COMMENT COMMUNIQUER EFFICACEMENT DES INFORMATIONS ENTRE LES SYSTEMES ET/OU LES HUMAINS?

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1 Sciences et Technologies de l Industrie et du Développement Durable Etude d un bus de terrain (BUS CAN) Pilote Automatique de Bateau (TP32) T le STI2D CI10 : Transmission de l information TP ET COMMENT COMMUNIQUER EFFICACEMENT DES INFORMATIONS ENTRE LES SYSTEMES ET/OU LES HUMAINS? 1. Introduction : La transmission des données entre la boussole numérique et la carte de commande du pilote s effectue à l aide d un bus de terrain, de type BUS CAN (Controller Aera Network). Le BUS CAN a été lancé en 1990 pour répondre aux besoins de l'industrie automobile devant la montée de l'électronique embarquée. En 2005 une voiture moyenne comporte une centaine de microcontrôleurs. Pour éviter les 2 kms de câblage d'une grosse voiture actuelle, soit 100 kg de cuivre, il fallait définir un bus série simplifiant énormément l'intégration des fils dans le châssis. Câblage conventionnel (Voiture) Câblage bus CAN (Voiture) Ci dessous le synoptique de l implantation du bus CAN sur le pilote TP32 du laboratoire. L oscilloscope permet de capter les trames binaires circulant sur le bus CAN via le boîtier. Un logiciel dédié permet de les décoder : Trames décodées CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 1/6

2 On donne ci dessous le diagramme de bloc interne (SysML) du Pilote TP32 : Boussole Allumer / Eteindre Afficheur Cap Afficher Q1. Lister les éléments communicants sur le BUS CAN (bus série). Q2. Donner le cheminement de l information «Angle» depuis la boussole jusqu à l afficheur cap. Q3. Indiquer l intérêt de réaliser le câblage de ces différents éléments en BUS CAN. 2. Analyse des trames émises sur le BUS CAN du Pilote TP32 : Télécharger et décompresser le fichier «Pcanview», puis double-cliquer sur PcanView.exe : le logiciel d analyse de trames BUS CAN PcanView s ouvre. Choisir le périphérique «Device FFh» : Sélectionner une vitesse de 250 kbit/s : Cliquer sur «OK» CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 2/6

3 Les trames BUS CAN émises sont listées dans le tableau : o La colonne «CAN-ID» contient les identifiants de trames en hexadécimal (ne pas prendre en compte le «h») o La colonne «Data» contient les données en hexadécimal regroupées en octets (8 bits soit 2 caractères héxa) o La colonne «Cycle Time» indique le délai entre l émission de 2 trames de même identifiant o La colonne «Count» indique le nombre de trames émises portant le même identifiant. Identifiant de trame Données Période de répétition de la trame (millisecondes) Nombre de trames émises (1) A l aide du bouton gauche, amener la tige en position centrale. (2) Appuyer sur le bouton «STBY/AUTO», mettre le pilote en mode automatique Réorienter le pilote (à droite, puis à gauche) 1 2 Q4. Décrire et expliquer le comportement du système lorsque qu on cherche à le réorienter. Pour la suite du TP, retirer le câble d alimentation du moteur pour éviter les allersretours de la tige. Q5. Déterminer l identifiant de la trame affichant l information de cap (boussole). Expliquer votre démarche CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 3/6

4 3. Emulation de la commande déportée : Les accessoires disponibles pour le Pilote TP32 comprennent une commande déportée (modèle HR22) qui communique elle aussi sur le BUS CAN. On se propose ici d émuler son fonctionnement, via le logiciel PcanView. On donne les informations cicontre : Identifiant BUS CAN Données (DATA) Sortir la tige 0CFF F FF E1 02 FF FF FF Rentrer la tige 0CFF F FF E1 01 FF FF FF Sous PcanView, cliquer sur «Transmit» puis sur «New Message» : Compléter les champs en jaune pour que cette transmission permette de faire sortir la tige : Indiquer «0» pour «Cycle time» : Indiquer le commentaire «Sortir» : Cliquer sur «OK» : De retour à l interface PcanView, sélectionner la trame précédemment créée puis presser la «Barre espace» pour envoyer la trame. Note : Pour envoyer les trames en continu, laisser la barre espace appuyée (ne pas insister lorsque la tige est en butée). Sélectionner puis barre espace Q6. Qu observez vous? Appeler le professeur pour faire valider. CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 4/6

5 le T STI2D TP BUS CAN TP32 TP Effectuer un clic droit sur la trame précédemment créée : Cliquer sur «Copy» : Effectuer un clic droit dans la zone «Transmit» : Cliquer sur «Paste» : Double cliquer sur la nouvelle trame, et effectuer les modifications pour faire rentrer la tige. Clic droit Clic droit Q7. Indiquer vos modifications et appeler le professeur pour validation. Q8. Donner le nombre de bit(s) qui varie(nt) entre la trame «Sortir» et «Rentrer». Justifier votre réponse. 4. Analyse de l information «CAP» : Comme vu précédemment, les trames d identifiants 09F11200 transmettent le cap issu de la boussole numérique. Cette partie à pour but de décoder cette information. On donne le format des données transmises par la trame : Octet n 0 Octet n 7 Q9. Bouger le pilote et indiquer le numéro des octets qui donne l information «CAP» On suppose que lorsque le pilote est orienté au Nord, l information de cap est CAP = Orienter le pilote de façon à ce que la trame affiche le nord : Vérifier avec la boussole : Placer la table d orientation orientée au nord sous le pilote orienté au Nord. Q10. A l aide du dossier technique (dossier-technique-tp32.pdf), justifier la position de l axe de la tige du pilote lorsque le bateau est orienté au nord. CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 5/6

6 Les octets transmettant l information de CAP sont disposés à l envers : le LSB* est placé devant le MSB*. Ce qui veut dire que la lecture est inversée. *LSB = «Less Significant Byte» = Octet de poids le plus faible *MSB = «Max Significant Byte» = Octet de poids le plus fort Exemple : LSB MSB Données en héxa Données en décimal 1A 3F 3F1A C C 92 Q11. Recopier le tableau ci-dessous et réaliser la mesure permettant de le compléter. Orientation réelle du pilote ( ) - s aider de la table d orientation 0 (N) 45 (NE) 90 (E) 135 (SE) 180 (S) 225 (SO) 270 (O) 315 (NO) Valeur Octet LSB du Valeur Octet LSB du (Décimal) Q12. Tracer la courbe «décimal» = f (Orientation réelle du pilote)». Que constatez vous? Q13. Calculer le coefficient de correction à appliquer pour afficher le CAP sur une console en fonction de la valeur du BUS CAN en décimal. CI10_TP_BUS_CAN_TP32_ELEVES_V0.docx Lycée Jules Ferry Versailles 6/6