Projets:Magic Control 2021
Equipe
- Porteurs du projet : Jonathan (MyHumanKit), accompagné par Romane et Marine.
- Contribut/eur/rice/s : Christophe (INRIA), Fred (ArianeGroup), Gweltaz (Les portes logiques), Mathilde (ArianeGroup), Mélanie (ArianeGroup), Olivier (ArianeGroup), Tanguy (ArianeGroup).
- Fabmanageuse référente : Delphine (MyHumanKit).
- Documentation : Pierre (Flossmanuals FR).
Description du projet
Réaliser un contrôle d'environnement R-net pour fauteuil électrique s'interfaçant avec des périphériques R-net existants (JSM, système applicatif).
Génèse du projet
Ce projet a démarré au Fabrikarium 2019, organisé avec ArianeGroup sur le site des Mureaux. Cette première étape a permis de développer des premiers prototypes de joystick à faible force (minijoy) et de mettre au point la communication avec le fauteuil par le protocole R-net.
Au Fabrikarium 2020, le projet a été poursuivi en améliorant le joystick par deux prototypes, ainsi qu'en approfondissant l'analyse des trames de communication R-net.
État technique
Plusieurs prototypes existent pour le joystick à faible force. L'interface CAN/R-net est fonctionnelle sur carte raspberry pi.
Documentation des étapes précédentes sur le wiki :
- https://wikilab.myhumankit.org/index.php?title=Projets:Can2RNET
- https://wikilab.myhumankit.org/index.php?title=Projets:Magic_Joystick
- https://wikilab.myhumankit.org/index.php?title=Projets:Magic_Joystick_2020
- code : https://github.com/myhumankit/MagicJoystick2020
Objectifs de cette 3e étape
Objectifs prioritaires
- (groupe 1) Réglage de la calibration du mini-joystick (minijoy)
- (groupe 1) Test de la séquence d'initialisation du fauteuil de Jonathan
- (groupe 1) Ajout d'un bouton d'arrêt d'urgence
- (groupe 2) Emulation de souris (pour androïd ou apple)
- (groupe 3) Ajout d'un bouton pour donner le contrôle au Raspberry Pi
- (groupe 3) Design / expérience utilisateur
Objectifs secondaires
- Ajout d'un switch pour basculer entre JSM et minijoy : mode «passe-plat» ou mode «minijoy»
- Reverse du protocole de contrôle des vérins
- Ajout d'un contrôle de la vitesse maximum et des vérins
- Contrôle d'environnement par application (androïd, ou par techno web, plus portable)
- Ajout d'un écran de contrôle d'environnement
- Ajout de fonctions domotiques
Réalisation des éléments par étape
Mise à jour du schéma du magic joystick
Magic joystick 2021 : réalisé par Christian à distance
Fichiers kicad : fichiers kicad (zip)
Fichiers kicad
Fabrication des connecteurs
Mise à jour du schéma du air joystick
Air joystick 2021 : réalisé par Christian à distance
Fichiers kicad : fichiers kicad (zip)
Groupe 1, capture des trames R-net
Mise en place d'une procédure de capture des trames d'initialisation du fauteuil de Jonathan.
- Se connecter au Pi en SSH
- Dans un terminal de commande
git clone https://github.com/myhumankit/MagicJoystick2020.git cd ./MagicJoystick2020/ git branch -a git checkout -b experimental origin/experimental cd ./can2RNET/ python3 ./setup.py install cd .. cd ./RnetMitm/ python3 ./RnetIntercept.py --dual
Pourquoi cherche-t-on cette séquence d'initialisation ?
La séquence d'initialisation permet de simuler et remplacer un JSM par Magic Control, il faut donc pouvoir reproduire cette séquence.
L'étude d'un premier fauteuil avait permis d'enregistrer une séquence d'initialisation, mais un second fauteuil ne démarre pas avec cette séquence.
Donc les séquences varient selon les modèles, il faut pouvoir les enregistrer pour les rejouer ou chercher une méthode alternative.
Groupe 1, bouton d'arrêt d'urgence
Bouton installé en coupure sur le bus R-net : l'interruption des signaux du watchdog stoppe les commandes moteur. Interrupteur de type DPST utilisé en ON/OFF.
Voir Magic Joystick 2020 pour schéma, composants et fichiers de fabrication du boîtier.
Groupe 2, simuler une souris bluetooth
L'objectif est de permettre en appuyant sur un bouton d'utiliser le joystick du fauteuil comme pointeur de navigation dans l'interface du contrôle d'environnement. Le développement s'appuie sur le script d'émulation développé et documenté par Thanh, en l'adaptant au projet :
- https://thanhle.me/emulate-bluetooth-mouse-with-raspberry-pi/
- https://github.com/quangthanh010290/keyboard_mouse_emulate_on_raspberry
La procédure d'installation est décrite sur le dépôt github d'origine.
Groupe 3, calibration logicielle du magic joystick
TODO / Refonte du code
Groupe 3, design utilisateur du contrôle d'environnement
Schéma actuel de la navigation dans l'application de contrôle d'environnement (joystick : navigation, clic : sélection)
Détails sur le fichier pdf : schéma de l'application de contrôle d'environnement (pdf)
Réalisation du prototype complet
Architecture hardware
Composants et circuits électroniques utilisés
Carte Raspberry Pi 3 model B+
Pour ce projet, la carte est dotée d'un système Debian 10 Buster sur carte micro-SD 8 GO
https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/
Carte PiCAN2 Duo
Carte électronique additionnelle pour Raspberry Pi 3/4 avec double interface pour bus CAN et transformateur d'alimentation (SMPS) capable de fournir 3A. Fabriquée par SK Pang.
Lexique
CAN (Controller Area Network) : Bus de communication série utilisé en électronique, particulièrement dans l'industrie automobile. Il fonctionne sur le principe du multiplexage ou chaque équipement connecté communique avec tous les autres. https://fr.wikipedia.org/wiki/Bus_de_donn%C3%A9es_CAN
JSM (Joystick Module) (module électronique d'un fauteuil) joystick d'assistance à l'arrière du fauteuil, prioritaire sur le contrôle du déplacement.
PiCAN : carte additionnelle pour Raspberry Pi, permettant de s'interfacer à un bus CAN. Il en existe plusieurs variantes, celles utilisées pour ce fabrikarium est une PiCAN2 Duo.
R-net : Le protocole R-net définit des commandes qui passent sur un bus CAN. Il a été mis au point en 2011 par PGDT (PG Drives Technology) pour le contrôle des fauteuils électriques. Il s'agit d'un protocole propriétaire, en 2016 des informations sur ce protocole ont été trouvées par Stephen Chavez par ingénierie inverse pour le projet https://github.com/redragonx/can2RNET.
Raspberry Pi : nano-ordinateur sur carte électronique unique équipé d'un système linux Debian.
Trame CAN : série de bits envoyée sur le bus CAN et interprêtée par le JSM et le contrôleur de moteur.
Watchdog : trame périodique surveillée afin de détecter une éventuelle rupture de communication.
Journal du projet
Premier jour, matin
- Présentation des étapes précédentes du projet.
- Présentation de l'état technique actuel.
- Définition des objectifs primaires et secondaires du fabrikarium.
- Répartition en 3 groupes pour un premier passage en revue des solutions.
Premier jour, après-midi
Poursuites des pistes définies le matin pour les 3 groupes
Synthèse présentée à la présentation de fin de journée
Programme des 3 groupes de travail
Jour 2, matin
- Amélioration de l'algorithme de calibration (calculs de matrices).
- Design graphique de l'interface utilisateur du nouveau contrôle d'environnement.
- Essai (concluant!) d'une nouvelle méthode d'intégration sur le bus R-net.
- Définition du système client-serveur pour le contrôle d'environnement.(point d'accès wifi, serveur flask).
- Programmation de l'interface web de contrôle d'environnement.
- Mise au point de l'architecture hardware.
Jour 2, après-midi
- Réflexion sur l'architecture logicielle, plusieurs pistes sont esquissées.
- Poursuite du design graphique du contrôle d'environnement.
