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 Youfo : le front-end pour Youpi

 13 septembre 2011  Bricolage  3 commentaires
L'interface utilisateur de Youfo

Avec la fin de mes travaux sur le back-end du robot Youpi, sauf remontée de bugs éventuelle, j’étais arrivé à la conclusion que je pouvais enfin passer à autre chose. Mais en même temps, j’avais sous la main un back-end plutôt abouti et pas avare en possibilités, et rien d’autre pour faciliter la manipulation du robot ou l’élaboration de scripts.

Je devais me rendre à l’évidence : il fallait que je réalise rapidement un petit front-end pour que le sujet soit bouclé. Libre ensuite aux gens de l’utiliser, de l’autopsier, et de l’adapter.

J’ai voulu un front-end pour un pilotage à la souris qui soit dans la mesure du possible léger et multiplateformes. Quoi de mieux qu’un front-end client léger accessible depuis n’importe quel navigateur — N’importe quel navigateur récent, s’entend. Fuck off IE6.

C’est de cette manière qu’est né Youfo (pour YOUpi FrOnt-end), une interface web ridiculement sobre, développée en quelques heures, articulée autour du framework jQuery et communiquant avec le back-end grâce à des messages Ajax/JSONP.

L'interface utilisateur de Youfo

L’interface utilisateur de Youfo

L’interface permet de piloter chacun des moteurs en cliquant sur le bouton approprié. Pour le fun, lors d’un survol des boutons, la partie du robot concernée par le mouvement se colorise sur l’image d’à côté.

En plus de cet aspect « pilotage en temps réel », à chaque fois que la position de l’ensemble du robot est satisfaisante, un clic sur le bouton au centre de l’écran permet de récupérer la position de tous les moteurs et enrichit le script dans la zone de texte. Il est ainsi possible de copier/coller le contenu de cette zone dans un shell qui, lorsqu’il est exécuté, rejoue les positions enregistrées de manière fluide et rapide.

Si vous considérez ces explications un peu abstraites, la vidéo suivante sera peut-être plus parlante :

Au final, même si cette interface reste dépouillée et souffre parfois d’un peu de lag, elle est facilement utilisable et elle démontre surtout un des gros avantages du back-end Youba : la possibilité d’écrire et d’intégrer au projet le front-end de son choix en très peu de temps. J’invite les bidouilleurs un peu curieux à regarder le code du cœur du front-end (resources/youfo.js) qui ne dépasse pas les 150 lignes.

À partir de là, on peut aussi envisager d’autres front-ends pour un pilotage au clavier, au joystick, à la Wiimote… Les plus motivés pourront décliner le produit en version un poil plus réactive grâce à une réécriture Java ou Qt… Il y a de quoi faire : amusez-vous, faites-vous plaisir.

Dernières recommandations :

  • Youfo nécessite une version de Youba >= 1.4
  • Les deux applications se trouvent sur la page des téléchargements.

Enjoy !

 Youba : release du back-end pour robot Youpi

 8 août 2011  Bricolage  52 commentaires
Le workbench pour tester le back-end Youba

Youba Logo

Une bonne nouvelle pour ceux qui attendaient désespérément un outil pour contrôler leur robot Youpi : je me suis botté le cul ces derniers jours, j’ai pu terminer la réalisation de mon back-end, le tester avec le robot, et même apprécier le résultat en générant un scénario de mouvements pour le robot en quelques secondes !

Le nom de cette merveille : Youba (pour YOUpi BAck-end), un petit programme de 500 lignes écrit en Python. Pour rappel, ce programme a été réalisé dans le contexte suivant :

  • Indépendance du front-end : le programme se contente d’attente ses ordres sur un port TCP. Les instructions en questions peuvent être envoyées par n’importe quel front-end (un terminal, un script, une page web, un programme analysant les commandes d’un joystick, tout ce que vous voulez).
  • Bufferisation : les ordres peuvent être envoyés en temps réel ou à l’avance.
  • Portabilité : au moins dans la mesure du possible. 99% du code est indépendant de la plate forme. Les 1% restants concernent l’envoi de données sur le port parallèle, que je n’ai pas su réaliser de manière totalement portable à l’heure actuelle. Les systèmes Linux et Windows sont supportés.
Le workbench pour tester le back-end Youba

Mon plan de travail : un PC, le robot, le câble de connexion adéquat, et un objet à saisir.

Le plan de travail qui m’a permis de valider mes tests se présente comme ceci : un PC avec une distrib Linux (Linux Mint dans ce cas), le robot, le câble de connexion parallèle fabriqué lors des étapes précédentes, et le tube en plastique d’un médicament générique quelconque préalablement lesté avec des contrepoids de touches de piano (j’ai pris ce que j’avais sous la main). Sur le PC, deux terminaux sont ouverts : à gauche le programme Youba qui écoute sur son socket et à droite le terminal d’envoi des instructions par netcat.

Les résultats des tests ont été au delà de mes espérances :

  • Fonctionnellement, le back-end rempli correctement son rôle, enquille les ordres et envoie leur traduction au robot.
  • Le mouvement sur plusieurs axes en simultané est possible. Cela peut paraitre anodin mais ce n’était pas forcément évident à concevoir.
  • Les mouvements sur chaque axe sont réalisés à une vitesse plutôt raisonnable. J’avais peur que le robot soit trop lent à réagir après avoir constaté des problèmes de mise en sommeil trop longue lors des essais avec mon programme Robotest. J’ai quand même réussi à minorer ce problème en revoyant complètement la gestion des intervalles d’envoi d’octets sur le port parallèle.
  • La précision sur les axes est au rendez-vous, et la pince dispose de suffisamment de pression pour tenir des objets cylindriques.

Et enfin, l’utilisation du back-end, grâce à la commande « I!! » qui affiche l’état des compteurs de demi-pas, permet de « cartographier » les déplacements sur chaque axe de manière très précise et d’utiliser ces informations pour scripter des scénarios très rapidement, dès qu’on connait un minimum la syntaxe attendue. J’ai réalisé le mien en moins de 5 minutes, c’est celui que j’utilise dans mon terminal de droite. Voici le script utilisé pour ordonner au robot de chopper mon tube cylindrique et de le déposer quelques centimètres plus loin :

#!/bin/bash
function sendyoupi {
	echo "$1" | nc localhost 12080
}

# Positionner le bras au-dessus du tube
sendyoupi 'C!W!0,R,H,750,1|1,L,H,999,1|2,R,H,4332,1|3,L,H,7334,1|5,R,H,2000,1'
# Serrer la pince
sendyoupi 'A!W!5,L,D,80,1'
# Lever le bras
sendyoupi 'A!W!1,R,D,30,1'
# Tourner la base de 60°
sendyoupi 'A!W!0,L,D,60,1'
# Baisser le bras
sendyoupi 'A!W!1,L,D,30,1'
# Desserrer la pince
sendyoupi 'A!W!5,R,D,80,1'
# Revenir en position de départ
sendyoupi 'A!W!A,I,S,1,1'

Et le résultat du script en images :

Attention, quelques conseils pour ceux qui souhaitent utiliser Youba :

Avant tout, il y a un fichier README.txt à la racine du projet. Si je me suis cassé la tête à l’écrire, c’est qu’il contient des tas d’informations intéressantes à respecter pour que tout puisse fonctionner. Donc, lisez-le. Vérifiez en particulier que le port parallèle est activé dans le BIOS, de préférence en mode EPP, que son driver est bien chargé par le système d’exploitation, et que vous avez correctement configuré son n° d’I/O dans le fichier de configuration. Si le robot ne répond pas aux ordres donnés, lancez Robotest (disponible en page de téléchargements) pour vous assurer que la partie matérielle fonctionne à minima. D’autre part, je n’ai pas eu l’occasion de tester l’intégralité du programme avec Windows (les 50% des 1% qui ne sont pas portables), j’ai bon espoir que cela fonctionne mais on ne sait jamais. Enfin, je rappelle que je ne réponds en général pas aux questions par mail car je préfère qu’elles soient abordées en commentaires afin que tous les intéressés puissent avoir accès aux réponses.

Voila, il est maintenant temps de dévoiler où il est possible de télécharger Youba : c’est sur la page de téléchargements !

Une dernière chose : je serai content de savoir si vous utilisez ce back-end, ce que vous en pensez, quel front-end vous utilisez, et surtout si vous avez de bonnes idées quand à l’utilisation du robot Youpi.

 Youpi, me revoila !

 17 juillet 2010  Bricolage  2 commentaires
Diagrame d'interaction entre composants

Après un temps d’attente assez long, et une remarque d’un certain Jérémie s’étonnant du manque de nouveau contenu ces dernières semaines, je reprends mon courage et tente désespérément un nouveau départ sur tous mes projets farfelus ainsi que leur narration sur la toile 2.0.

Ces derniers temps, je me suis légèrement intéressé à la création d’un backend générique pour contrôler le robot Youpi. Ceux qui ont manqué les épisodes précédents au sujet de ce robot peuvent toujours les retrouver ici.

J’exposerai dans cet article et les suivants le résultat de mes réflexions encore légèrement inachevées, qui constitueront par la même occasion un draft de documentation pour ceux qui souhaiteraient l’utiliser et/ou créer les frontends adéquats.

Le but de l’opération est le suivant :

  • Développement d’un backend utilisé comme point d’interface unique avec le robot, acceptant des instructions génériques de haut niveau, capable de les interpréter et de les régurgiter en instructions de bas niveau pour le robot.
  • Sur ce backend pourront se greffer divers frontends faisant le lien avec l’utilisateur, qui pourront être développés par n’importe qui en fonction des besoins. Ces frontends auront pour but de saisir les commandes de l’utilisateur par divers moyens (clavier, joystick, interface web), de les convertir en instructions de haut niveau et de les envoyer au backend.

Je résume donc ce but avec le diagramme suivant :

Diagramme d'interaction entre composants

Diagramme d'interaction entre composants

Dans la suite de cet article, je me concentrerai sur le backend, les différents frontends pouvant être développés à loisir en fonction des besoins. Ma réflexion m’a mené aux exigences et conséquences suivantes :

  • Le backend doit être écrit dans un langage portable, lisible, et disposant d’un nombre conséquent de modules ou bibliothèques afin de faciliter la tâche du développeur → je choisis Python.
  • Le backend doit pouvoir communiquer facilement avec les frontends, accepter leurs instructions mais aussi leur fournir un retour → je choisis la communication par sockets.
  • Le backend doit accepter des commandes de haut niveau, offrant le plus de souplesse possible aux frontends, au format texte de façons à pouvoir être lues par un humain → je m’oriente vers une syntaxe simple permettant à la fois l’enchainement et la parallélisation de commandes.

Cette syntaxe est encore en cours de conception à l’heure actuelle, elle fera l’objet d’un prochain article.

 Youpi, testons les moteurs !

 30 décembre 2009  Bricolage  20 commentaires
robot-youpi-T-formula

J’avais longuement expliqué dans cet article les étapes de fabrication d’un câble parallèle pour relier le robot Youpi à un PC standard.

Aujourd’hui je vais comme promis diffuser les quelques lignes de code permettant de tester l’ensemble des moteurs. Le programme est grandement inspiré de celui que l’on peut trouver sur le site du BTS-IRIS de Niort.

C’est un programme développé à la va-vite en C. Il pourra servir de base pour tous ceux qui comme moi souhaitent vérifier que tous les moteurs sont en bon état de fonctionnement. (suite…)

 On a retrouvé le prototype du T-800 !

 30 mai 2009  Bricolage  59 commentaires
Le genre d'appareil pas très commun dans les chaumières, sauf peut-être chez le Dr Emmett Brown

Alors qu’il arpentait le bric-à-brac incommensurable de son fournisseur de breloques habituel, dont je tairai le nom, mon père était désappointé. Il n’avait pas encore trouvé de gadget inutile et encombrant à acheter ce jour là.

Soudain il tomba nez à nez (ou plutôt nez à bras) avec deux massives armatures articulées, et terminées par une pince.
_ « Fichtre, se dit-il, ça ne vaut pas une armoire normande ou une borne Jeutel de 150 kg, mais on va faire avec. »
C’est comme ceci que le garage de mes parents se trouva investi par deux bras mécaniques articulés, pour le plus grand bonheur de toute la famille qui aime bien voir débarquer des objets hétéroclites dans la maison.

Le genre d'appareil pas très commun dans les chaumières, sauf peut-être chez le Dr Emmett Brown

Le genre d’appareil pas très commun dans les chaumières, sauf peut-être chez le Dr Emmett Brown

Dès que j’ai découvert ces objets merveilleux dans le garage de mes parents, je n’ai pas pu m’empêcher de me poser mille questions. Est-ce que ça fonctionne encore ? Avec quoi ça s’interface ? Comment le tester ? Qu’est-ce qu’on va pouvoir faire de marrant avec ? Et ainsi une longue quête commença.

Vue sous différents angles

Vue sous différents angles

Les machines sont estampillées « YOUPI – JD PRODUCTIQUE« . Je me mis immédiatement en quête d’informations.

Ma première conclusion fut la suivante : j’avais en face de moi le tout premier prototype du T-800. Ce robot a hérité d’un nom de code à consonance enfantine « Youpi » pour ne pas éveiller les soupçons sur ses capacités meurtrières inégalées. La société JD Productique n’est autre qu’une filiale française de Cyberdyne Systems. Mais cette hypothèse n’a pas tenu très longtemps, car la machine ne présentait aucune trace de BIOS bootant sur le réseau Skynet :p

La ressemblance est frappante. Ou pas.

La ressemblance est frappante. Ou pas.

Mes recherches suivantes, effectuées en n’étant pas sous l’emprise de la drogue, révélèrent que le robot Youpi est un formidable outil vendu principalement à des fins d’apprentissage, possédant 6 moteurs de grande précision, 5 degrés de liberté, et pilotable par le port parallèle. Je passe le détail sur les specs, elles sont disponibles ici.

Je m’attelle donc à tester rapidement le fonctionnement des robots. En vrac, il faut :

  • Nettoyer les composants, dégripper les engrenages et retendre les courroies.
  • Mettre à disposition un PC pour la partie software.
  • Construire un câble pour interconnecter les deux équipements.
Les éléments assurant la transmission ont subi les affres du temps et de la poussière

Les éléments assurant la transmission ont subi les affres du temps et de la poussière

Je décide de remettre à plus tard les tâches de nettoyage et passe directement à l’étape informatique. Je sélectionne parmi les machines entassées dans le garage quelques candidats pour le pilotage du bras mécanique. Le vainqueur est un foudre de guerre qui m’a été donné par Ben (merci à lui), jugez plutôt :

  • Processeur Pentium 233
  • Mémoire 64 Mo EDO
  • Disque dur IDE 850 Mo

Oui, ça fait rire, à l’époque du Phenom III et du Core i7, mais c’est dans les vieux pots qu’on fait les meilleures soupes. Et puis on est toujours content d’avoir du vieux matos sous la main pour ce type de bricolage.

Duel de titans

Duel de titans

J’installe une Debian sur le poste. La copie des fichiers lors de l’installation prend loooooooooooooooooongtemps. Pas parce que c’est du Debian hein, parce qu’on est sur du très vieux matos pas du tout optimisé. Comme dirait Indiana Jones, « sa place est dans un musée ! ».

Installation de Debian sur l'antiquité

Installation de Debian sur l’antiquité

Pendant ce temps, je fouille dans les tiroirs pour en extraire un câble de liaison parallèle DB-25 à sacrifier. J’enlève sa coque de protection, repère et note les codes couleur des fils électriques.

09_dsc03375

25 fils à répertorier et à réorganiser, en avant la musique

Les correspondances couleurs/broches sont notées à l’arrache sur des feuilles volantes, comme d’habitude. Le brochage à utiliser est fourni dans la documentation du Youpi (page 22 pour les fainéants).

Mes notes de travail, toujours aussi soignées...

Mes notes de travail, toujours aussi soignées…

C’est ensuite parti pour la grande étape de soudure. Avec les moyens du bord. On dit toujours qu’il faut de bons outils pour bien travailler, et c’est vrai. J’avais à ma disposition un fer à la panne gigantesque, reposant dans une enclume faute de support plus approprié, avec le câble d’alim grossièrement rafistolé. Attention cher lecteur, chère lectrice, laisser reposer un fer à souder panne en haut est dangereux, ce câble et mes mains peuvent en témoigner. Inexorablement, avec un matériel pareil, pour mes soudures, j’ai fait du travail de cochon.

Plan de travail avec les moyens du bord

Plan de travail avec les moyens du bord

Note pour plus tard : idée de cadeau pour la fête des pères, un fer à souder à panne fine et un support de fer.

Connecteurs DB-25 après intervention

Connecteurs DB-25 après intervention

Une fois le travail de soudure terminé, on peut couper les fils restants ou les laisser dans le vide, l’important étant qu’ils ne créent pas de contact supplémentaire. On peut ensuite rajouter les capots en plastique.

Connecteurs DB-25 finalisés

Connecteurs DB-25 finalisés

On peut donc repartir sur le PC. Une fois le système installé, il faut juste ajouter quelques packages en fonction du langage de programmation choisi. J’ai orienté ma démarche vers le C car j’avait quelques exemples de programmation du Youpi en C sous la main. J’ai donc installé à minima les packages gcc, make, et leurs dépendances. Mais rien n’interdit d’utiliser Python, Perl, ou Microsoft Virtual Cobol 2009 Professionnal Edition si vous le trouvez. La partie backend du programme doit juste se contenter d’envoyer des octets sur le port parallèle de la machine.

Un morceau du programme à l'écran

Un morceau du programme à l’écran

Les premiers tests sont fructueux, les moteurs sont actionnés et le bras se met en mouvement. Dans la foulée je réalise une routine qui teste la rotation de tous les moteurs dans les deux sens.

C’est assez lent pour le moment, il y a des petits blocages par endroits, mais ça fonctionne bien dans l’ensemble. Un nettoyage (eh oui, l’étape volontairement oubliée) du robot de fond en comble devrait améliorer la situation.

Le second bras articulé a donné de moins bons résultats. Tous les moteurs ne fonctionnent pas. Selon les options, il finira peut-être en pièces détachées.

En ce qui concerne le frontend, rien n’a encore été développé. On peut imaginer en vrac un pilotage au clavier, au joystick, à la webcam, ou une routine totalement automatisée.

Il reste encore une question en suspens : quelle application vais-je pouvoir tirer de tout ce bazar, maintenant qu’il fonctionne à peu près ?

En plus il va falloir être original, en général ça existe déjà. Je me donne un délai de quelques mois pour y réfléchir et trouver une idée sympa. Cher lecteur, chère lectrice, toi qui es tombé sur cet article par hasard, tes idées m’intéressent.
Autres liens sur le même sujet :
Le site d’Edouard Forler
Le site du BTS-IRIS de Niort

Mise à jour du 09/12/2009 :

Vous avez été plusieurs à me contacter via le formulaire disponible sur ce site pour des demandes d’aide ou d’avis. Je suis disposé à vous aider, mais au lieu de me contacter directement, merci de poser vos questions en commentaire de cet article. Ainsi vos questions seront capitalisées et profiteront à la petite communauté de personnes qui utilisent un robot Youpi, et cela évitera que plusieurs personnes me posent la même question.