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Fonctions mathématiques d'un micro controôleur



  1. #1
    dadavion

    Fonctions mathématiques d'un micro controôleur


    ------

    Bonjour à tous,
    je suis en maths sup et dans le cadre des TIPE, je souhaite réaliser l'asservissement d'un tube Pitot à l'inclinaison de l'avion. Ceci afin de corriger les erreurs des Badins ( pour équiper les avions de tourisme ou en doublage de sécurité sur d'autres appareils)
    Cependant il faut que je conçoive un PID (proportionnel, intégrateur, dérivateur ). J ai trouvé des montages mais uniquement à base d'AOP.
    J'aimerais savoir si des micro contrôleurs (assez facile à programmer ) peuvent gérer ces intégrales et ces dérivées .... et si oui lesquels ...
    merci

    -----

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  3. #2
    PIC sur PAC

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    bonsoir,
    En fouillant dernièrement sur le site ATMEL j'ai trouvé cela:
    http://www.atmel.com/dyn/products/pr...1&part_id=4449
    Va à l'item: AVR221: Discrete PID controller on tinyAVR and megaAVR devices
    il y a une structure de code et une doc.
    Regarde si cela te convient mais dans l'absolu un µC est aussi fait pour cela.
    Dans le doute reboot

  4. #3
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Le montage à AOP est un PID analogique.

    Avec un microcontrôleur, tu vas faire un PID numérique.

    Même si les calculs de coefficients changent légèrement de l'un à l'autre (prise en compte de la fréquence d'échantillonnage dans le second), au final le réglage se ferait par tâtonnements

  5. #4
    bobflux

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par dadavion Voir le message
    J'aimerais savoir si des micro contrôleurs (assez facile à programmer ) peuvent gérer ces intégrales et ces dérivées .... et si oui lesquels ...
    Bin, ça dépend de la complexité du calcul, du temps dont tu disposes pour le faire (en temps réel), du degré de prise de boule que tu es prêt à accepter, et du pognon...

    Par exemple dans les microcontroleurs courants, on a :

    - les 8 bits : c'est lent, on oublie la virgule flottante, donc on utilise de la virgule fixe (augmentation de la prise de boule), en général y'a très peu de RAM aussi... mais bon, on a envoyé Apollo sur la lune avec un truc moins puissant qu'un Atmega32...

    - à l'opposé, les 32 bits (ARM et consorts) : là, c'est la rolls... pléthore de RAM, de la puissance, etc...

    Dans les hors sujet :

    - les DSP : encore plus de puissance, mais moins abordable pour un débutant (et kits de dév plus chers)

    - les FPGA : 1012 MAC/s dans la rolls de chez xilinx...

    Pour revenir à ton projet, tu n'as pas besoin d'un temps de réaction très court (quelques ms devraient convenir). il y a des drones (mini hélicoptère électrique quadrirotor) contrôlés par Arduino (AVR 8 bit)... tu peux le faire aussi avec un module à base d'ARM, ce sera plus simple (moins d'effort d'optimisation).
    Dernière modification par bobflux ; 14/02/2011 à 23h38.

  6. #5
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Je crois me souvenir avoir déjà implémenté du PID sur AVR...mais ça remonte à presque 10 ans

    Si mon CD de backup de l'époque passe encore, je jèterai un oeil, par nostalgie

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    RISC

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Salut,

    L'opération au coeur d'un PID peut être retravaillée pour pouvoir utiliser efficacement l'opération MAC que l'on trouve dans les DSP et DSC comme les dsPIC33.

    Les dsPIC33 peuvent fonctionner en mode entier ou en mode virgule fixe à la même vitesse. Ce mode virgule fixe aussi appelé "mode fractionnel" permet d'utilser des nombres non entier sans pour autant faire appel à une unité de virgule flottante.
    Le PID fait partie des librairies du compilateur C30 et les résultats sont visibles ici : http://www.microchip.com/stellent/id...cName=en023598
    Pour un PID il faut donc dans le meilleur des cas, 750ns ;=)
    Les dsPIC33 sont des microcontroleurs avec un petit coeur DSP qui fonctionne sur des accumulateurs 40 bits pour éviter les saturations lors des filtres. Ils n'ont besoin d'aucun composant externe car la FLASH et la RAM sont intégrés.


    Le compilateur est gratuit (version Lite) et téléchargeable ici : http://www.microchip.com/compilers.

    Il faut aussi bien sûr télécharger l'environnement de développement MPLAB : http://www.microchip.com qui incorpore un simulateur

    Tu peux donc commencer avec le simulateur sans rien débourser ;=)

    a+
    Ma marotte ? les microcontrôleurs ;=)

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  10. #7
    dadavion

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    OULALA ! que de réponses ! merci à tous , je vous tiens au courant, il faut que je visite tous les liens

  11. #8
    sbrth

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par dadavion Voir le message
    Bonjour à tous,
    je suis en maths sup et dans le cadre des TIPE, je souhaite réaliser l'asservissement d'un tube Pitot à l'inclinaison de l'avion.
    Cependant il faut que je conçoive un PID (proportionnel, intégrateur, dérivateur ). J ai trouvé des montages mais uniquement à base d'AOP.
    Je pense que ce sera beaucoup plus facile de le avec des AOP. Je pense que c'est également plus en accord avec le programme de prépa. (l'automatique numérique est au programme ?).

    Pour assurer le coup, tu peux peut-être le faire avec des AOP puis, si tu y arrives vite, le refaire avec un micro-contrôleur et comparer les deux approches (réglage des gains etc.)

  12. #9
    Forhorse

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    si on cherche pas une rapiditée extreme... c'est a dire pour 80% des applications... on peut très bien faire ça avec un PIC16Fxxx (ou µC bas de gamme de puissance equivalente) ça permet de faire un rafraichissement tranquille tous les 10 à 20ms en virgule fixe.
    En C (ou language de haut niveau) ça prend quelques lignes de programme (il y'a des dizaines d'exemples) et tous les paramètres sont ajustable facilement... mais ça ne simplifie pas pour autant la procedure de reglage par contre.
    Sinon voir la note d'application Microchip AN937

  13. #10
    invite98765423456
    Invité

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par RISC Voir le message
    Salut,

    L'opération au coeur d'un PID peut être retravaillée pour pouvoir utiliser efficacement l'opération MAC que l'on trouve dans les DSP et DSC comme les dsPIC33.

    Les dsPIC33 peuvent fonctionner en mode entier ou en mode virgule fixe à la même vitesse. Ce mode virgule fixe aussi appelé "mode fractionnel" permet d'utilser des nombres non entier sans pour autant faire appel à une unité de virgule flottante.
    Le PID fait partie des librairies du compilateur C30 et les résultats sont visibles ici : http://www.microchip.com/stellent/id...cName=en023598
    Pour un PID il faut donc dans le meilleur des cas, 750ns ;=)
    Les dsPIC33 sont des microcontroleurs avec un petit coeur DSP qui fonctionne sur des accumulateurs 40 bits pour éviter les saturations lors des filtres. Ils n'ont besoin d'aucun composant externe car la FLASH et la RAM sont intégrés.


    Le compilateur est gratuit (version Lite) et téléchargeable ici : http://www.microchip.com/compilers.

    Il faut aussi bien sûr télécharger l'environnement de développement MPLAB : http://www.microchip.com qui incorpore un simulateur

    Tu peux donc commencer avec le simulateur sans rien débourser ;=)

    a+
    Le "petit coeur dsp" .. à pleurer de rire..
    "car la FLASH et la RAM sont intégrés".. Quelle chance. A part chez microchip, cela existe encore des µC où ce n'est pas le cas?

    Ben oui, mais (en plus), malheureusement le compilateur dspic gratuit (version lite) ne permet pas l'optimisation (tu as 500 euros en plus?). Et si tu dois calculer une racine carrée, ou travailler sur des "nombres" de plus de 16 bits entiers, tout l'avantage est foutu...

    Si tu veux quelque chose un tant soit peu performant, oriente toi directement vers un 32bit de base, aussi facile à utiliser qu'un 8 bit et qui ouvre la porte à des évolutions ultérieures, genre cortex-m0 ou coldfire-V1. Quand on voit que les compilateurs (GCC) sont illimités, gratuits et que le prix d'une sonde de debug/programmation coute de 10€ (fait soi même) à 30€ (acheté), le choix est vite fait.

    Ras le bol de ces vendeurs de microchip qui viennent faire du racolage sur les forums. "L'opération au cœur d'un PID peut être retravaillée pour pouvoir utiliser efficacement l'opération MAC" ça veut dire quoi en français, ce genre d'ânerie, y a-t quelqu'un qui comprend??


    th

    http://www.freescale.com/webapp/sps/...p&code=68KCFV1
    http://ics.nxp.com/products/mcus/cortex-m0/

    PS: j'oublie de signaler que si c'est pour un usage en aviation, la fiabilité est le premier paramètre.. et microchip est connu pour ses lacunes à ce point de vue.
    Dernière modification par invite98765423456 ; 15/02/2011 à 21h36.

  14. #11
    bobflux

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Tu as oublié les silicon errata.

  15. #12
    Forhorse

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    En même temps c'est, encore une fois, pour une projet d'école. ça ne prendra certainement jamais les airs, et si ça se trouve c'est a peine si ça quittera un logiciel de simu

  16. Publicité
  17. #13
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par Forhorse Voir le message
    En même temps c'est, encore une fois, pour une projet d'école. ça ne prendra certainement jamais les airs, et si ça se trouve c'est a peine si ça quittera un logiciel de simu
    Ce n'est pas une raison pour essayer de vendre sa m...de à tout bout de champ.

    Pourtant, je n'utilise pas les mêmes familles que thm (et j'oublie régulièrement de les citer dans mes exemples ) mais on est sur une même ligne qui propose diverses solutions souvent testées, reconnues et non sur des critères commerciaux.

    Je ne comprends pas que de tels comportements soient tolérés. Faut-il systématiquement signaler les messages de RISC comme pub déguisée, ou les modos vont-ils enfin ouvrir les yeux?

    Perso, j'ai implémenté du PID sur 8051 (je l'avais oublié celui-là et pourtant j'en ai bouffé pendant 6 mois), sur AVR et sur ARM7. Et je n'ai jamais eu besoin d'un DSP et encore moins d'une implémentation en 750ns pour faire un PID

  18. #14
    Forhorse

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par ftorama Voir le message
    Perso, j'ai implémenté du PID sur 8051 (je l'avais oublié celui-là et pourtant j'en ai bouffé pendant 6 mois), sur AVR et sur ARM7. Et je n'ai jamais eu besoin d'un DSP et encore moins d'une implémentation en 750ns pour faire un PID
    Ça rejoint ce que je voulais dire (voir en #9)
    Hormis application très spécifique, genre asservissement à très hautes vitesse, la puissance de calcul de n'importe quel µC, même modeste, ferra l'affaire.
    Et que là, je pense que ce qui interessant pour l'auteur du topic, c'est surtout comment implementer un régul PID plutôt que la puissance brute du composant.

  19. #15
    Aurélien

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par thm
    j'oublie de signaler que si c'est pour un usage en aviation, la fiabilité est le premier paramètre.. et microchip est connu pour ses lacunes à ce point de vue.
    Arrete ton char thm, argumente un peu tes propos (d'où tires tu ta conclusion), et SURTOUT, rappelles toi que la principale defaillance d'un systeme c'est le LOGICIEL. Alors avant d'incriminer une famille hardware en particulier, on réfléchit...


    Citation Envoyé par ftorama
    Je ne comprends pas que de tels comportements soient tolérés. Faut-il systématiquement signaler les messages de RISC comme pub déguisée, ou les modos vont-ils enfin ouvrir les yeux?
    On voit bien que c'est de la pub, mais lui au moins il ne bassine pas avec des contre-infos. Entre les nerveux anti-pic et les FAE microchip, mon choix est vite fait...

    Aurélien

  20. #16
    dadavion

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Ne vous énervez pas pour un micro-contôleur , cela dit j'ai regardé vers les picbasic , simples à programmer avec picbasic studio...normalement. Ceux ci peuvent-ils intégrer et dériver un signal ? parce que là vous commencez un peu à me perdre ....

    Et quel est l'impédance d'entrée d'un uC ?

    PS : j'ai choisi la PTSI pour le côté SI qui me passionne, alors je compte bien ne pas m'en tenir à une "simu", même si effectivement cela reste dans le cadre scolaire avec un budget limité.
    Bonne soirée et merci à ceux qui font avancer le problème
    Dernière modification par dadavion ; 16/02/2011 à 20h32.

  21. #17
    Forhorse

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    les PICBASIC c'est de la merde !
    Si ça n'a pas changé depuis que je m'étais renseigné à leur sujet (ça m'ettonerais) c'est du Basic interpretté, c'est à dire que le µC doit d'abord decoder les instructions avant de les executer.
    Autant dire que c'est lent, gourmand en memoire et sale.

    Si tu veux programmer un µC (PIC ou autre) en Basic regardes plutôt du côté des compilateurs, certains sont gratuit ou en version demo.

  22. #18
    PIC sur PAC

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    bonsoir,
    Tout comme toi pour commencer j'ai pris des renseignements ici, j'ai obtenu plein d'informations et j'ai pu constater "le grand fossé" (nous sommes gaulois après tous) qu'il y a entre les différents protagonistes sur ce sujet.
    J'ai fini par choisir un ATMEGA32 pour le cout et l'équipement plus en rapport à mon besoin. Et puisque le cout t'intéresse:
    avec un budget limité.
    Voici ce que cela ma couté:
    une sonde JTAG (copie provenance chine) permettant de faire qques composants ATMEL pour 15$ port compris le hic si t'es pressé: délais de livraison 20 jours
    2 ATMEGA32 d'Angleterre pour 12 £ port compris (délais 1 semaine)
    140Mo de logiciel à télécharger gratuit.
    après les babioles autour cela dépend de ton besoin.
    Si cela peu te donner des billes pour faire ton choix.
    Dans le doute reboot

  23. Publicité
  24. #19
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par dadavion Voir le message
    Ne vous énervez pas pour un micro-contôleur , cela dit j'ai regardé vers les picbasic , simples à programmer avec picbasic studio...normalement. Ceux ci peuvent-ils intégrer et dériver un signal ? parce que là vous commencez un peu à me perdre ....
    Comme mes collègues, je suis très méfiant envers les composants à base de Basic, mais aussi envers le langage lui-même. En général, tu te retrouves vite limité et sans autre solution que de passer au C et devoir recommencer de zéro.

    Si tu te souviens de tes cours de lycée, la dérivée est une différence, l'intégrale, une somme. un PID se résume à une paire d'additions, un soupçon de soustractions, une grosse pincée de multiplications et c'est tout.

    Là ou il y a des raisons de s'emporter et de te mettre en garde contre les technico-commerciaux qui traînent ici, c'est que certains microcontrôleurs (d'une marque que nous ne citerons pas pour ne pas encore froisser Microchip) ne disposent même pas d'instructions de multiplication, ce qui fait qu'une bête multiplication de 2 nombres entiers de 16 bits va te prendre des centaines de cycles machines sur un PIC16, contre 8 sur un AVR ou un seul sur des architectures 16 bits dôtées d'une instruction de multiplication (là je ne m'avancerai pas sur sa dispo sur les PIC24 par exemple, parce que je m'en fous royalement )

    Et quel est l'impédance d'entrée d'un uC ?
    Euh quoi ça?

    Je suppose que tu parles des entrées ADC. Seule la datasheet du micro concerné te le dira.

    PS : j'ai choisi la PTSI pour le côté SI qui me passionne, alors je compte bien ne pas m'en tenir à une "simu", même si effectivement cela reste dans le cadre scolaire avec un budget limité.
    La bidouille et les bricolages sur un coin de table à la maison, c'est ce qui fera qu'un recruteur choisira ton CV plutôt que celui du voisin (à condition de pas venir en survet à l'entretien bien sur )

    Bonne soirée et merci à ceux qui font avancer le problème
    On y travaille

  25. #20
    Aurélien

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par ftorama Voir le message
    Là ou il y a des raisons de s'emporter et de te mettre en garde contre les technico-commerciaux qui traînent ici, c'est que certains microcontrôleurs ne disposent même pas d'instructions de multiplication
    Citation Envoyé par ftorama Voir le message
    une bête multiplication de 2 nombres entiers de 16 bits va te prendre des centaines de cycles machines sur un PIC16, contre 8 sur un AVR
    Les ATtiny, tels que l'ATtiny461, sont des AVR, et ne disposent pas d'opérations de multiplication. Ces tiny sont proches des PIC16 que tu places en comparaison avec des megaAVR.
    Les PIC18F, plus proches des megaAVR, la supportent.

    Je preferais eclaircir les choses...c'est triste de debattre d'une simple opération dont bon nombre de personnes ici se contrefichent, mais quand même, tu te relies parfois ?

  26. #21
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par Aurélien Voir le message
    Les ATtiny, tels que l'ATtiny461, sont des AVR, et ne disposent pas d'opérations de multiplication. Ces tiny sont proches des PIC16 que tu places en comparaison avec des megaAVR.
    Les PIC18F, plus proches des megaAVR, la supportent.

    Je preferais eclaircir les choses...c'est triste de debattre d'une simple opération dont bon nombre de personnes ici se contrefichent, mais quand même, tu te relies parfois ?
    Alors là, mea culpa...si je pouvais supprimer le message au-dessus, je le ferai....

  27. #22
    Aurélien

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Lequel, le mien ?

  28. #23
    ftorama

    Re : Fonctions mathématiques d'un micro controôleur

    Citation Envoyé par Aurélien Voir le message
    Lequel, le mien ?
    bah évidemment, quelle question

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