Kernel Fablab Lannion - Contributions [fr]

IllustraBot2

2014-01-30T14:31:00Z

Nicolaslenillon : /* TODO */

[[File:20140106_125232.jpg|400px|droite]]
'''Il revient et il a plus de dents !!'''

== Présentation ==
[[File:concept.svg|200px|gauche]]
Un an après [[IllustraBot]], les Bell Labs relancent une expérimentation 4G.
Il est temps de le faire évoluer !

Cette fois, l'idée générale est de commander un bras robotisé à l'aide des mouvements d'un téléphone.
{{clr}}

== Architecture ==
[[File:archi.png|500px]]

== Matériel ==

* un bras robotisé : don du Lycée Le Dantec
* une beagleboard / clef+sim 4G : don des Bell Labs
* 6 drivers moteur pas à pas : (au moins 2) à acheter
* un smartphone 4G : don Alcatel-Lucent

* [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/bras_illustration.pdf?raw=true schéma robot]

=== TODO ===
* commande drivers : Urgent => Jerome, cedric
* classeur de documentation : jerome
* taper alu: cedric

== ETAT MOTEURS ==
* etat des moteurs ( numéro en fonction connectique - connectique à 4 fils pour tous les moteurs )
** moteur 1 : axe vertical - OK
** moteur 2 : épaule : 8 fils couplage en 2x2 - défectueux ?
** moteur 3 : coude : 8 fils couplage en 2x2 - OK
** moteur 4 : rotation main gauche - OK
** moteur 5 : rotation main droit - OK
** moteur 6 : fermeture main - OK
** NB : attention les moteurs de la pince 5-6 et 4-6 doivent fonctionner ensemble pour garder l'ouverture constante....

=== TODO ===
* test moteur 2 : bobines semble OK - hypothèse courant insuffisant avec utilisation easy driver.
** on dispose 2 moteurs supplémentaire identique (à tester). Pour un démontage éventuel, il y aura un écrou qui est inaccessible ( derrière poulie )

== CARTE DETECTION ==
la carte fonctionne parfaitement. préparation connectique en cours.
* schéma sur github
* adaptation 5V => 3.3V:
** proposition avec transistor NPN + led. Permettra d'avoir un visuelle et correspondance sur GPIO.

NB: inversion fils rouge(+5V) / noir (GND) fait

== CARTE DE CONNECTION ==
la carte aura le cahier des charges suivant :
* connectique pour l'emplacement beagle bone
* 6 drivers popolu A4988 ( TBC) avec connectiques externes
* 6 entrées avec adaptation 5V->3.3V
* 3 à 4 alimentations ( 5V/3.3 V/ 12 volts ou plus)
** prévoir capacité autour du 5V
** prévoir capacité autour du 3.3V des transistors de l'adaptation
** prévoir capacités en amont de chaque alimentation autour drivers ( VDD et VMOT )
** prévoir 2 sources d'alimentation VMOT séparer pour alimenter les moteurs :
*** suivant problèmes perf moteur, on aura peut-être à fournir des moteurs en 12 volts et d'autres à > 12 volts ( par exemple moteurs épaule & coude )

=== TODO ===
* schema action : nico
* liste composant : nico, claude, jerome
* voir carte controle moteur de la fraisseuse CNC
* regarder IO beaglebone => nico, claude, jérome

* question:
** le 3.3V peut-il provenir de la beaglebone ? => action: nico, claude
*** si oui, quel amperage ? besoin 108 mA = 60 mA (led) + 6 x8 driver
*** possibilité de dimunuer le courant led si nécessaire
** il faudra peut être prévoir 2 sources d'alimentation séparer pour alimenter des moteurs en 12 volts et certains et 18 volts ( par exemple )
** Le 5V et le 3.3V peuvent être fourni par la beaglebone à la carte fille (IF Beagle / Bras) sur le connecteur P9 (le régulateur 3.3V peut fournir jusqu'à 500mA mais il faudra vérifier si cela sera suffisant pour la beagle + la carte fille)
** Prévoir alimentation soit par beagle soit par connecteur externe avec switch.

== Logiciel ==

=== Commande du bras ===
3 axes de commande avec le gyroscope :
*
*
*

Exemples :
* [http://youtu.be/ZhIoyLxZLv4?t=1m50s avec un nunchuk] (coupez le son)

=== TODO ===
* Cedric: [ANDROID] repartir du projet Illustrabot 1er du nom, et intégrer la détection des capteurs gyro avec conversion en gcode ( commande Gcode à définir avec l'équipe beagleboard)
* préparer [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2 forge logicielle] : jerome, OK
* définir protocole de communication : Jérôme, en cours [[IllustraBot2:protocole]]
* Étudier une solution basée sur LinuxCNC : FX

=== Code source ===
* dépôt [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2 github]

=== kernel 3.8.x ===
Les pins des connecteurs P8 et P9 peuvent avoir plusieurs fonctions : on parle de mode. Cela est configuré via un mux.

Avec les kernel 3.8.x la configuration de ce mux a drastiquement changé (pour unifier tous les arm). Il faut maintenant utiliser des Device Tree Overlay (dto).

Quelques liens très utiles :
* [https://github.com/jadonk/validation-scripts/tree/master/test-capemgr exemple de configuration du mux]
* [http://forum.beaglefu.com/topic/26-beaglebone-black-using-devicetrees-to-expose-gpio-pin-functions/ post de forum] d'un mec qui suit le cheminement
* [http://pinmux.tking.org/index.html recherche] qui permet de trouver l'adresse du registre
* chez [http://learn.adafruit.com/introduction-to-the-beaglebone-black-device-tree/overview adafruit] très bien fait comme d'hab

Le package debian ''device-tree-compiler'' n'est pas bon [http://eewiki.net/display/linuxonarm/BeagleBone+Black#BeagleBoneBlack-Upgradedistro%22device-tree-compiler%22package voir ici]
wget -c https://raw.github.com/RobertCNelson/tools/master/pkgs/dtc.sh
chmod +x dtc.sh
./dtc.sh

Voici un petit aide mémoire des commandes à passer pour appliquer un device tree overlay :
export SLOTS=/sys/devices/bone_capemgr.9/slots
export PINS=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pins
export PINMUX=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pinmux-pins
dtc -O dtb -o motor_test-1-00A0.dtbo -b 0 -@ motor_test-1.dts # compiler le fichier source
cp motor_test-1-00A0.dtbo /lib/firmware/ # copier vers le répertoire de firmware
echo motor_test-1 > $SLOTS # appliquer l'overlay
cat $SLOTS # vérifier son application
...
8: ff:P-O-L Override Board Name,00A0,Override Manuf,motor_test-1
egrep "830|834" $PINS # vérifier le mode des pins
pin 12 (44e10830) 00000007 pinctrl-single
pin 13 (44e10834) 00000007 pinctrl-single
egrep "830|834" $PINMUX # vérifier la réservation des pins
pin 12 (44e10830): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
pin 13 (44e10834): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
echo -8 > $SLOTS # remove overlay

== Évolutions possibles ==

* Docteur maboule ?
* construction 3D -> maison pour les enfants : [http://www.dailymotion.com/video/x16z3rg_cite-des-sciences-bras-robotique_tech comme ça]

== Bilbiographie / documentation ==
* Dossiers de TP sur [[:File:bobyLeRobot.pdf|BobbyLeRobot]]
* Commande du bras avec un [[:File:chap03.pdf|TO7/70]] :)
* Documentation obtenue par ingénierie inversée
** [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/bras_illustration.pdf?raw=true Bras & moteurs]
** carte de [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/schema_carte_detection.pdf?raw=true détection]
* Hardware
** BeagleBone [http://elinux.org/Beagleboard:BeagleBoneBlack Black]
*** shema + System reference manual [http://beagleboard.org/static/beaglebone/latest/Docs/Hardware/BeagleBone_Black_DOCS.zip]
*** Processeur TI [http://www.ti.com/product/am3358]
** [http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/ EasyDriver]
** datasheets & co sur le [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/tree/master/DOC github]
* How-To's
** Tutorial [https://www.youtube.com/watch?v=gqrjtB2cmu8 vidéo] BB+EasyDriver+stepper motor ([https://github.com/derekmolloy/beaglebone code source])

{{clr}}

== Médias ==

=== Vidéos ===
* [http://www.dailymotion.com/video/x1a73h9_illustrabot2-controle-du-bras-par-joystick_tech Contrôle du bras] par joystick

=== Photos ===

<gallery>
Fichier:20140106 125232.jpg|Le bras à piloter
Fichier:20140106 133549.jpg|Carte de commande
Image:20140108_212028.jpg|Épaule et commande
Image:20140108_212035.jpg|2 moteurs
Image:20140108_212044.jpg|Intérieur coude
Image:20140108_212050.jpg|Intérieur épaule
Image:20140108_212058.jpg|2 autres moteurs
Image:20140108_212108.jpg|Poignet et pince
Image:20140108_212128.jpg|Intérieur pince
Image:20140108_212922.jpg|Bras
Image:20140108_213142.jpg|Intérieur de la base
Image:20140108_213325.jpg|Intérieur de la base
Image:20140108_230046.jpg|Fablab:1, Bras:0
</gallery>

== Participants ==
Non exhaustif :
* Jérôme
* Claude
* Fx
* David
* Cédric
* Julien
* Nicolas
* Raoul

[[Category:Projet]] [[Category:IllustraBot2]]

IllustraBot2

2014-01-30T14:29:15Z

Nicolaslenillon : /* TODO */

[[File:20140106_125232.jpg|400px|droite]]
'''Il revient et il a plus de dents !!'''

== Présentation ==
[[File:concept.svg|200px|gauche]]
Un an après [[IllustraBot]], les Bell Labs relancent une expérimentation 4G.
Il est temps de le faire évoluer !

Cette fois, l'idée générale est de commander un bras robotisé à l'aide des mouvements d'un téléphone.
{{clr}}

== Architecture ==
[[File:archi.png|500px]]

== Matériel ==

* un bras robotisé : don du Lycée Le Dantec
* une beagleboard / clef+sim 4G : don des Bell Labs
* 6 drivers moteur pas à pas : (au moins 2) à acheter
* un smartphone 4G : don Alcatel-Lucent

* [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/bras_illustration.pdf?raw=true schéma robot]

=== TODO ===
* commande drivers : Urgent => Jerome, cedric
* classeur de documentation : jerome
* taper alu: cedric

== ETAT MOTEURS ==
* etat des moteurs ( numéro en fonction connectique - connectique à 4 fils pour tous les moteurs )
** moteur 1 : axe vertical - OK
** moteur 2 : épaule : 8 fils couplage en 2x2 - défectueux ?
** moteur 3 : coude : 8 fils couplage en 2x2 - OK
** moteur 4 : rotation main gauche - OK
** moteur 5 : rotation main droit - OK
** moteur 6 : fermeture main - OK
** NB : attention les moteurs de la pince 5-6 et 4-6 doivent fonctionner ensemble pour garder l'ouverture constante....

=== TODO ===
* test moteur 2 : bobines semble OK - hypothèse courant insuffisant avec utilisation easy driver.
** on dispose 2 moteurs supplémentaire identique (à tester). Pour un démontage éventuel, il y aura un écrou qui est inaccessible ( derrière poulie )

== CARTE DETECTION ==
la carte fonctionne parfaitement. préparation connectique en cours.
* schéma sur github
* adaptation 5V => 3.3V:
** proposition avec transistor NPN + led. Permettra d'avoir un visuelle et correspondance sur GPIO.

NB: inversion fils rouge(+5V) / noir (GND) fait

== CARTE DE CONNECTION ==
la carte aura le cahier des charges suivant :
* connectique pour l'emplacement beagle bone
* 6 drivers popolu A4988 ( TBC) avec connectiques externes
* 6 entrées avec adaptation 5V->3.3V
* 3 à 4 alimentations ( 5V/3.3 V/ 12 volts ou plus)
** prévoir capacité autour du 5V
** prévoir capacité autour du 3.3V des transistors de l'adaptation
** prévoir capacités en amont de chaque alimentation autour drivers ( VDD et VMOT )
** prévoir 2 sources d'alimentation VMOT séparer pour alimenter les moteurs :
*** suivant problèmes perf moteur, on aura peut-être à fournir des moteurs en 12 volts et d'autres à > 12 volts ( par exemple moteurs épaule & coude )

=== TODO ===
* schema action : nico
* liste composant : nico, claude, jerome
* voir carte controle moteur de la fraisseuse CNC
* regarder IO beaglebone => nico, claude, jérome

* question:
** le 3.3V peut-il provenir de la beaglebone ? => action: nico, claude
*** si oui, quel amperage ? besoin 108 mA = 60 mA (led) + 6 x8 driver
*** possibilité de dimunuer le courant led si nécessaire
** il faudra peut être prévoir 2 sources d'alimentation séparer pour alimenter des moteurs en 12 volts et certains et 18 volts ( par exemple )
** Le 5V et le 3.3V peuvent être fourni par la beaglebone à la carte fille (IF Beagle / Bras) sur le connecteur P9 (le régulateur 3.3V peut fournir jusqu'à 500mA mais attention, il faudra si cela sera suffisantpour la beagle + la carte fille)
** Prévoir alimentation soit par beagle soit par connecteur externe avec switch.

== Logiciel ==

=== Commande du bras ===
3 axes de commande avec le gyroscope :
*
*
*

Exemples :
* [http://youtu.be/ZhIoyLxZLv4?t=1m50s avec un nunchuk] (coupez le son)

=== TODO ===
* Cedric: [ANDROID] repartir du projet Illustrabot 1er du nom, et intégrer la détection des capteurs gyro avec conversion en gcode ( commande Gcode à définir avec l'équipe beagleboard)
* préparer [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2 forge logicielle] : jerome, OK
* définir protocole de communication : Jérôme, en cours [[IllustraBot2:protocole]]
* Étudier une solution basée sur LinuxCNC : FX

=== Code source ===
* dépôt [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2 github]

=== kernel 3.8.x ===
Les pins des connecteurs P8 et P9 peuvent avoir plusieurs fonctions : on parle de mode. Cela est configuré via un mux.

Avec les kernel 3.8.x la configuration de ce mux a drastiquement changé (pour unifier tous les arm). Il faut maintenant utiliser des Device Tree Overlay (dto).

Quelques liens très utiles :
* [https://github.com/jadonk/validation-scripts/tree/master/test-capemgr exemple de configuration du mux]
* [http://forum.beaglefu.com/topic/26-beaglebone-black-using-devicetrees-to-expose-gpio-pin-functions/ post de forum] d'un mec qui suit le cheminement
* [http://pinmux.tking.org/index.html recherche] qui permet de trouver l'adresse du registre
* chez [http://learn.adafruit.com/introduction-to-the-beaglebone-black-device-tree/overview adafruit] très bien fait comme d'hab

Le package debian ''device-tree-compiler'' n'est pas bon [http://eewiki.net/display/linuxonarm/BeagleBone+Black#BeagleBoneBlack-Upgradedistro%22device-tree-compiler%22package voir ici]
wget -c https://raw.github.com/RobertCNelson/tools/master/pkgs/dtc.sh
chmod +x dtc.sh
./dtc.sh

Voici un petit aide mémoire des commandes à passer pour appliquer un device tree overlay :
export SLOTS=/sys/devices/bone_capemgr.9/slots
export PINS=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pins
export PINMUX=/sys/kernel/debug/pinctrl/44e10800.pinmux/pinmux-pins
dtc -O dtb -o motor_test-1-00A0.dtbo -b 0 -@ motor_test-1.dts # compiler le fichier source
cp motor_test-1-00A0.dtbo /lib/firmware/ # copier vers le répertoire de firmware
echo motor_test-1 > $SLOTS # appliquer l'overlay
cat $SLOTS # vérifier son application
...
8: ff:P-O-L Override Board Name,00A0,Override Manuf,motor_test-1
egrep "830|834" $PINS # vérifier le mode des pins
pin 12 (44e10830) 00000007 pinctrl-single
pin 13 (44e10834) 00000007 pinctrl-single
egrep "830|834" $PINMUX # vérifier la réservation des pins
pin 12 (44e10830): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
pin 13 (44e10834): helper.15 (GPIO UNCLAIMED) function pinmux_motor group pinmux_motor
echo -8 > $SLOTS # remove overlay

== Évolutions possibles ==

* Docteur maboule ?
* construction 3D -> maison pour les enfants : [http://www.dailymotion.com/video/x16z3rg_cite-des-sciences-bras-robotique_tech comme ça]

== Bilbiographie / documentation ==
* Dossiers de TP sur [[:File:bobyLeRobot.pdf|BobbyLeRobot]]
* Commande du bras avec un [[:File:chap03.pdf|TO7/70]] :)
* Documentation obtenue par ingénierie inversée
** [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/bras_illustration.pdf?raw=true Bras & moteurs]
** carte de [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/blob/master/DOC/schema_carte_detection.pdf?raw=true détection]
* Hardware
** BeagleBone [http://elinux.org/Beagleboard:BeagleBoneBlack Black]
*** shema + System reference manual [http://beagleboard.org/static/beaglebone/latest/Docs/Hardware/BeagleBone_Black_DOCS.zip]
*** Processeur TI [http://www.ti.com/product/am3358]
** [http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/ EasyDriver]
** datasheets & co sur le [https://github.com/fablab-lannion/IllustraBot2/tree/master/DOC github]
* How-To's
** Tutorial [https://www.youtube.com/watch?v=gqrjtB2cmu8 vidéo] BB+EasyDriver+stepper motor ([https://github.com/derekmolloy/beaglebone code source])

{{clr}}

== Médias ==

=== Vidéos ===
* [http://www.dailymotion.com/video/x1a73h9_illustrabot2-controle-du-bras-par-joystick_tech Contrôle du bras] par joystick

=== Photos ===

<gallery>
Fichier:20140106 125232.jpg|Le bras à piloter
Fichier:20140106 133549.jpg|Carte de commande
Image:20140108_212028.jpg|Épaule et commande
Image:20140108_212035.jpg|2 moteurs
Image:20140108_212044.jpg|Intérieur coude
Image:20140108_212050.jpg|Intérieur épaule
Image:20140108_212058.jpg|2 autres moteurs
Image:20140108_212108.jpg|Poignet et pince
Image:20140108_212128.jpg|Intérieur pince
Image:20140108_212922.jpg|Bras
Image:20140108_213142.jpg|Intérieur de la base
Image:20140108_213325.jpg|Intérieur de la base
Image:20140108_230046.jpg|Fablab:1, Bras:0
</gallery>

== Participants ==
Non exhaustif :
* Jérôme
* Claude
* Fx
* David
* Cédric
* Julien
* Nicolas
* Raoul

[[Category:Projet]] [[Category:IllustraBot2]]