Publié le 26 octobre 2018 - par

Un simulateur de cabine de tracteur avec des Raspberry Pi

Damien travaille chez Michelin et est responsable de la communication technique. Dans ce cadre, il a imaginé et réalisé un incroyable simulateur de tracteur pour expliquer aux utilisateurs le fonctionnement des solutions zen@terra mises en œuvre par son entreprise.

Un simulateur de cabine de tracteur avec des Raspberry Pi

©  Farming Simulator 19

Damien a créé une interface entre une cabine de tracteur et le logiciel Farming Simulator 17 (FS17) pour une exposition.
L’objectif était de montrer les avantages que la technologie des pneus et les services connexes pouvaient apporter à un agriculteur.
2 modes de fonctionnement sont prévus :

  • un mode démo (avec un haut-parleur, voir vidéo1 )
  • un mode lecture (les invités peuvent jouer avec FS17, voir vidéo2, vidéo3,).

Schéma synoptique du simulateur de tracteur

L’ensemble en utilisation sur un stand

=> Cliquez sur les photos pour les agrandir

Matériel Utilisé

Trois Raspberry Pi sont utilisés pour :

  • afficher le tableau de bord
  • simuler l’application “zen@terra” (qui gère la pression des pneus)
  • gérer l’éclairage cabine (clignotants, gyrophare, feux)

Un Arduino DUE sert à rassembler toutes les informations analogiques (volant, pédales d’accélérateur et de freins, accélérateur manuel) et numériques (informations avant, arrière, clignotants, interrupteurs, leviers,…) – les informations sont conditionnées car l’environnement est très parasité sur les expos (filtres passe-bas pour les analogiques, anti-rebond pour les numériques)

Un Arduino UNO sert à commuter le son (entre les modes modes démo et jeu), commander des jacks (simulation de gonflage/dégonflage des pneus) et obtenir l’information “up” du pneu.

Trois PC pour :

  • jouer à Farming Simulator 17 (“FS Hat”)
  • gérer le spectacle (”Show”)
  • surveiller tout le système (‘Master’).

PC FS Hat (au milieu de l’image) est contrôlé par BU0836A (pour simuler le joystick) et Arduino DUE (pour simuler le clavier), de sorte que le jeu FS17 peut être joué entièrement automatiquement.

PC Show (à gauche de l’image) affiche les films en boucle lorsqu’il n’est pas en mode démo, sinon, il capture la vidéo FS (grâce à un échantillonneur vidéo) pour ensuite superposer des informations supplémentaires (vidéos, textes, images…)

PC Master (intel NUC) surveille tout le système, à travers des liaisons TCP/IP et une liaison USB avec l’arduino UNO (qui contrôle les fournitures de la framboise, le son entre “FS Hat” et “Show”)

Les sorties (feux tracteur – balise, clignotants, feux)

Damien a choisi d’utiliser un Raspberry Pi pour cette tâche (Raspberry “Outputs” sur le synoptique global) ; Il fallait quelque chose d’indépendant des PC pour alléger leurs processus et d’une carte qui puisse recevoir des commandes TCP/IP. Heureusement, il n’a pas eu besoin de plus de 24 sorties.

Il a donc conçu une carte d’extension, avec un décaleur de tension voltage shifter (Txs0108e) (de 3.3V à 5V) pour commuter les relais sur un module 8 relais. Il a préféré laisser les lumières indépendantes (il aurait cependant été possible de connecter  les lumières droite et gauche par exemple) pour pouvoir jouer avec l’animation lumineuse (comme les effets de poursuite)…

Il a également utilidéé un écran HDMI 5″ (c’est un modèle tactile, mais cette fonction n’est pas utilisée) pour vérifier le déroulement du processus.

Tel que présenté dans la première partie, l’environnement de l’exposition est très bruyant. Dans les projets précédents, Damien a dû faire face à de nombreux problèmes d’interférences. Sur cette version il a donc ajouté quelques “pièges à interférences” pour “nettoyer” les signaux numériques et analogiques.

La chaîne numérique

Dans une version précédente, c’est un Raspberry PI avec 4 circuits I2C MCP23017 qui gérait toutes les entrées numériques.
Mais cette fois l’utilisation d’un Arduino DUE a été jugée beaucoup plus simple. De plus, il dispose également d’ ADC (convertisseurs Analogiques numériques) sans qu’aucune extension ne soit nécessaire.
Un autre avantage de l’Arduino DUE (en plus de sa vitesse d’exécution) est la possibilité d’exploiter les interruptions pour les entrées numériques.
Mais pour utiliser cette dernière fonctionnalité, il faut renforcer les signaux, afin d’éviter les fausses interruptions dues à des interférences. Damien a donc conçu une interface anti-rebondissement basée sur le trigger de Schmitt (SN74HC14N) (d’après cet article). En fait, il préfère une solution matérielle à une solution logicielle qui ralentit un programme.

Ensuite l’Arduino DUE (et c’est l’avantage réel de celui-ci) traduira une l’activation d’une entrée en appui sur touche ou en séquence de touches pour simuler un clavier pour le PC “FS Hat”.

L’intégralité de la description

Damien a autorisé la reprise de son article sur framboise 314, mais vous retrouverez l’intégralité de sa description sur la communauté Element14. Les liens sont dans la rubrique Sources.

A propos de l’auteur, Damien Hallez

Je m’appelle Damien Hallez (53 ans…) et suis responsable communication technique pour le Groupe Michelin.

Ingénieur CNAM en électronique & informatique industrielle. Mon job consiste, en plus des communications techniques et scientifiques écrites et orales, à imaginer des démonstrateurs pour expliquer les bénéfices apportés aux utilisateurs par les technologies déployées dans les solutions Michelin (pneus et services).

 

Videos

Vidéo 1 : Mode démo

Vidéo 2 : Mode jeu 1/2

Vidéo 3 : Mode jeu 2/2

zen@terra

ZEN@TERRA est une solution qui permet aux agriculteurs de changer la pression de leurs machines tout en travaillant. C’est un système simple et automatique, qui correspond à ce que les agriculteurs ont demandé à Michelin pour améliorer leur efficacité et protéger leur sol.

Cela leur permet de profiter des pneus à très basse pression en champ, et de les régler rapidement pour avoir des pressions plus élevées sur les routes. Les ingénieurs de Michelin travaillent depuis 3 ans sur le développement de cette solution, pour obtenir les meilleurs résultats, avec une attention particulière portée sur la qualité et la fiabilité
Ce système a été développé en liaison avec les agriculteurs. Michelin a présenté cette solution innovante pour les tracteurs à forte puissance début 2018.

Conclusion

Très belle, complète et complexe réalisation ! Du projet comme ça on n’en voit pas tous les jours 🙂 : Plusieurs PC, des Raspberry Pi et des Arduino qui cohabitent  et coopèrent pour réaliser une -énorme- simulation qui met réellement les utilisateurs en situation.

La totalité de la réalisation du simulateur de tracteur est disponible sur Element14, dans le blog de Damien.

Sources

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. Auteur de plusieurs livres sur le Raspberry Pi publiés aux Editions ENI.

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