Quelques programmes pour notre fusée avec Arduino embarqué !

Un compte à rebours simple de 10 secondes, verrouillé par une clé RFID et déclenchant un relais, pour l'allumage électrique d'une micro-fusée. Basé sur un Arduino Nano.

Bibliothèques nécessaires :

• SPI
• MFRC522 V1.4 : contrôle de la clé RFID

Basé sur un Arduino Nano 33 IoT.

Bibliothèques nécessaires :

• Arduino_LSM6DS3 : centrale inertielle (CI)
• WiFiNINA : connexion et communication via Wifi
• SD : gestion de la carte SD
• Servo : gestion des servomoteurs
• avr/dtostrf : pour convertir les floats en chaîne de caractères

Permet de recevoir via Wifi les commandes (cf. exemple-script-fusee.rl) :

• Commandes générales et connexion :
  • wifi.connectNetwork ssid pwd: permet de se connecter au réseau wifi ssid avec le mot de passe pwd.
  • wifi.broadcastUdpClient n ip_rocket port_rocket: permet de connaître le client distant numéro n (de 0à 4) et de lui retourner les mesures et le statut de la fusée.
  • system.delay duree : bloque l'exécution de la boucle principale de l'Arduino pendant duree ms.
• Loggers et différents états :
  • rocket.status : état de la fusée.
  • wifi.status : état de la connexion Wifi.
  • logger.status : indique les différents loggers actifs.
  • logger.initSdcard : initialise et lance les logs sur la carte SD.
  • logger.flushToSdcard : force le vidage du cache des logs sur la carte SD.
  • logger.activateLogImuData et logger.deactivateLogImuData : active/désactive les logs (via serial, SD-Card et Wifi) des données de la centrale inertielle.
  • logger.activateLogFlush et logger.deactivateLogFlush: active/désactive les logs de vidage du cache sur la carte SD.
  • logger.activateLogRocketStatus et logger.deactivateLogRocketStatus : active/désactive les logs d'état général de la fusée.
• Plan/script de vol de la fusée :
  • flightplan.configureStep no_step delai commande : précise la temporisation (durée en ms) de l'étape no_step et la commande à exécuter au début de l'étape.
  • flightplan.getSteps : renvoie toutes les étapes de vol de la fusée.
  • flightplan.goStep step : permet de passer directement à l'étape step (et éventuellement de faire des boucles).
• Centrale inertielle :
  • imu.getBuffer : renvoie toutes les données inertielles contenues dans le buffer de calibration
  • imu.calibrate ax ay az valpha vbeta vgamma : intégre des offsets dans les données brutes des capteurs de façon à avoir exactement les valeurs passées en calibration
  • *imu.setMinAccelerationFilter mina" : paramètre l'accélération minimale à prendre en compte dans la centrale inertielle (les accélérations inférieures seront considérées comme nulles pour éviter la dérive)
  • *imu.setMinAngularVelocityFilter minv" : paramètre la vitesse angulaire minimale à prendre en compte dans la centrale inertielle (les accélérations inférieures seront considérées comme nulles pour éviter la dérive)
  • imu.setRcsServoX n : indique que le servo-moteur n servira pour le contrôle de l'axe X par la tuyère orientable
  • imu.setRcsServoY n : indique que le servo-moteur n servira pour le contrôle de l'axe Y par la tuyère orientable
  • imu.setWcsServoX n : indique que le servo-moteur n servira pour le contrôle de l'axe X par les ailerons
  • imu.setWcsServoY n : indique que le servo-moteur n servira pour le contrôle de l'axe Y par les ailerons
  • imu.activateRcs et imu.deactivateRcs : active et désactive la stabilisation par la tuyère orientable
  • imu.activateWcs et imu.deactivateWcs : active et désactive la stabilisation par les ailerons -
  • imu.setCorrectionFunctionParameters a b c d: Passage des paramètres d'un polynome de degré 3 (a.err³ + b.err² + c.err + d) donnant la correction à appliquer sur la position des servomoteurs en fonction de l'écart à la verticale.
• Lancement et actions générales :
  • rocket.launch code ou flightplan.start code : Lance l'exécution du plan de vol avec le lancement de l'étape 0. Protégé par un code.
  • rocket.stage n : Sans effet. Permet de générer un log indiquant que l'on est passé à l'étage n de la fusée.
  • flightplan.stop code : interrompt le programme de la fusée et revient à l'étape initiale. Protégé par un code. Attention aux conséquences !
• Gestion des signaux sur les broches de l'Arduino :
  • pin.setMode pin mode : configure la broche n°pin (OUTPUT/INPUT).
  • pin.digitalWrite pin niveau : envoie un signal (0 ou 1) ou l'arrête sur la sortie numérique pin désignée.
  • pin.fire pin : idem pin.digitalWrite pin 1.
  • pin.tone pin freq : joue un son de fréquence freq hz sur la sortie pin.
  • pin.toneStop pin : coupe le son sur la sortie pin.
• Gestion des servo-moteurs
  • servo.setAngle servo angle : positionne (mais sans correction/calibration) sur un angle précis (de 0 à 180°) le servo moteur n°servo.
  • servo.setPosition servo position : positionne le servo moteur n°servo sur une position repérée de -100 à 100 (en tenant compte de la calibration du servo).
  • servo.setOffset servo offset : indique un décalage du 0 pour le servo moteur n°servo
  • servo.setSlope servo slope : indique le coefficient entre angle et position pour le servo moteur n°servo
  • servo.status servo : indique le status pour le servo moteur n°servo (paramètres de calibration et consigne actuelle)

Remarques sur l'Arduino Nano 33 IoT :

• La gestion de l'USB est basé sur un programme chargé par le bootloader. Mais si le programme personnalisé est bogué, il peut empêcher la routine de gestion de l'USB de fonctionner. L'Arduino apparaît alors "briqué". Il faut appuyer rapidement 2 fois sur le boutons reset pour forcer le rechargement du bootloader (et la gestion du port USB).
• Attention : I/O en 3,3 V.

Remarques sur la carte SD :

• à alimenter en 5V ;
• nom de fichier de 8 caractères maximum (retour à l'époque du DOS !!)

Commandes lancées depuis un smartphone :

• Trouver l'adresse IP de la fusée :

ip neigh

• Connexion à la fusée (port 23900 par défaut) :

nc -u 192.168.x.x {port}

Il est ensuite possible de continuer à taper pour envoyer les commandes.

• Etat de la connexion :

netstat | grep {port}

• Envoi d'une commande :

echo -n "WB 0 192.168.0.3 23900" > /dev/udp/192.168.0.3/23900

Application Python permettant de configurer le vol de la fusée, de vérifier son statut, de lancer le compte à rebours final et d'acquérir et d'afficher les infos de vol.

• Possibilité d'alimenter les servo-moteurs à une tension supérieure aux 5V de l'Arduino (par exemple avec les 7,4 V de la batterie), pour accélérer la vitesse de rotation.