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290 lines
8.7 KiB
C++
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8.7 KiB
C++
#include "Servo.h"
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#include "Wire.h"
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#include "MPU6050.h"
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#include <stdlib.h>
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/******************************************************************************
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* manette-test.ino
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* @title: Programme pour la carte Arduino (capteur imu + 2 servomoteurs)
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* @project: Blender-EduTech - Tutoriel 6 : Labyrinthe à bille - Développer le jumeau numérique du labyrinthe
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* @lang: fr
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* @authors: Philippe Roy <philippe.roy@ac-grenoble.fr>
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* @copyright: Copyright (C) 2023 Philippe Roy
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* @license: GNU GPL
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******************************************************************************/
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/******************************************************************************
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* Précautions :
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* - Régler l'alimentation à 6V DC - 3 A maxi
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* - Brochage pupitre : joystick -> A0, bouton -> D2, voyant -> D3
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* - Brochage capteur : IMU en I2C
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* - Brochage actionneurs : axes (x,y) -> D5/D6 (x,y)
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* - Mettre les servomoteurs à 45° soit 1000 µs
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******************************************************************************/
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/******************************************************************************
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* Servomoteurs
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* Alimentation par servoteur : 6V DC à 1.5 A
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******************************************************************************/
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Servo servo_x; // Servomoteur axe x
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Servo servo_y; // Servomoteur axe y
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const int servo_x_pin = 5; // Servomoteur axe x sur broche D5
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const int servo_y_pin = 6; // Servomoteur axe y sur broche D6
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int angle_x_ms; // Angle en µs : 500 -> 0° ; 1500->90° et 2500-> 180°
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int angle_y_ms; // Angle en µs : 500 -> 0° ; 1500->90° et 2500-> 180°
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const float servo_pas_maxi = 20; // Pas angulaire (µs) maxi (pas de calcul en int)
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const int servo_pas_auto = 5; // Pas angulaire (µs) pour le mode auto-horizontalité
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int servo_pas = 0; // Pas angulaire (µs) du mouvement en cours (pas propotionel au joystick)
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/******************************************************************************
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* Pupitre : joystick + 1 bouton + 1 voyant
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******************************************************************************/
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const int bt_pin = 2; // Bouton du mode d'auto-horizontalité sur la broche D2
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const int led_pin = 3; // Led du mode d'auto-horizontalité sur la broche D3
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const int jstk_x_pin = A1; // Joystick axe x sur la broche A1
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const int jstk_y_pin = A0; // Joystick axe y sur la broche A0
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/******************************************************************************
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* Capteur IMU - I2C
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******************************************************************************/
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MPU6050 accelgyro;
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int16_t ax, ay, az;
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int16_t gx, gy, gz;
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int16_t mx, my, mz;
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float Axyz[3];
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float roll;
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float pitch;
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float roll_deg;
|
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float pitch_deg;
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String roll_txt;
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String pitch_txt;
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String serial_msg_int_txt;
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bool auto_horizontal = false; // Flag du mode de la mise à l'auto-horizontalité
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bool auto_horizontal_mvt = false; // Flag du mouvement de l'auto-horizontalité
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const int auto_horizontal_sensibilite = 1; // Angle maxi pour l'auto-horizontalité
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/******************************************************************************
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* Initialisation
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******************************************************************************/
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void setup() {
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// Liaison série
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Serial.begin(115200);
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Serial.println("Initialisation ... ");
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Serial.println("Initialisation du port série : 115200 bauds");
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// Servomoteurs
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servo_x.attach(servo_x_pin); // Brochage
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servo_y.attach(servo_y_pin); // Brochage
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angle_x_ms = 1000; // 500 -> 0°, 1500 -> 90° et 2500-> 180°
|
|
angle_y_ms = 1000; // 500 -> 0°, 1500 -> 90° et 2500-> 180°
|
|
servo_x.writeMicroseconds(angle_x_ms); // 1000 -> 45° */
|
|
servo_y.writeMicroseconds(angle_y_ms); // 1000 -> 45° */
|
|
Serial.println("Initialisation des servomoteurs : tout à 1000 µs -> 45°");
|
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|
// Pupitre
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|
pinMode(bt_pin, INPUT);
|
|
pinMode(jstk_x_pin, INPUT);
|
|
pinMode(jstk_y_pin, INPUT);
|
|
pinMode(led_pin, OUTPUT);
|
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|
|
// IMU
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Wire.begin();
|
|
accelgyro.initialize();
|
|
Serial.println();
|
|
}
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/******************************************************************************
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* Boucle principale
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******************************************************************************/
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void loop() {
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/*****
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* Lecture des accélérations
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*****/
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accelgyro.getMotion9(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz, &mx, &my, &mz);
|
|
Axyz[0] = (double) ax / 16384;
|
|
Axyz[1] = (double) ay / 16384;
|
|
Axyz[2] = (double) az / 16384;
|
|
roll = asin(-Axyz[0]);
|
|
roll_deg = roll*57.3;
|
|
roll_txt = String(roll_deg);
|
|
pitch = -asin(Axyz[1]/cos(roll)); // position capteur (X vers la gauche, Y vers l'arriere, Z vers le haut)
|
|
pitch_deg = pitch*57.3;
|
|
pitch_txt = String(pitch_deg);
|
|
|
|
/*****
|
|
* Mouvement manuel : Axe x
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|
*****/
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|
|
// en C : sur x de 237 à 784 (centre à 510) et sur y de 249 à 773 (centre à 511)
|
|
// en Python de 0,25 à 0,75 avec une zone morte entre 0,48 et 0,52 (soit 491 et 532 pour une base sur 1024)
|
|
|
|
if ((analogRead(jstk_x_pin) <491) or (analogRead(jstk_x_pin) >532))
|
|
{
|
|
|
|
// Désactivation de l'horizontalité automatique
|
|
if (auto_horizontal)
|
|
{
|
|
auto_horizontal = false;
|
|
digitalWrite(led_pin, LOW);
|
|
}
|
|
|
|
// Mouvement x -
|
|
if (analogRead(jstk_x_pin) <491)
|
|
{
|
|
servo_pas = (servo_pas_maxi/(511-249))*(511-analogRead(jstk_x_pin));
|
|
angle_x_ms=angle_x_ms-servo_pas;
|
|
}
|
|
|
|
// Mouvement x +
|
|
if (analogRead(jstk_x_pin) >532)
|
|
{
|
|
servo_pas = (servo_pas_maxi/(773-511))*(analogRead(jstk_x_pin)-511);
|
|
angle_x_ms=angle_x_ms+servo_pas;
|
|
}
|
|
|
|
// Fin de course logiciel
|
|
if (angle_x_ms<600)
|
|
angle_x_ms=600;
|
|
if (angle_x_ms>1600)
|
|
angle_x_ms=1600;
|
|
|
|
// Moteur
|
|
servo_x.writeMicroseconds(angle_x_ms);
|
|
|
|
// Affichage de l'angle du mouvement
|
|
Serial.print("Joystick x : ");
|
|
Serial.print(String(analogRead(jstk_x_pin)));
|
|
Serial.print(" -> pas : ");
|
|
Serial.print(String(servo_pas));
|
|
Serial.print(" µs ; ");
|
|
Serial.print("Angle x : ");
|
|
Serial.print(String(angle_x_ms));
|
|
Serial.print(" µs -> ");
|
|
Serial.print(String(servo_x.read()));
|
|
Serial.println();
|
|
|
|
// Affichage du capteur IMU
|
|
Serial.print("IMU roll : ");
|
|
Serial.print(roll_txt);
|
|
Serial.print(" ; IMU pitch : ");
|
|
Serial.print(pitch_txt);
|
|
Serial.println();
|
|
}
|
|
|
|
/*****
|
|
* Mouvement manuel : Axe y
|
|
*****/
|
|
|
|
// en C : sur x de 249 à 773 (centre à 511) et sur y de 237 à 784 (centre à 510)
|
|
// en Python de 0,25 à 0,75 avec une zone morte entre 0,48 et 0,52 (soit 491 et 532 pour une base sur 1024)
|
|
|
|
if ((analogRead(jstk_y_pin) <491) or (analogRead(jstk_y_pin) >532))
|
|
{
|
|
// Désactivation de l'horizontalité automatique
|
|
if (auto_horizontal)
|
|
{
|
|
auto_horizontal = false;
|
|
digitalWrite(led_pin, LOW);
|
|
}
|
|
|
|
// Mouvement y -
|
|
if (analogRead(jstk_y_pin) <491)
|
|
{
|
|
servo_pas = (servo_pas_maxi/(511-237))*(511-analogRead(jstk_y_pin));
|
|
angle_y_ms=angle_y_ms-servo_pas;
|
|
}
|
|
|
|
// Mouvement y +
|
|
if (analogRead(jstk_y_pin) >532)
|
|
{
|
|
servo_pas = (servo_pas_maxi/(784-511))*(analogRead(jstk_y_pin)-511);
|
|
angle_y_ms=angle_y_ms+servo_pas;
|
|
}
|
|
|
|
// Fin de course logiciel
|
|
if (angle_y_ms<600)
|
|
angle_y_ms=600;
|
|
if (angle_y_ms>1600)
|
|
angle_y_ms=1600;
|
|
|
|
// Moteur
|
|
servo_y.writeMicroseconds(angle_y_ms);
|
|
|
|
// Affichage de l'angle du mouvement
|
|
Serial.print("Joystick y : ");
|
|
Serial.print(String(analogRead(jstk_y_pin)));
|
|
Serial.print(" -> pas : ");
|
|
Serial.print(String(servo_pas));
|
|
Serial.print(" µs ; ");
|
|
Serial.print("Angle y : ");
|
|
Serial.print(String(angle_y_ms));
|
|
Serial.print(" µs -> ");
|
|
Serial.print(String(servo_y.read()));
|
|
|
|
// Affichage du capteur IMU
|
|
Serial.print(" ; IMU roll : ");
|
|
Serial.print(roll_txt);
|
|
Serial.print(" ; IMU pitch : ");
|
|
Serial.print(pitch_txt);
|
|
Serial.println();
|
|
}
|
|
|
|
/*****
|
|
* Mise à l'horizontale automatique
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|
*****/
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|
|
|
if (digitalRead(bt_pin) == HIGH)
|
|
auto_horizontal = true;
|
|
|
|
if (auto_horizontal)
|
|
{
|
|
digitalWrite(led_pin, HIGH); // Led
|
|
auto_horizontal_mvt = false;
|
|
|
|
// Mouvement
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|
if ((roll_deg < -1) or (roll_deg > 1) or (pitch_deg < -1) or (pitch_deg > 1))
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|
auto_horizontal_mvt = true;
|
|
if (roll_deg < -1)
|
|
angle_y_ms=angle_y_ms-servo_pas_auto;
|
|
if (roll_deg > 1)
|
|
angle_y_ms=angle_y_ms+servo_pas_auto;
|
|
if (pitch_deg < -1)
|
|
angle_x_ms=angle_x_ms+servo_pas_auto;
|
|
if (pitch_deg > 1)
|
|
angle_x_ms=angle_x_ms-servo_pas_auto;
|
|
|
|
// Fin de course logiciel
|
|
if (angle_x_ms<600)
|
|
angle_x_ms=600;
|
|
if (angle_x_ms>1600)
|
|
angle_x_ms=1600;
|
|
if (angle_y_ms<600)
|
|
angle_y_ms=600;
|
|
if (angle_y_ms>1600)
|
|
angle_y_ms=1600;
|
|
|
|
// Moteurs
|
|
if (auto_horizontal_mvt)
|
|
{
|
|
servo_x.writeMicroseconds(angle_x_ms);
|
|
servo_y.writeMicroseconds(angle_y_ms);
|
|
Serial.print("Mise à l'horizontale automatique : ");
|
|
Serial.print("IMU roll : ");
|
|
Serial.print(roll_txt);
|
|
Serial.print(" ; IMU pitch : ");
|
|
Serial.print(pitch_txt);
|
|
Serial.println();
|
|
}
|
|
}
|
|
}
|