Projet » History » Version 13

Kevin Subileau, 02/14/2011 10:27 AM

1 13 Kevin Subileau
*[[Protocol|Ebauche du protocol de communication entre le drone et le PC]]*
2 13 Kevin Subileau
3 3 Kevin Subileau
h1. Vendredi 3 Décembre
4 1 Jacques LAFFONT
5 3 Kevin Subileau
h2. Baromètre : Variation de tension par mètre
6 3 Kevin Subileau
7 2 Kevin Subileau
h3. Données
8 2 Kevin Subileau
9 2 Kevin Subileau
* "La pression atmosphérique diminue avec l'altitude : elle diminue, exponentiellement, d'un facteur 10 chaque fois que l'on s'élève de 16 km"
10 4 Kevin Subileau
* "À faible altitude, la pression atmosphérique baisse de 1 mbar chaque fois que l'on s'élève de 8 mètres"
11 4 Kevin Subileau
* Sensibilité du capteur : 45 mV/kPa (4,5 mV/mbar)
12 2 Kevin Subileau
13 2 Kevin Subileau
Sources :
14 2 Kevin Subileau
* "Pression atmosphérique - Wikipédia":http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_atmosph%C3%A9rique#Variation_verticale
15 2 Kevin Subileau
* "Atmosphère normalisée - Wikipédia":http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression-altitude#Atmosph.C3.A8res_normalis.C3.A9es
16 2 Kevin Subileau
* "Météo d'Aizenay Vendée":http://www.meteoaizenay.fr/pressionatmosphe/index.html
17 2 Kevin Subileau
* "Documentation Motorola MPX5100":http://www.atmicroprog.com/download/metrologie/mpx5100.pdf
18 2 Kevin Subileau
19 2 Kevin Subileau
h3. Calculs
20 2 Kevin Subileau
21 4 Kevin Subileau
Evolution de la pression par mètre : 1/8 = 0,125 mbar/m
22 4 Kevin Subileau
Evolution de la tension par mètre : 0,125 * 4,5 = 0,5625 mV/m
23 2 Kevin Subileau
24 1 Jacques LAFFONT
h3. Conclusion
25 1 Jacques LAFFONT
26 1 Jacques LAFFONT
Ce capteur a une sensibilité de 0,5625 mV pour un mètre d'altitude. Cela correspond au changement d'un bit dans le registre associé.
27 1 Jacques LAFFONT
28 4 Kevin Subileau
*Ce capteur n'a pas une sensibilité suffisante. Il a été remplacé par un nouveau (voir plus bas).*
29 4 Kevin Subileau
30 3 Kevin Subileau
h1. Vendredi 10 Décembre
31 1 Jacques LAFFONT
32 1 Jacques LAFFONT
h2. Réception du module wifi
33 1 Jacques LAFFONT
34 1 Jacques LAFFONT
Le module wifi Lantronix MatchPort b/g est arrivé. La documentation est disponible sur la forge.
35 4 Kevin Subileau
36 4 Kevin Subileau
h2. Changement de baromètre
37 4 Kevin Subileau
38 4 Kevin Subileau
Suite aux résultats insuffisants du capteur pécédemment séléctionné, nous avons choisi un nouveau capteur de pression, le SenSym SX01DN, qui possède une meilleure sensibilité. Voici donc les nouvelles caractéristique de ce capteur :
39 4 Kevin Subileau
40 4 Kevin Subileau
h3. Données
41 4 Kevin Subileau
42 4 Kevin Subileau
* Cf. données plus haut
43 4 Kevin Subileau
* Sensibilité du SenSym SX01DN : 4 mV/V/psi
44 4 Kevin Subileau
45 4 Kevin Subileau
h3. Calculs
46 4 Kevin Subileau
47 4 Kevin Subileau
*Conversion des valeurs*
48 4 Kevin Subileau
Le capteur sera alimenté en 5 V, et le signal sera amplifié (x100) par un INA126. La sensibilité du capteur devient donc 2 V/psi.
49 4 Kevin Subileau
1 bar = 1000 mbar = 14,5 psi
50 4 Kevin Subileau
51 4 Kevin Subileau
Par conversion en millibars, la sensibilité du capteur devient 29 V/bar, soit +29 mV/mbar+.
52 4 Kevin Subileau
53 4 Kevin Subileau
*Evolution de la tension par mètre*
54 4 Kevin Subileau
Rappel : Evolution de la pression par mètre : 1/8 = 0,125 mbar/m
55 4 Kevin Subileau
29 * 0,125 = +3,625 mV/m+
56 5 Kevin Subileau
57 5 Kevin Subileau
h3. Conclusion
58 5 Kevin Subileau
59 5 Kevin Subileau
Ce capteur, après amplification, a une *sensibilité de 3,625 mV* pour un mètre d'altitude. La résolution étant de 13 bits (0,6 mV/bit), nous obtenons un changement de *6 bits par mètre*.
60 6 Kevin Subileau
61 6 Kevin Subileau
h1. Vendredi 17 Décembre
62 6 Kevin Subileau
63 6 Kevin Subileau
h2. Réception du module wifi
64 6 Kevin Subileau
65 6 Kevin Subileau
La centrale à inertie Sparkfun 6DOF est arrivée. La documentation est disponible sur la forge. Elle doit être alimentée en 3.3 V. Nous utiliserons donc également le régulateur de tension LM317.
66 6 Kevin Subileau
67 6 Kevin Subileau
h2. Recherche de documentation
68 6 Kevin Subileau
69 6 Kevin Subileau
Nous débutons donc les recherches concernant les formules mathématiques à utiliser pour obtenir des données exploitables à partir de la centrale à inertie. Nous recherchons notamment des informations concernant l'espace euclidien et les angles d'Euler.
70 6 Kevin Subileau
71 6 Kevin Subileau
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Euler_angles
72 6 Kevin Subileau
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Euclidean_space
73 6 Kevin Subileau
 * http://www.euclideanspace.com/
74 7 Kevin Subileau
 * http://fr.wikipedia.org/wiki/Acc%C3%A9l%C3%A9ration
75 8 Kevin Subileau
76 8 Kevin Subileau
h1. Mardi 18 Janvier
77 8 Kevin Subileau
78 8 Kevin Subileau
h2. Etude du module GPS
79 8 Kevin Subileau
80 8 Kevin Subileau
Le module GPS UV40 permet une transmission des données sur le port série en utilisant soit le protocole public NMEA, soit le protocole Sony. La sélection se fait selon la position d'un interrupteur sur la platine de test (bit actif ou non).
81 8 Kevin Subileau
82 8 Kevin Subileau
Un test en utilisant HyperTerminal nous a permis de déterminer la position de l'interrupteur permettant la réception en NMEA : (la broche rouche désigne une broche de l'interrupteur non connectée sur la platine de test)
83 8 Kevin Subileau
!gps_nmea.png!
84 9 Kevin Subileau
85 9 Kevin Subileau
*La connexion a été établie à 4800bps*. La documentation à ce sujet était contradictoire : Il est indiqué 4800bps en NMEA à la page 4, et 9600bbs à la page 29.
86 10 Kevin Subileau
87 11 Kevin Subileau
Un fichier montrant un exemple de trame reçu par cette connexion est attaché à cette page (gps_nmea_reception.txt).
88 12 David Jury
89 12 David Jury
h1. Jeudi 20 Janvier
90 12 David Jury
91 12 David Jury
h2. Tests de fiabilité du sonar
92 12 David Jury
93 12 David Jury
Le sonar étant le capteur le plus précis à notre disposition pour mesurer la distance par rapport au sol à faible altitude, il faut s'assurer de son bon fonctionnement.
94 12 David Jury
Ce sonar va envoyer un train de 8 ondes après le déclenchement d'une mesure. On mesure ensuite le temps écoulé entre la fin de l'envoi des ondes et le premier echo recu, c'est à dire la première onde qui est revenue sur le capteur. On en déduit la distance parcourue par cette onde en admettant que la vitesse des ondes est de 340.29 m/s.
95 12 David Jury
96 12 David Jury
h3. Fonctionnement 
97 12 David Jury
98 12 David Jury
Pour effectuer une mesure de distance, il faut plusieurs étapes:
99 12 David Jury
 *Envoyer un signal de 10us au moins pour lancer le train d'ondes
100 12 David Jury
 *Attendre que les ondes soient envoyées pour démarrer la mesure
101 12 David Jury
 *Mesurer le temps mis par l'echo pour revenir (de 100us à 18ms) ou non (36ms)
102 12 David Jury
 *Attendre 10ms pour s'assurer de ne pas capter des echos de la précédente mesure
103 12 David Jury
104 12 David Jury
Le fait que ce capteur envoie un train d'ondes pour mesurer une distance implique qu'il balaye une large zone devant lui (de l'ordre de 55°). Ainsi, si un objet est placé sur un bord de ce cône de détéction, le sonar va capter son echo en premier et non la distance de l'objet en face de lui. En interieur cela peut être un problème du fait de nombreux objets présents dans l'espace de vol, mais en exterieur, cela ne posera pas de soucis particulier car les zones de mesure seront dégagées.
105 12 David Jury
106 12 David Jury
h3. Précision des mesures
107 12 David Jury
108 12 David Jury
La distance maximale est de l'ordre de 3m environ, mais après plusieurs tests, il semble que 2m70 soit plus proche.
109 12 David Jury
110 12 David Jury
Effectuer une mesure complète prend énormément de temps (plus de 46ms dans le pire des cas) ce qui empèche de faire un grand nombre de mesures pour préfiltrer en gardant tout de même une valeur correct. 
111 12 David Jury
On ne peut pas prendre trop de temps à faire des mesures car en peut de temps, le drone peut avoir des mouvements importants qui rendent les valeurs mesurées obsolètes.
112 12 David Jury
113 12 David Jury
En appliquant donc simplement un filtre de Kalman à chaque mesure directement, avec un sonar totalement immobile, on obtient une précision au millimètre.
114 12 David Jury
En faisant des test en tenant le sonar à la main (donc avec une légère instabilité), la précision est de 5mm environ.