Sleipnir: Этап 3: Управление (Часть 0)

В этом посте я попробую описать общий план и структуру механизма электронного управления Слейпниром.
Я думаю каждый узел отделить в отдельный автономный элемент на базе микроконтроллера(Arduino nano) и связать их в одну есть посредством i2c.

Первоначально необходимы будут следующие slave компоненты:

Модуль управления двигателем заднего моста

 взаимодействует с контроллером двигателя и:

• Эмулирует кручение ручки газа
• Активирует High Brake
• Активирует Low Brake
• Снимает показание с провода спидометра (может сообщать master при запросе)
• Имеет FAILSAFE режим (вращение колес прекращается и активируется High brake если с последнего ответа от Master )

Модуль управления рулевой рейкой

на вход принимает нужный угол поворота и при помощи обратной связи выполняет вращение двигателя нужное кол-во времени, его функции:

• Снимает показания с датчика угла(потенциомера), для оценки угла поворота колес (может сообщать master при запросе)
• Приводит в движение привод рейки (который вероятно будет двигателем от шуруповерта)

Модуль тормозной системы

на вход принимает нужный процент натяжения и при помощи обратной связи выполняет вращение двигателя нужное кол-во времени, его функции:

• Снимает показания с датчика угла(потенциомера), для оценки натяжения  (может сообщать master при запросе)
• Приводит в движение привод тормозного тросса (который вероятно будет предсталять собой самодельный линейный актуатор)

Модуль мониторинга аккумулятора

Выполняет функции:

• Измерение тока на выходе из аккумулятора, используя датчик тока
• Измерение напряжения на аккумуляторе, используя делитель

Модуль системы предотвращения столкновений

Нужен для автоматического торможения при возникновении опасности столкновения

• Снимает показания с датчика/датчиков расстояния

Модуль управления

Представляет собой адаптер некого узла управления автомобилем, в первоначальной версии это будет:

• Считывает положения джойстиков

Способ управления средством еще в процессе проектировки, но вероятно это будет некий рычажный механизм как в мехе в аниме. (рулевое колесо это наследие прошлого и не является идеальным средством управления, а в виду размеров багги, для педалей там нет места)

В последствии я планирую добавить как минимум еще opticflow модуль(например  этот может быть самостоятельным i2c устройством) для точного трекинга перемещения.

Master и Головное устройство

Еще не решил: либо это отдельная ардуино с базовой логикой и FAILSAFE, управляемая с Pasbberry Pi2, либо мастером будет сама RPi2
У RPi2 будет подключен сенсорный дисплей с UI, котоырй будет нести функции:

• Вывод телеметрии/показаний со всех датчиков и ихвизуализация
• Авторизация при запуске автомобиля
• Конфигурация устройства

Головное устройство будет содержать 2 процесса:

• графический UI (пока не определился однозначно либо на pygame, либо на Qt+QML)
• управляющий поток, отвечает за управления автомобилем и журналирование.

Также  к головному устройству будет подключен wi-fi модуль, для возможности удаленного управления устройством с мобильника.

Потенциально к головному устройству можно подключить:

• Камеру, для удаленного управления вне зоны видимости
• Kinect для автономной навигации в тени (на солнце кинект слепнет, а лидары очень дорогие)