Base roulante PAMI

Description

Mobile_base représente le châssis du robot : deux roues fixées sur des moteurs pas à pas pilotées de manière différentielle. Elle traduit des commandes de haut niveau (distance en mm, vitesse en mm/s, angle en degrés) en commandes moteur (pas, pas/s), et remonte les erreurs détectées sous forme de codes de statut.

typedef struct Mobile_base {
	Stepper_motor* left_wheel;
	Stepper_motor* right_wheel;
	Debugger*	   debugger;
	uint16_t 	   acceleration; // [millimeters per second²]
	uint8_t 	   wheel_radius; // [millimeters]
	uint16_t 	   wheel_distance_to_center; // [millimeters] The distance between a wheel and the center of the wheels' axis.
} Mobile_base;

Attributs

Attribut	Type	Unité	Description
left_wheel	Stepper_motor*	—	Moteur de la roue gauche
right_wheel	Stepper_motor*	—	Moteur de la roue droite
debugger	Debugger*	—	Module de log des erreurs
acceleration	uint16_t	mm/s²	Accélération des deux roues
wheel_radius	uint8_t	mm	Rayon de chaque roue
wheel_distance_to_center	uint16_t	mm	Distance entre une roue et le centre de l'axe inter-roues

NOTE

Ces valeurs sont définies dans PAMI_config.h et passées à la structure lors de l'initialisation dans main.c.

Codes de statut

typedef enum Mobile_base_status {
  MOBILE_BASE_OK = 0,
  MOBILE_BASE_ERR_ZERO_WHEEL_RADIUS,   // wheel_radius == 0
  MOBILE_BASE_ERR_ZERO_D2C,            // wheel_distance_to_center == 0
  MOBILE_BASE_ERR_INVALID_PARAMS,      // angle hors plage ou couple (step, speed) inavlide
} Mobile_base_status;

Toutes les fonctions publiques retournent un Mobile_base_status.

Méthodes publiques

Mobile_base_init

Mobile_base_status Mobile_base_init(Mobile_base* self, Debugger* debugger, uint32_t timer_frequency);

Initialise les deux moteurs avec l'accélération convertie en pas/s². Vérifie que wheel_radius et wheel_distance_to_center sont non nuls avant tout calcul.

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Mobile_base_move_straight

Mobile_base_status Mobile_base_move_straight(Mobile_base* self, uint16_t distance, int16_t speed);

Commande les deux moteurs pour avancer ou reculer en ligne droite.

Paramètre	Type	Unité	Description
distance	uint16_t	mm	Distance à parcourir
speed	int16_t	mm/s	Positif = avant, négatif = arrière

NOTE

• La roue gauche tourne en sens inverse de la roue droite pour avancer en ligne droite car les moteurs sont posés en miroir.
• Le coeffecient DISTANCE_CORRECTION_FACTOR est appliqué à la distance de chaque roue.

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Mobile_base_rotate

Mobile_base_status Mobile_base_rotate(Mobile_base* self, uint16_t angle, int16_t rotation_speed, enum Rotation_center rotation_center);

Rotation autour d'un centre configurable.

Paramètre	Type	Unité	Contraintes
angle	uint16_t	degrés	1° à 360°, sinon retourne MOBILE_BASE_ERR_INVALID_PARAMS
rotation_speed	int16_t	degrés	-360° à +360° (0° non compris), sinon retourne MOBILE_BASE_ERR_INVALID_PARAMS
rotation_center	enum Rotation_center	N/A	CENTER, LEFT_WHEEL ou RIGHT_WHEEL

Calcul de la distance à parcourir par chaque roue :

rotation_center	Roue gauche	Roue droite
CENTER	angle_rad × d2c	angle_rad × d2c
LEFT_WHEEL	0	angle_rad × 2 × d2c
RIGHT_WHEEL	angle_rad × 2 × d2c	0

NOTE

• Le coeffecient DISTANCE_CORRECTION_FACTOR est appliqué à la distance de chaque roue.

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Mobile_base_stop

Mobile_base_status Mobile_base_stop(Mobile_base* self);

Décélération progressive : met la vitesse cible à 0 pour les deux moteurs. Les moteurs s'arrêtent après la rampe de décélération.

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Mobile_base_emergency_stop

void Mobile_base_emergency_stop(Mobile_base* self);

Arrêt immédiat sans décélération : coupe le signal PWM sur les deux moteurs instantanément.

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Mobile_base_process

void Mobile_base_process(Mobile_base* self);

À appeler à chaque cycle (toutes les (toutes les CYCLE_PERIOD ms)). Délègue à Motor_process() pour chacune des deux roues : ajustement de la vitesse courante vers la vitesse cible.

Méthodes privées — Conversions d'unités

Ces trois fonctions traduisent les unités physiques en unités moteur (pas).

__Distance_to_step

uint32_t __Distance_to_step(Mobile_base* self, uint16_t distance);

Convertit une distance linéaire (mm) en nombre de pas.

angle_roue (°) = distance × 180 / (rayon × π)
pas = angle_roue / ANGLE_PER_STEP

Avec ANGLE_PER_STEP = 0.18° (résolution du microstep actuel).

__Speed_to_steps_per_sec

int32_t __Speed_to_steps_per_sec(Mobile_base* self, int16_t speed);

Convertit une vitesse linéaire (mm/s) en fréquence PWM (pas/s = Hz).

vitesse_angulaire (°/s) = vitesse × 180 / (rayon × π)
pas/s = vitesse_angulaire / ANGLE_PER_STEP

__Acceleration_to_steps_per_sec_2

uint32_t __Acceleration_to_steps_per_sec_2(Mobile_base* self, uint16_t acceleration);

Même logique que __Speed_to_steps_per_sec, appliquée à l'accélération (mm/s² -> pas/s²).