10	Total
Analyse du projet	5H
Recherches / documentation		12H
Conception du robot
Établissement de la communication
Développement de l'API
Développement du programme Python

Semaine 1

• Acquisition du matériel :

Le matériel nécessaire à la conception du robot était déjà disponible. Récupération d'un kit à assembler pour construire un robot à deux roues, d'un Arduino Uno, d'un sonar ultrason, d'un contrôleur de moteur ainsi que de trois suiveurs de ligne.

• Installation du SDK NumWorks :

Ayant à modifier le logiciel de la calculatrice NumWorks afin de transformer la calculatrice en un périphérique USB hôte pour pouvoir contrôler le robot, j'ai installé le SDK fourni par l'éditeur qui offre un simulateur.

On récupère dans un premier temps le code :

  git clone https://github.com/numworks/epsilon.git

Avant de pouvoir lancer le simulateur, il faut installer de nombreuses dépendances :

  apt-get install bison build-essential dfu-util flex gcc-arm-none-eabi git libfltk1.3-dev libfreetype6-dev libpng12-dev

Une fois les dépendances installées, on peut compiler :

  make PLATFORM=simulator clean
  make PLATFORM=simulator

Puis on lance le simulateur par la commande :

  ./epsilon.elf

Simulateur NumWorks

• Recherches / Documentation  :

L'USB On-The-Go (OTG) est une spécification qui permet à un périphérique USB de se comporter comme un hôte ou un esclave selon la situation. Par exemple, cela permet à une tablette (qui est de base un périphérique esclave) de pouvoir communiquer avec un autre périphérique USB tel qu'une souris, un clavier en agissant comme périphérique hôte puis d'être esclave lorsque connecté à un ordinateur. Cette spécification OTG introduit un 5ème pin, le pin "ID". Lorsque ce dernier est connecté à la masse, le périphérique est défini comme hôte par défaut. Si le pin n'est pas connecté, le périphérique est esclave par défaut.

Le port USB de la calculatrice NumWorks n'étant censé être utilisé que pour recharger la calculatrice ou la mettre à jour, la calculatrice est un périphérique esclave. Cela est confirmé par le Schematics de la calculatrice sur lequel on voit que le pin ID de l'USB n'est pas connecté :

Schematics du port USB de la NumWorks

Le micro-contrôleur STM32F412VGT6 utilisé est cependant compatible avec l'OTG d'après sa Datasheet et l'acronyme "OTG" apparaît à de nombreuses reprises dans le code du logiciel de la calculatrice NumWorks. Il faudra donc creuser dans ce sens pour faire de la calculatrice un hôte USB.