Programme GPS et transmission Kiwi
Le but de ce programme est de transmettre des coordonnées GPS par un canal analogique du module Kiwi.
Nous allons coder chaque coordonnée sur 2 octets. Pour la latitude nous appelons E1 l'octet de poids fort et E2 l'octet de poids faible. Afin de garder une bonne résolution (res=5000pts/°) nous allons enlever à cette coordonnée un offset E0. Cf la zone couverte ci-jointe.
Pour être fiable il faut être sûr de récupérer la valeur exacte de l'octet de poids fort. Or la précision de la chaine de transmission est d'environ 2 LSB. Aussi nous avons codé l'octet de poids fort sur 6 bits et multiplié par 4 le résultat. Ainsi le nouveau quantum vaut 4 LSB.
De plus entre chaque octet à transmettre (4 au total) nous allons insérer un octet de référence afin d'obtenir une courbe d'étalonnage et de bien séparer les octets transmis. Le fichier Excel effectuera grâce à ces références les corrections nécessaires et restituera les coordonnées GPS.
Au final les octets à transmettre sont : (cf sous programme initransfert())
E1=int((lon-E0)*res/256)*4;
// on se contente de 6 bits pour le poids fort (soit quantum * 4)
E2=int((lon-E0)*res) % 256; //
% =
modulo
Même processus pour la latitude avec N1 et N2.
Voici le tempo du programme :
- Durant une seconde il lit les trames GPS sur un cycle de 2 s
- Toutes les 2 secondes l'Arduino lit et enregistre les mesures sur une carte SD.
- Durant 6 s il transmet au module Kiwi un octet par sa sortie analogique
- Il faut transmettre 8 octets (4 pour la latitude et la longitude et 4 séparateur-étalon) soit 48 s pour une trame.
Voici le coeur du programme :
switch (j % 8) {
// La trame GPS est transférée en 8 étapes
case 0: initransfert();
break;
// Etalon 1 + mise en forme des coordonnées
case 1: transfert = N1;
break;
// Latitude octet de poids fort
case 2: transfert = 104;
break;
// Etalon 2
case 3: transfert = N2;
break;
// Latitude octet de poids faible
case 4: transfert = 156;
break;
// Etalon 3
case 5: transfert = E1;
break;
// Longitude octet de poids fort
case 6: transfert = 208;
break;
// Etalon 4
case 7: transfert = E2;
break;
// Longitude octet de poids faible
Au bilan voici le programme test. Pour simuler le CAN du module Kiwi nous lisons la sortie du filtre passe bas à l'aide de l'entrée analogique A2.
Pour simuler l'impédance d'entrée du module Kiwi nous avons placé
lors du test une résistance de 100 kΩ en parallèle du
condensateur. Un diviseur de tension 100/(100+4.7) apparaît. Pour le
compenser il faudrait multiplier la tension obtenue par 1.047...
Cela nous a permis de valider la correction par la courbe
d'étalonnage sur le fichier Excel.
arduino code
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//#include <DHT.h> #include <TinyGPS.h> // http://arduiniana.org/libraries/tinygpsplus/ #include <SD.h> TinyGPS gps; // create a TinyGPS object //#define DHTPIN 3 //#define DHTTYPE DHT22 int chipSelect=4; int LED=7; int ana=2; int PWMGPS =9; unsigned long t0,t1, fix_age; float lat, lon, alti, vitesse; int res=5000; float N0=42.5,E0=4.5; // Etalonnage offset GPS et résolution en pt/° 16384 pts au total int erreurSD=0; byte N1,N2,E1,E2,transfert; int annee,mesure,fix,i=0,j=0,k=0; byte c,mois, jour, seconde, minute, heure, centiemes; String date =""; void setup() { Serial.begin(9600); //while(!Serial); Serial1.begin(9600); // GPS devices frequently operate at 4800 baud Serial.println("Initialisation..."); pinMode(chipSelect, OUTPUT); pinMode(5,OUTPUT); pinMode(10,OUTPUT); // Carte Ethernet digitalWrite(chipSelect,LOW); digitalWrite(5,HIGH); digitalWrite(10,HIGH); // désactiver Carte Ethernet pinMode(LED,OUTPUT); if (!SD.begin(chipSelect)) { Serial.println("Erreur carte SD");erreurSD=1;} else Serial.println("Carte presente"); t1=millis(); } void loop() { t0=millis(); acquisitionGPS();// durée d'acquisition 1s; do { switch (j % 8) { // La trame GPS est transférée en 8 étapes case 0: initransfert(); break; // Etalon 1 + mise en forme des coordonnées case 1: transfert = N1; break; // Latitude octect de poids fort case 2: transfert = 104; break; // Etalon 2 case 3: transfert = N2; break; // Latitude octet de poids faible case 4: transfert = 156; break; // Etalon 3 case 5: transfert = E1; break; // Longitude octet de poids fort case 6: transfert = 208; break; // Etalon 4 case 7: transfert = E2; break; // Longitude octet de poids faible } analogWrite(PWMGPS,transfert); } while (millis()-t0 < 2000); // Une mesure toutes les 2 secondes k++; // k : N° de mesure toutes les 2s, j : chgt transfert toutes les 3*2 = 6 s ; i: Nlle mesure GPS toutes les 8*6 = 48 s mesure=analogRead(ana)/4; float tension=5*float(transfert)/256; // a titre indicatif pour debug Serial.print(transfert); Serial.print(" tension = "); Serial.print(tension); Serial.print(" V Mesure = "); Serial.println(mesure); if (k%3==0) j++; // 3 *2 = 6 s entre 2 transferts (8 transferts pour une trame GPS soit 48 s) } void acquisitionGPS() { t1=millis(); while (millis()-t1<1100) { if (Serial1.available()){ c = Serial1.read(); gps.encode(c); } } Serial.println(); lireGPS(); } void lireGPS() { gps.f_get_position(&lat, &lon); /* lat=43.4562996;// Pour simulation lon=5.8581574; */ gps.crack_datetime(&annee, &mois, &jour, &heure, &minute, &seconde, ¢iemes, &fix_age); date =String(jour) + "/" + String(mois) + "/" + String(annee) + " "+ String (heure+1) + ":" + String (minute) + ":" + String (seconde); Serial.println(); Serial.println(date); Serial.print("Mesure "); Serial.println(i); Serial.print(lat,5); Serial.print(","); Serial.println(lon,5); Serial.println(); digitalWrite(LED,1); if (i==0) entete(); ecritureSD(); if (!erreurSD) digitalWrite(LED,0); i++; fix=0; } void initransfert() // Mise en forme des coordonnées { N1=int((lat-N0)*res/256)*4; // on se contente de 6 bits pour le poids fort (soit quantum * 4) N2=int((lat-N0)*res) % 256; // reste de la division par 256 = octet de poids faible % = modulo E1=int((lon-E0)*res/256)*4; E2=int((lon-E0)*res) % 256; transfert = 52; } void entete(){ // Pour utiliser Google table de fusion séparateur ; stl.janetti@gmail.com File GPStab = SD.open("GPS_Kiwi.csv", FILE_WRITE); if (GPStab) { GPStab.print("date"); GPStab.print(";"); GPStab.print("latitude"); GPStab.print(";"); GPStab.print("longitude"); GPStab.print(";"); GPStab.print("Altitude"); GPStab.print(";"); GPStab.print("Vitesse"); GPStab.print(";"); GPStab.print("Mesure"); GPStab.print(";"); GPStab.print("transfert"); GPStab.print(";"); GPStab.println("Mesure A0"); GPStab.close(); } } void ecritureSD() { File GPStab = SD.open("GPS_Kiwi.csv", FILE_WRITE); if (GPStab) { GPStab.print(date); GPStab.print(";"); GPStab.print(lat,5); GPStab.print(";"); GPStab.print(lon,5); GPStab.print(";"); GPStab.print(alti,1); GPStab.print(";"); GPStab.print(vitesse,1); GPStab.print(";"); GPStab.print(i); GPStab.print(";"); GPStab.print(transfert); GPStab.print(";"); GPStab.println(mesure); GPStab.close(); erreurSD=0; } else { Serial.println("Erreur GPS_Kiwi.csv"); erreurSD=1; } }