Modeliranje i upravljanje malom bespilotnom ronilicom · Potreba za istraživanjem, nadzorom i...

SVEUCILIŠTE U ZAGREBUFAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RACUNARSTVA

DIPLOMSKI RAD br. 404

Modeliranje i upravljanje malombespilotnom ronilicom

Marin Bek

Zagreb, veljaca 2012.

\izvornik.

SADRŽAJ

1. Uvod 1

2. Razvojni sustav 32.1. Postavljanje toolchain-a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2. Programiranje upravljacke elektronike . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2.1. Programiranje U-Boot boot loader na upravljacku elektroniku 5

2.2.2. Programiranje uClinuxa na upravljacku elektroniku . . . . . . 5

2.2.3. Kompajliranje uClinux image-a . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.4. Dodatne opcije - SD/MMC kartice . . . . . . . . . . . . . . . 11

3. Upravljacki sustav 133.1. Upravljacka elektronika propulzora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1.1. Upravljanje strujom motora propulzora . . . . . . . . . . . . 18

3.1.2. Upravljanje brzinom vrtnje propulzora . . . . . . . . . . . . . 20

3.2. Upravljanje propulzorima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.1. Mjerenje brzine vrtnje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.2.2. Upravljanje brzinom vrtnje - PWM . . . . . . . . . . . . . . 28

4. Inercijsko/navigacijski senzor 324.1. Korištenje spidev drivera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.1.1. Korištenje spidev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5. Mehanicki sustav ronilice 39

6. Troškovi izrade ronilice 43

7. Proširenja i status ronilice 44

8. Zakljucak 45

iv

Literatura 46

A. Izvorni kod važnijih dijelova 48A.1. Upravljacki driver za pogon motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

A.2. Komunikacija s inercijskim senzorom . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

A.3. IIO komunikacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

A.4. Patch za korištenje PWM-a iz korisnickog prostora . . . . . . . . . . 69

v

1. Uvod

Potreba za istraživanjem, nadzorom i kontrolom podmorja svakim je danom sve iz-

raženija, kako u industriji i vojsci, tako i u civilnim institucijama. Nalazišta nafte na

kopnu i priobalju se sve više primicu svom kraju, te se naftna industrija okrece dubo-

kom moru, što istraživanje, polaganje infrastrukture i nadzor otežava jer je sa svakim

metrom dubine skuplje imati ronioce, koji ujedno mogu i krace vrijeme provesti na

vecim dubinama. Dok je korištenje velikih industrijskih ronilica vec uhodana praksa,

njihovo korištenje za nadzor i istraživanje je neisplativo i neprakticno. Pojavila se

potreba za što je moguce manjim ronilicama, pogodnih za nadzor, cija bi niska ci-

jena omogucila korištenje i cijelih flota ronilica za pokrivanje veceg podrucja1, koje

bi u kooperaciji i formacijama efikasno i isplativno ispunjavale razlicite zadace bez

direktnog posredstva pilota. Nije off-shore industrija jedina zainteresirana za malim

isplativim autonomnim ronilicama. Vojna industrija je u potrazi za isplativim malim

ronilicama cija cijena je dovoljna da ih se može smatrati "topovskim mesom" u raz-

miniravanju podmorja. Naime, postoji koncept razminiravanja gdje vece površinsko

plovilo detektira moguca eksplozivna sredstva, a manje autonomne ronilice direktno

ili uz posredstvo ROV-ova provjeravaju autenticnost pronalaska, te aktiviraju ili de-

aktiviraju eksplozivna sredstva. U takvom je slucaju bitna stavka da je cijena što je

moguce manja uz zadovoljavajuce performanse. Mnoge su druge primjene minijatur-

nih autonomnih ronilica, poput nadzora luka, ušca rijeka, plovnih puteva... Bilo gdje

gdje je potrebno na isplativ i jednostavan nacin nadzirati vece podrucje, ili gdje su

klasicne ronilice jednostavno premalene za rad.

Iz navedenih je razloga u sklopu Završnog rada razvijena ronilica micro klase2. Ro-

nilica je cilindricnog oblika, dimenzija kucišta 21x8 cm, dok od prednjeg do stražnjeg

propulzora zauzima 30cm, a na najširem mjestu od 10 do 15 cm, ovisno o dimenzi-

jama montiranih propelera. Razvijena ronilica je predvidena za autonoman rad, te je

prototip, zbog cega osnovu upravljackog sustava drži relativno skup Blackfin hibridni

1eng. swarm2Ronilica malih dimenzija, mase u zraku do 3kg

1

DSP procesor3. Podržani su svi poznatiji komunikacijski protokoli za spajanje s pe-

riferijama (poput sonara i ostale senzorike), od cega je trenutno implementiran samo

3-osni inercijski senzor4. Propulzori su vlastitog dizajna, bazirani na brushless prin-

cipu rada i omogucuju rad pod vodom bez posebnih brtvila i semeringa. U sklopu ovog

rada, nastavlja se rad na toj ronilici, poboljšana je upravljacka elektronika za propul-

zore, implementirana je osnovna upravljacka funkcionalnost i dane su detaljne upute

za daljnji razvoj i korištenje ronilice.

3Procesor s generalnim RISC instrukcijama i DSP instrukcijama za obradu podataka4Analog Devices ADIS16350, 3-osni inercijski senzor sa SPI protokolom

2

2. Razvojni sustav

Pošto se na upravljackoj elektronici nalazi uClinux operativni sustav, sav razvoj kernel

modula, drivera i upravljackog softvera se mora vršiti na linux operativnim sustavima[1].

Službeno podržana okolina od strane proizvodaca Bluetechnix je XUbuntu, potvrdeno

cijela okolina radi s kernelom 2.6.38-8. Ukoliko korisnik nema na raspolaganju li-

nux operativni sustav, moguce je na Windowsima koristiti neko virtualno okruženje s

instaliranim linuxom. Na korisnickom DVD-u se nalazi vec gotova slika virtualnog

okruženja za VMWare sustav s instaliranim i podešenim cijelim razvojnim okruže-

njem.

Razvojno se okruženje sastoji od nekoliko dijelova:

• Toolchain - sadrži binarne, zaglavne i izvorne datoteke za kompajliranje apli-

kacija

• U-Boot - boot loader1

• uClinux - operacijski sustav temeljen na linux kernelu, prilagoden radu na

ugradbenim racunalima i real-time sustavima. Dolazi u sklopu toolchaina

Upozorenje: na korisnickom DVDu se nalazi verzija uClinuxa i pratecih paketa

(toolchain, uboot 2009R1. Razvoj trenutnog sustava je raden na verzijama 2010R1.

Kompatibilnost svih razvijenih drivera i modula, te aplikacija sa starijim verzijama

toolchaina nije zagarantirana i vjerojatno nije prisutna!

1"aplikacija" koja se pokrece prva prilikom paljenja sustava, ucitava operacijski sustav i postavlja

sve potrebne postavke na najnižoj razini

3

2.1. Postavljanje toolchain-a

Ako se ne koristi vec kreirano virtualno okruženje dano na DVDu (što je preporuceno,

pošto je u pitanju stara verzija toolchaina), potrebno je podesiti razvojno okruženje na

racunalu. Nakon što se preuzmu datoteke

• blackfin-toolchain-2010R1-RC4.i386.tar.bz2

• blackfin-toolchain-uclibc-full-2010R1-RC4.i386.tar.bz2

s lokacije http://blackfin.uclinux.org/gf/project/toolchain/

frs/, potrebno ih je otpakirati u neki direktorij i podesiti okruženje na nacin da se u

datoteku .bashrc (ili odgovarajucu) upiše

TOOLCHAINDIR=/home /marin /novo /opt /uClinux

e x p o r t PATH=$PATH :$TOOLCHAINDIR /bfin−uclinux /bin :$TOOLCHAINDIR /←bfin−elf /bin :$TOOLCHAINDIR /bfin−linux−uclibc /bin

Time je završeno podešavanje razvojne okoline.

2.2. Programiranje upravljacke elektronike

Pošto permanentno zapisivanje na flash memoriju u radu uClinux sustava nije moguce,

sve promjene poput drivera, librarya i ostalih datoteka koje želimo da su uvijek auto-

matski prisutne na ronilici prilikom pokretanja, potrebno je ukompajlirati u uClinux

image i isprogramirati na flash memoriju ronilice. Tako da je za razvoj ronilice esen-

cijalno poznavanje permanentnog programiranja pomocu JTAG adaptera.

Dva, tj. tri su važna dijela upravljackog sustava: boot loader, izvršni sustav (kernel)

i korisnicki prostor (root file system). Programiranje, tj. postavljanje binarnih datoteka

na sustav se vrši pomocu JTAG adaptera, i u nastavku je objašnjen postupak posebno

za boot loader i za kernel s korisnickim prostorom.

JTAG adapter korišten s upravljackom elektrnikom ronilice je ICEbear plus JTAG

adapter proizvodaca section5. Aplikacije za korištenje adaptera su dostupne na koris-

nickom DVD-u, ali se preporuca korištenje najnovije verzije dostupne s web-stranice

http://www.section5.ch/debian. Potrebno je preuzeti paket bfloader i

sve pratece upravljacke datoteke. Ukoliko se programira s linuxa, moguce je u dato-

teku /etc/apt/sources.list dodati liniju

4

http://blackfin.uclinux.org/gf/project/toolchain/frs/

http://blackfin.uclinux.org/gf/project/toolchain/frs/

http://www.section5.ch/debian

deb http : / /www. s e c t i o n 5 . ch / d e b i a n < n a z i v i n s t a l i r a n e d i s t r i b u c i j e ←l i n u x a > main non−f r e e

i zatim korištenjem package managera instalirati pakete

• bfinsight - debugger

• bfloader - alat za programiranje

Na raspolaganju su još i razni alati za debuggiranje, ukoliko je to potrebno.

Instalacija na Windows operativnom sustavu je nešto jednostavnija, potrebno je

samo preuzeti s web-stranice instalacijski paket i instalirati ga.

Ukoliko se prilikom programiranja odabere pogrešna adresa ili binarna datoteka,

upravljacka elektronika se nece pravilno ukljuciti, ali je moguce ponoviti postupak

programiranja i na taj nacin ispraviti pogrešku.

2.2.1. Programiranje U-Boot boot loader na upravljacku elektro-niku

Na web-adresi navedenoj u prethodnom poglavlju moguce je naci i izvršne datoteke

boot loadera. Programiranje boot loadera na upravljacku elektroniku u principu ne bi

smjelo biti potrebno, osim ako postoji želja/potreba za update-om na noviju verziju.

Boot loader se najcešce nalazi u binarnoj datoteci imena u-boot.bin, i po-

trebno ga je smjestiti na pocetak flash memorije, što odgovara memorijskoj lokaciji

0x0000000.

2.2.2. Programiranje uClinuxa na upravljacku elektroniku

Svako kompajliranje uClinux-a rezultira s nekoliko vrsta binarnih datoteka:

• uImage - kernel + korisnicki prostor

• vmImage - samo kernel

• rootfs.jffs2 - samo korisnicki prostor

• uboot+uImage.bin - u-boot zajedno s kernelom i korisnickim prostorom.

U radu s upravljackom elektronikom ronilice zanima nas jedino datoteka uImage,

koja sadrži i kernel i korisnicki prostor zajedno. Kao što je ranije navedeno, svaka že-

ljena permanentna promjena na sustavu ronilice zahtjeva kompajliranje uClinux image-

a, i njegovo programiranje na flash memoriju ronilice.

5

uClinux image je potrebno smjestiti na memorijsku lokaciju 0x00040000.

2.2.3. Kompajliranje uClinux image-a

Operacijski sustav ronilice, uClinux, je temelj ispravnog rada ronilice, i zbog toga je

bitno poznavanje podešavanja opcija i mogucnosti kernela, jer se samim time odreduju

mogucnosti, performanse i postavke cijele upravljacke elektronike. Najbolje je odmah

nakon instalacije toolchaina pokušati iskompajlirati uClinux, prije svih promjena.

Kompajliranje uClinux imagea se vrši iz direktorija u kojem je instaliran toolchain,

najcešce naziva blackfin-linux-dist. Potrebno je u terminalu upisati

make menuconfig

što rezultira izbornikom

Vendor /Product Selection −−−>

Kernel /Library /Defaults Selection −−−>

−−−Load an Alternate Configuration File

Save an Alternate Configuration File

Odabir se vrši razmaknicom, zvjezdica znaci da je stavka odabrana, a u slucaju

kernel drivera, odabrana se stavka automatski ukljucuje u kernel, dok slovo M znaci

da se sprema na sustav kao modul (.ko), i potrebno ga je rucno ukljuciti naredbom

insmod.

Prvo je potrebno odabrati pravilan modul na elektronici. Pod izbornikom Vendor/Product

Selection je potrebno odabrati

−−− Select the Vendor you wish to target

Vendor (Bluetechnix ) −−−>

−−− Select the Product you wish to target

Bluetechnix Products (CM−BF537E ) −−−>

6

Kako bi se mogle birati opcije kernela i/ili korisnickog prostora (aplikacija), tako-

der je potrebno u izborniku Kernel/Library/Defaults Selection odabrati

−−− Kernel is linux−2 .6 .x

−−− Libc is None

[ ] Default all settings (lose changes )

[ ∗ ] Customize Kernel Settings

[ ∗ ] Customize Application /Library Settings

[ ] Update Default Vendor Settings

Izlazak iz svih izbornika rezultira pitanjem da li želite pohraniti promjene koje se

spremaju u datoteku .config, i mogu se kasnije ucitati iz izbornika. Ova se datoteka,

ispravno ispunjena, nalazi na CD-u priloženom ovom radu.

Ako je odabrano podešavanje postavki kernela, otvara se izbornik s postavkama

kernela

General setup −−−>

[ ∗ ] Enable loadable module support −−−>

[ ] Enable the block layer −−−>

Preemption Model (No Forced Preemption (Server ) ) −−−>

Blackfin Processor Options −−−>

Bus options (PCI , PCMCIA , EISA , MCA , ISA ) −−−>

Executable file formats −−−>

Power management options −−−>

CPU Frequency scaling −−−>

[ ∗ ] Networking support −−−>

Device Drivers −−−>

Firmware Drivers −−−>

File systems −−−>

Kernel hacking −−−>

Security options −−−>

< > Cryptographic API −−−>

Library routines −−−>

−−−Load an Alternate Configuration File


7

Bitne stavke na koje je potrebno obratiti pozornost su

• Enable loadable module support - nije automatski odabrano

• CPU Frequency scaling - ukljucivanjem ove opcije omogucava se sma-

njivanje radne frekvencije procesora, i time štedi energija

• Device Drivers - razne pogonske datoteke, objašnjeno detaljnije kasnije

• Cryptographic API - moguce je sve iskljuciti

Moguce je npr. iskljuciti sve što ima veze s UART komunikacijom, CAN protoko-

lom, wireless mrežom itd. U dijelovima ovog rada koji se ticu pojedinih stavki biti ce

naglašeno kako moraju biti postavljene relevantne opcije kernela.

Nakon postavljanja svih opcija kernela, ako je u prvom izborniku bilo odabrano

podešavanje aplikacija, pokrece se izbornik za odabir korisnickih aplikacija, poput

shella, servisa itd:

Library Configuration −−−>

Core Applications −−−>

Flash Tools −−−>

Filesystem Applications −−−>

Network Applications −−−>

Miscellaneous Applications −−−>

BusyBox −−−>

Tinylogin −−−>

MicroWindows −−−>

Games −−−>

Miscellaneous Configuration −−−>

Debug Builds −−−>

Blackfin test programs −−−>

Blackfin app programs −−−>

Blackfin canned demos −−−>

Blackfin device drivers (Experimental ) −−−>

Blackfin build options −−−>

−−Load an Alternate Configuration File


8

Shell koji se koristi na ronilici je BusyBox, pa je preporuceno u njegovim op-

cijama, pod CoreUtils ukljuciti osnovne naredbe poput ls, cd, chown... Takoder,

pošto je mjesto u flash memoriji ograniceno, potrebno je pripaziti pri korištenju velikih

library-a, poput crypto, ncurses i slicnih alata, koji nisu potrebni za rad s ronilicom a

zauzimaju relativno mnogo prostora.

Opcije koje su odabrane za trenutnu konfiguraciju ronilice se takoder nalaze na pri-

loženom CD-u, i preporuceno ih je koristiti (ucitati konfiguracijsku datoteku prilikom

prvog kompajliranja), kako bi se osigurao normalan rad ronilice.

Kad je odabir svih opcija završen, korisnik je vracen u shell, i ukoliko nema pri-

javljenih grešaka, moguce je pristupiti kompajliranju. Kompajliranje se zapocinje na-

redbom

make

Nakon uspješnog kompajliranja, kreirana je datoteka images/uImage, ali prije

programiranja iste na flash memoriju procesora, potrebno je napraviti izmjene na dato-

tecnom sustavu. U direktoriju romfs se nalazi cijeli datotecni sustav kakav se sprema

u flash memoriju. Na priloženom CD-u se takoder nalazi romfs direktorij, s poddirek-

torijem etc, u kojem su dvije datoteke:

• rc

• passwd.

Datoteka rc se pokrece prilikom pokretanja sustava, i kljucno je da se ova modi-

ficirana datoteka smjesti u direktorij blackfin-linux-dist/romfs/etc, kako

bi se ronilica prilikom pokretanja inicijalizirala na pravilnu IP adresu i upalila potrebne

servise. Sadržaj rc datoteke je kako slijedi:

9

hostname blackfin

mount −t proc proc /proc

mount −t ramfs ramfs /var

mount −t sysfs sysfs /sys

mount −t devpts devpts /dev /pts

[ −d /proc /bus /usb ] && mount −t usbfs usbfs /proc /bus /usb

[ −d /sys /kernel /debug ] && mount −t debugfs debugfs /sys /kernel /←debug

[ −d /proc /sys /fs /binfmt_misc ] && mount −t binfmt_misc ←binfmt_misc /proc /sys /fs /binfmt_misc

[ −d /sys /kernel /security ] && mount −t securityfs securityfs /sys←/kernel /security

grep −qs nfsd /proc /filesystems && mount −t nfsd nfsd /proc /fs /←nfsd

i f [ −e /bin /mdev ] ; then

echo /bin /mdev 2 >/dev /null > /proc /sys /kernel /hotplug

/bin /mdev −s 2> /dev /null

fi

mkdir /var /tmp /var /log /var /run /var /lock

ifconfig lo 1 2 7 . 0 . 0 . 1

ifconfig eth0 1 9 2 . 1 6 8 . 5 . 9 9 up

inetd &

cat /etc /motd

Ukoliko želimo da se i neki kernel modul/driver ukljuci prilikom pokretanja, a

nalazi se u /lib direktoriju kao .ko datoteka, možemo to uciniti dodavanjem linije npr.

modprobe ducky

Ako više kernel modula ovisi jedno o drugome, potrebno ih je ucitati redoslijedom

od onog o kojem ostali ovise.

Datoteka passwd je datoteka s korisnickim imenima i lozinkama, i ukoliko ne

želimo na ronilici koristiti lozinku root korisnika uClinux, možemo je spremiti kao

praznu tako da njen sadržaj zamjenimo s

10

root :$1$foSVZUyD$qcWQ6Iaud .SOntvVBKKtC / : 0 : 0 : root : / root : / bin /sh

nobody :x : 9 9 : 9 9 :Nobody : :

Ako želimo na ronilicu smjestiti još neke datoteke, koje nisu automatski ukompaj-

lirane, npr. upravljacke aplikacije koje razvijamo van toolchaina, možemo ih u ovom

trenutku smjestiti na odgovarajuca mjesta u romfs direktoriju.

Kad su promjene na romfs direktoriju završene, potrebno je komprimirati romfs

direktorij u uClinux image naredbom

make image

nakon cega u direktoriju images imamo funkcionalnu datoteku uImage koju

možemo isprogramirati na flash memoriju.

2.2.4. Dodatne opcije - SD/MMC kartice

Ako želimo dodati permanentnog prostora sustavu, možemo u kernel ukompajlirati

podršku za memorijske kartice SD/MMC, kroz opcije kernela

−−− MMC /SD /SDIO card support

[ ] MMC debugging (NEW )

[ ] Assume MMC /SD cards are non−removable (DANGEROUS ) (NEW )

∗∗∗ MMC /SD /SDIO Card Drivers ∗∗∗<M> SDIO UART /GPS c l a s s support

< > MMC host test driver (NEW )

∗∗∗ MMC /SD /SDIO Host Controller Drivers ∗∗∗< > Secure Digital Host Controller Interface support (NEW )

<M> MMC /SD /SDIO over SPI

te uz odabir željenog datotecnog sustava u izborniku File systems

11

[ ∗ ] Enable POSIX file locking API

[ ] Dnotify support

[ ∗ ] Inotify file change notification support

[ ∗ ] Inotify support f o r userspace

[ ] Quota support

< > Kernel automounter support

< > Kernel automounter version 4 support (also supports v3 )

< > FUSE (Filesystem in Userspace ) support

Caches −−−>

Pseudo filesystems −−−>

[ ∗ ] Miscellaneous filesystems −−−>

[ ] Network File Systems −−−>

<∗> Native language support −−−>

< > Distributed Lock Manager (DLM ) −−−>

12

3. Upravljacki sustav

Upravljacki sustav ronilice se sastoji od nekoliko razina, prikazanih slikom 3.1.

Najniža, hardverska razina upravljackog sustava je u sklopu Završnog rada bila re-

alizirana jednostavnim integriranim tranzistorskim H-mostovima3.21 bez strujne zaštite[3],

pri cemu se za upravljanje radom jedne faze motora koristila samo polovica svakog

mosta.

Takvo rješenje se pokazalo neucinkovitim, s jedne strane zbog korištenja previše

fizickog prostora unutar ronilice, a s druge zbog zastarjelosti klasicne tranzistorske

tehnologije na podrucju ucinske elektronike što je dovelo do više problema. Naime,

bipolarni tranzistori korišteni u implementiranom H-mostu imaju vlastiti pad napona

VCEsat od 1.8 do 4.9V. Taj se napon disipira u toplinu, što može rezultirati ukupnom di-

sipacijom od 25W [3]. Osim problema s discipacijom, odredeni utjecaj na cjelokupne

performanse ima i cinjenica da komutacijom motora upravlja centralna upravljacka

jedinica ronilice (Blackfin sklopovlje), što znaci da dragocjeno procesorsko vrijeme

odlazi na fundamentalno jednostavan zadatak prolaska kroz komutacijsku tablicu. Uz

to, utrošeno je i mnogo ulazno/izlaznih pinova Blackfin modula i time se ogranicilo

moguce kasnije proširenje funkcionalnosti cijele ronilice. Kako bi Blackfin modul

mogao upravljati H-mostovima jednog propulzora, potrebno je utrošiti 9 pinova: 3

za ocitavanje stanja Hall senzora i po 3 pina za ukljucivanje H-mosta, te stavljanje

mostova u stanje visoke impedancije. Dodamo li tome i 2 pina potrebna za potpuno

gašenje upravljacke elektronike (ENABLE pinovi), dolazimo do brojke od 11 ulaz-

no/izlaznih prikljucaka utrošenih na posao koji je moguce u potpunosti odvojiti od

centralnog upravljackog sklopovlja.

Sveukupno, prisutna su tri problema:

• Utrošak elektricne energije veci zbog vlastitog pada napona tranzistora

• Zagrijavanje komponenti zbog discipacije na tranzistorima

• Trošenje procesorskog vremena na upravljanje propulzijom, trošenje I/O pi-

1Elektricni krug 4 upravljana tranzistora/sklopke za gonjenje motora u oba smjera

13

Korisnicko sucelje/autopilot

Korisnik ili autopilot odreduju

željeni smjer gibanja ronilice

Upravljacki program

Kernel daemon zaprima naredbu o promjeni

reference ronilice, obraduje je u adek-

vatan oblik i proslijeduje je regulatoru

Regulator

Regulator temeljem podataka sa senzorike odreduje vektore

upravljanja propulzorima s obzirom na dobivenu referencu

Modul upravljanja motorima

Modul zaprima od regulatora informaciju o

željenim brzinama pojedinih propulzora.

Odreduju se PWM vrijednosti i upravljacki signali

za ucinsku elektroniku motora.

Ucinska elektronika

Elektronika direktno upravlja radom motora.

Ukljucuju/iskljucuju/koce se odgovarajuci propulzori,

odreduje smjer i izvršava unutarnja petlja

regulatora struje/momenta motora.

Slika 3.1: Upravljacki sustav ronilice

nova

Kako bi se sva tri problema riješila, i time poboljšao rad ronilice i omogucio ro-

14

Slika 3.2: Prvotna upravljacka elektronika propulzora

busniji rad cijelog sustava, upravljacka elektronika propulzora je zamijenjena suvre-

menijom tehnologijom, a upravljacka petlja brzine/momenta motora propulzora je re-

alizirana sklopovljem jednostavnom povratnom vezom koristeci operacijsko pojacalo

u ulozi komparatora/integratora, gdje centralni upravljacki modul daje samo referencu

brzine dobivenu iz regulatora, dok sklopovlje održava brzinu neovisno o centralnom

upravljackom modulu.

15

3.1. Upravljacka elektronika propulzora

Da bi se centralni modul rasteretio od komutacije i upravljanja brzinom propulzora,

upotrebljen je integrirani krug L6235, proizvodaca STMicroelectronics, s ugradenom

logikom za komutaciju motora. Uz to, ucinska elektronika odabranog integriranog

kruga je realizirana u MOSFET tehnologiji, vrlo niskog otpora RDS2, iznosa 0.28 −

0.59 Ω (25 − 125 C), što znaci da je disipacija u odnosu na ranije korištenu tehnolo-

giju svedena na minimum - nije potrebno dodatno hladenje, vec je dovoljno osigurati

odgovarajucu površinu bakrenog sloja na pinovima uzemljenja [2, 4]. Osnovne karak-

teristike L6235 su dane tablicom 3.1.

Tablica 3.1: Karakteristike integriranog kruga L6235 (SO24 pakiranje)

Velicina Opis Min. Max. Jedinica

VS Napon napajanja 12 52 V

VREF Referenca kruga upravljanja strujom motora -0.1 5 V

VSENSE Mjerni napon -6 6 V

IOUT Izlazna struja sklopa – 2.8 A

TJ Radna temperatura integriranog kruga -25 125 C

fSW Radna frekvencija – 100 kHz

Rth1 Termicki otpor s rashladnom površinom 6 cm2 – 51 C/W

Rth2 Termicki otpor bez rashladne površine i hladenja – 77 C/W

2Otpor izmedu drain i source prikljucaka MOSFET tranzistora, glavni "krivac" za disipaciju energije

na tranzistorima

16

Pošto se tri propulzora nalaze u stražnjem dijelu ronilice, a jedan u prednjem,

upravljacka elektronika je podijeljena na upravo te dvije sekcije. Elektricna shema

za upravljanje radom jednog propulzora je identicna u sva cetiri slucaja, s razlikom da

na stražnjoj elektronici sva tri integrirana kruga dijele RC generator pulsa, što je do-

zvoljeno i preporuceno za slucajeve do cetiri integrirana kruga [2]. Slika 3.4 prikazuje

elektricnu shemu za upravljanje jednim propulzorom.

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

1

*****1

Krug upravljanja BLDC motorom s kontrolom brzine* *

16.2.2012. 2:24:25D:\Dropbox\diplomski\altium\bldc_controller\controller.SchDoc

Title

Size: Number:

Date:File:

Revision:

Sheet ofTime:A4

H_11

DIAG2

SENSE_A 3

RCOFF4

OUT_1 5

GN

D6

GN

D7

TAC

HO

8

RC

PULS

E9

SENSE_B 10FWD/REV11

EN12

VREF13

BRAKE14

VB

OO

T15

OUT_3 16

VS_

B17

GN

D18

GN

D19

VS_

A20

OUT_2 21VC

P22

H_223

H_324

L6235PowerDIP24/SO24

U1L6235

VS

GND

GND

D1 BAV99

1R

R1

100R

R5MCHP06W2F1000T5E

10nF

C1102S43W103KV4E

220nF

C2

18125C224KAT2A

220nF

C3

18125C224KAT2A

GND

1nF

C111812PC102KAT1A

R6

TC33B-1-104E

GND

R7

TC33B-1-104E

GND

10nF

C4102S43W103KV4E

10nF

C5102S43W103KV4E

GND

100K

R8

CRCW1206100KFKEA

R9

GND

PULLUP

R10

10K

R11CRCW120610K0FKEA

10KR12

10KR13

1234

P2

MOLEX 22-05-3041

1 2 3 4 5

P1

22-05-3051

1K

R14CRCW12061K00FKEA

PULLUP

4K7

R15

CRCW12064K70FKEA

1MR16

CRCW12061M00FKEA

220nFC6

18125C224KAT2A

GND

PULLUP

100nF

C7CC1812KKX7RBBB104

5K6

R17

MCHP06W2F5601T5E

1K8

R18WCR1206-1K8FI

68n

C8GRM43QR72J683KW01L

1 23 4

P3

AMP - 826942-2

1nF

C91812PC102KAT1A

GND

2K2

R19

CRCW12062K20FKEA

20K

R20CRCW120620K0FKEA

PULLUP

R21

TC73X-1-502E

GND

100uF

C10

MAL215097803E3

123

P4

MKDSN2,5/3-5.08

1234

P5

MKDSN2,5/4-5.08

VS PULLUP

GND

Ulazni naponi

Zatvoreni krug upravljanja brzinom vrtnje

Konektor HALL senzora

Upravljački ulaz

Spoj motora

1R

R2

1R

R3

1R

R4MCHP06W2F100KT5E

2

31A

84

U2ALM2904ST

GND

VS

Net_SenseGND

Net_Sense

PIC101

PIC102COC1

PIC201PIC202

COC2

PIC301PIC302

COC3

PIC401

PIC402COC4

PIC501

PIC502COC5

PIC601PIC602

COC6

PIC701

PIC702COC7

PIC801

PIC802COC8

PIC901

PIC902COC9

PIC1001 PIC1002

COC10

PIC1101

PIC1102COC11

PID101PID102 PID103

COD1

PIP101 PIP102 PIP103 PIP104 PIP105

COP1

PIP201

PIP202

PIP203

PIP204

COP2

PIP301 PIP302

PIP303 PIP304

COP3

PIP401

PIP402

PIP403

COP4

PIP501

PIP502

PIP503

PIP504

COP5

PIR101

PIR102COR1

PIR201

PIR202COR2

PIR301

PIR302COR3

PIR401

PIR402COR4

PIR501

PIR502COR5

PIR60CCW

PIR60CWPIR60W

COR6

PIR70CCW

PIR70CWPIR70W

COR7

PIR801PIR802COR8

PIR901 PIR902COR9

PIR1001 PIR1002COR10


PIR1201

PIR1202COR12

PIR1301

PIR1302COR13

PIR1401

PIR1402COR14

PIR1501PIR1502COR15

PIR1601PIR1602COR16

PIR1701PIR1702COR17

PIR1801

PIR1802

COR18PIR1901PIR1902COR19

PIR2001

PIR2002

COR20

PIR210CCW

PIR210CWPIR210W

COR21

PIU101

PIU102

PIU103

PIU104

PIU105

PIU106 PIU107PIU108 PIU109

PIU1010

PIU1011

PIU1012

PIU1013

PIU1014

PIU1015

PIU1016

PIU1017

PIU1018 PIU1019

PIU1020

PIU1021

PIU1022

PIU1023

PIU1024

COU1

PIU201

PIU202

PIU203

PIU204

PIU208 COU2A

PIC301

PIC401

PIC501

PIC701PIC801

PIC901

PIC1002

PIC1101

PIP102PIP503

PIP504

PIR101 PIR201 PIR301 PIR401

PIR60CCW

PIR70CCW

PIR1802

PIR210CCW

PIU106 PIU107 PIU1018 PIU1019

PIU204

NLGND

NLNet0SenseGND

PIR1401

PIR1502

PIU108

PIP403PIU1016

PIP402PIU1021

PIP401PIU105

PIP303

PIR1701PIR1801

PIP204

PIR1902

PIP203

PIR1301

PIU1014

PIP202 PIR802

PIP201

PIR1201PIU1011

PIP105PIR902

PIU1024

PIP104

PIR1002

PIU1023

PIP103

PIR1102

PIU101

PID101PIR502

PIC1102PIR60CWPIR60W

PIU104

PIC902

PIP301 PIP302

PIU1013

PIC802

PIP304

PIR1901

PIR2002

PIR210CWPIR210W

PIU203

PIC602

PIR1501

PIR1602

PIU202

PIC601

PIR1601

PIR1702PIU201

PIC502PIR801

PIU102

PIU1012

PIC402PIR70CWPIR70W

PIU109

PIC202

PID102

PIU1015

PIC102PIR501

PIC101

PIU1022

PIR102 PIR202 PIR302 PIR402PIU103

PIU1010 NLNet0Sense

PIC702

PIP101PIP502

PIR901

PIR1001

PIR1101

PIR1202 PIR1302

PIR1402

PIR2001

PIU208

PIC201

PIC302

PIC1001

PID103

PIP501

PIU1017PIU1020

NLVS

Slika 3.3: Elektricna shema sklopa za upravljanje jednim BLDC propulzorom

17

11

22

33

44

55

66

77

88

DD

CC

BB

AA

1

* * * * *1

Krug

upr

avlja

nja

BLD

C m

otor

om s

kont

rolo

m b

rzin

e*

*16

.2.2

012.

6:20

:53

D:\D

ropb

ox\d

iplo

msk

i\alti

um\b

ldc_

rear

\con

trolle

r_re

ar.S

chD

oc

Title

Size

:N

umbe

r:

Dat

e:Fi

le:

Revi

sion:

Shee

tof

Tim

e:A

4

H_1

1

DIA

G2

SEN

SE_A

3

RCO

FF4

OU

T_1

5

GND 6

GND 7

TACHO 8

RCPULSE 9

SEN

SE_B

10FW

D/R

EV11

EN12

VR

EF13

BRA

KE

14

VBOOT15

OU

T_3

16

VS_B17 GND 18

GND 19

VS_A20

OU

T_2

21

VCP22

H_2

23

H_3

24

L623

5Po

wer

DIP

24/S

O24

U1

L623

5

VS

GN

D

GN

D

D1

BAV

99

1RR14

10nF

C4

102S

43W

103K

V4E

100n

F

C5

CC

1812

KK

X7R

BB

B10

4

220n

F

C7

1812

5C22

4KA

T2A

GN

D

1nF

C2

1812

PC10

2KA

T1A

R7

TC33

B-1

-104

E GN

D

R13

TC33

B-1

-104

E GN

D

10nF

C8

102S

43W

103K

V4E

10nF

C1

102S

43W

103K

V4E

GN

D

100K

R2

CRCW

1206

100K

FKEA

R4

GN

D

PULL

UP R5 10K

R6

CRCW

1206

10K

0FK

EA

10K

R1

10K

R3

1 2 3 4 5

P_U

PR1

MO

LEX

22-

05-3

041

12345678

P_H

ALL

22-0

5-30

51

1KR11

CRCW

1206

1K00

FKEAPU

LLU

P

4K7

R12

CRCW

1206

4K70

FKEA

68n

C9

GR

M43

QR

72J6

83K

W01

L12

34

Pjum

p1

AM

P - 8

2694

2-2

1nF

C3

1812

PC10

2KA

T1A

GN

D

2K2

R8

CRCW

1206

2K20

FKEA

20K

R9

CRCW

1206

20K

0FK

EA

PULL

UP

R10

TC73

X-1

-502

E

GN

D

100u

F

C6

MA

L215

0978

03E3

VS

PULL

UPG

ND

Zatv

oren

i kru

g up

ravl

janj

a br

zino

m v

rtnje

Kon

ekto

r HA

LL se

nzor

a

Upr

avlja

cki u

laz

Spoj

mot

ora

1RR15

1RR17

1RR18

MCH

P06W

2F10

0KT5

E

POW

ERG

ND

VS

Net

_Sen

seG

ND

Net

_Sen

se

H_1

1

DIA

G2

SEN

SE_A

3

RCO

FF4

OU

T_1

5

GND 6

GND 7

TACHO 8

RCPULSE 9

SEN

SE_B

10FW

D/R

EV11

EN12

VR

EF13

BRA

KE

14

VBOOT15

OU

T_3

16

VS_B17 GND 18

GND 19

VS_A20

OU

T_2

21

VCP22

H_2

23

H_3

24

L623

5Po

wer

DIP

24/S

O24

U2

L623

5

VS

GN

D

GN

D1RR37

220n

F

C16

1812

5C22

4KA

T2A

220n

F

C19

1812

5C22

4KA

T2A

GN

D

1nF

C15

1812

PC10

2KA

T1A

R28

TC33

B-1

-104

E GN

D

R36

TC33

B-1

-104

E GN

D

10nF

C20

102S

43W

103K

V4E

10nF

C14

102S

43W

103K

V4E

GN

D

100K

R22

CRCW

1206

100K

FKEA

R25

PULL

UP R26 10K

R27

CRCW

1206

10K

0FK

EA

10K

R21

10K

R23

1 2 3 4 5

P_U

PR2

MO

LEX

22-

05-3

041

1KR34

CRCW

1206

1K00

FKEAPU

LLU

P

4K7

R35

CRCW

1206

4K70

FKEA

1MR

24

CRCW

1206

1M00

FKEA

220n

FC13 18

125C

224K

AT2

A

68n

C12

GR

M43

QR

72J6

83K

W01

L

12

34

Pjum

p2

AM

P - 8

2694

2-2

1nF

C17

1812

PC10

2KA

T1A

GN

D

2K2

R29

CRCW

1206

2K20

FKEA

20K

R31

CRCW

1206

20K

0FK

EA

PULL

UP

R33

TC73

X-1

-502

E

GN

D

Kon

ekto

r HA

LL se

nzor

a

Spoj

mot

ora

1RR38

1RR39

1RR40

MCH

P06W

2F10

0KT5

E

GN

D

VS

Net

_Sen

seG

ND

Net

_Sen

se2

net_

RC

2

net_

tach

o2

net_

RC

PULS

E2

net_

en2

net_

out2

1ne

t_ou

t22

net_

out2

3ne

t_ou

t11

net_

out1

2ne

t_ou

t13

net_

tach

o1

net_

ref1ne

t_vr

ef1

net_

vref

2

net_

h13

net_

h12

net_

h11

net_

h23

net_

h22

net_

h21

net_

fwd1

net_

brak

e1ne

t_en

1

net_

brak

e2ne

t_fw

d2

net_

refc

onn1

net_

refc

onn2

net_

enco

nn1

net_

enco

nn2

net_

vcp2

2 31

A4 11

U3A

LM32

4D

567

B4 11

U3B

LM32

4D

GN

D

PULL

UP

100n

F

C11

CC

1812

KK

X7R

BB

B10

4

1MR

16

CRCW

1206

1M00

FKEA

220n

FC10 18

125C

224K

AT2

A 5K6

R19

MCH

P06W

2F56

01T5

E

1K8

R20

WC

R12

06-1

K8F

I5K

6

R30

MCH

P06W

2F56

01T5

E

1K8

R32

WC

R12

06-1

K8F

I

net_

inv1

net_

cmp1

net_

cmp2

net_

inv2

100u

F

C18

MA

L215

0978

03E3

12345678910

P_pw

r

MK

DSN

2,5/

4-5.

08

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

iN

et C

lass

ibo

ot

ibo

oti

boot

ibo

ot

PIC101PIC102COC

1

PIC201PIC202CO

C2

PIC301PIC302COC

3

PIC401PIC402CO

C4

PIC501

PIC5

02COC5

PIC601

PIC602

COC6 PI

C701

PIC702CO

C7

PIC801PIC802CO

C8

PIC901PIC902COC

9

PIC1

001

PIC1002COC10

PIC1101PIC1102COC11

PIC1201PIC1202COC12

PIC130

1PIC1302COC13

PIC1401PIC1402COC

14

PIC1501PIC1502COC

15

PIC160

1PIC

1602COC16

PIC1701PIC1702COC17

PIC1

801

PIC1

802

COC18 PI

C190

1PI

C190

2COC19

PIC2001PIC2002COC

20

PID101PID102

PID103

COD1

PIP0HALL01PIP0HALL02PIP0HALL0

3PIP0HALL04PIP0HALL05PIP0

HALL06PIP0HALL07PIP0HALL08

COP0HALL

PIP0pwr01PIP0pwr02PIP0p

wr03PIP0pwr04PIP0pwr05P

IP0pwr06PIP0pwr07PIP0pwr08

PIP0pwr09PIP0pwr010

COP0

pwr

PIP0

UPR1

01PI

P0UP

R102

PIP0

UPR1

03

PIP0

UPR1

04

PIP0

UPR1

05

COP0

UPR1

PIP0UP

R201

PIP0UP

R202

PIP0UP

R203

PIP0UP

R204

PIP0UP

R205

COP0

UPR2

PIPj

ump1

01PI

Pjump1

02

PIPj

ump1

03PI

Pjump1

04

COPjump1

PIPjum

p201

PIPj

ump2

02

PIPjum

p203

PIPj

ump2

04

COPj

ump2

PIR101PIR102COR

1

PIR201

PIR202COR

2

PIR301PIR302COR

3

PIR401

PIR402

COR4

PIR501

PIR502

COR5

PIR601

PIR602

COR6

PIR70CCWPIR70CWPIR70W

COR7

PIR801

PIR802COR

8

PIR901 PIR902

COR9

PIR100CCW

PIR100CWPIR100WCOR

10

PIR1101PIR1102COR

11


PIR130CCWPIR130CWPIR130WCO

R13

PIR1401PIR1402 COR14 PIR1501PIR1502 CO

R15

PIR1

601

PIR1

602COR

16PIR1701PIR1702 COR17 PIR1801PIR1802 CO

R18

PIR1

901

PIR1902COR19


PIR2101PIR2102COR

21

PIR2201

PIR220

2COR22

PIR2301PIR2302COR23

PIR2401

PIR2402COR24

PIR2

501

PIR2

502

COR25

PIR260

1PIR

2602

COR26

PIR2

701

PIR2

702

COR27

PIR280CCWPIR280CWPI

R280

WCOR28

PIR2901

PIR2

902COR29

PIR3001

PIR3002COR30



PIR330CCWPIR330CWPI

R330

WCOR33

PIR3401PIR3402COR34


PIR360CCWPIR360CWPI

R360

WCOR36

PIR3701PIR3702 COR37 PIR3801PIR3802 CO

R38 PIR3901PIR3902 CO

R39 PIR4001PIR4002 COR

40

PIU101

PIU102

PIU103

PIU104

PIU105

PIU106

PIU107

PIU108

PIU109

PIU101

0

PIU1011

PIU1012

PIU1013

PIU1014

PIU1015

PIU101

6

PIU1017

PIU1018

PIU101

9

PIU1020

PIU1021

PIU1022

PIU1023

PIU1024

COU1

PIU201

PIU202

PIU203

PIU204

PIU205

PIU206

PIU207

PIU208

PIU209

PIU2010

PIU2011

PIU2012 PIU2013

PIU2014

PIU2015

PIU2016

PIU2017

PIU2018

PIU2019

PIU2020

PIU2021

PIU2022

PIU2023 PIU2024

COU2

PIU301

PIU302

PIU303

PIU304 PIU3011

COU3A

PIU304

PIU305

PIU306

PIU307

PIU3011

COU3B

PIC101

PIC201

PIC301

PIC602

PIC701 PIC801

PIC901

PIC1101

PIC1201

PIC1401

PIC1501

PIC1701

PIC1

802

PIC1

901 PIC2001

PIP0HALL02PIP0pwr06PIP0

pwr07

PIR70CCW

PIR100CCW

PIR130CCW

PIR1401PIR1501

PIR1701PIR1801

PIR2002

PIR280CCW

PIR3202PIR330CCW

PIR360CCW

PIR3701PIR3801

PIR3901PIR4001

PIU106

PIU107

PIU1018

PIU101

9

PIU206

PIU207

PIU2018

PIU2019

PIU3011

NLGN

D

NLNe

t0Se

nseG

ND

NLPO

WERG

ND

PIP0

UPR1

03

PIR301

PIU1014

NLnet0brake1

PIP0UP

R203

PIR2301

PIU2014

NLnet0brake2

PIC1

001

PIR1

601

PIR1902

PIU301NL

net0cmp1

PIC130

1

PIR2401

PIR3002

PIU307

NLnet0cmp2

PIC102PIR201

PIU102

PIU1012

NLnet0en1

PIC1402PIR2201

PIU202

PIU2012

NLnet0en2

PIP0

UPR1

02PIR202

NLnet0enconn1

PIP0UP

R202

PIR220

2NL

net0

enco

nn2

PIP0

UPR1

01

PIR101PIU101

1NLnet0fwd1

PIP0UP

R201

PIR2101PIU2

011NLnet0fwd2

PIP0HALL03

PIR602

PIU101

NLne

t0h1

1

PIP0HALL04

PIR502

PIU1023

NLnet0h12

PIP0HALL05

PIR402

PIU1024

NLnet0h13

PIP0HALL06

PIR2

702

PIU201

NLnet0h21

PIP0HALL07

PIR260

2

PIU2023

NLnet0h22

PIP0HALL08

PIR2

502

PIU2024

NLnet0h23

PIC1002

PIR1202

PIR1

602

PIU302

NLnet0inv1

PIC1302

PIR2402

PIR3502

PIU306

NLnet0inv2

PIP0pwr03

PIU105

NLnet0out1

1

PIP0pwr02

PIU1021

NLnet0out12

PIP0pwr01

PIU101

6

NLnet0out13

PIP0pwr010

PIU205

NLnet0out21

PIP0pwr09

PIU2021

NLnet0out22

PIP0pwr08

PIU2016

NLnet0out2

3

PIC1502PIR280CW

PIR2

80W

PIU204

NLne

t0RC

2

PIC2002PIR360CW

PIR3

60W

PIU209

NLne

t0RC

PULS

E2

PIC902

PIPj

ump1

04

PIR801

PIR902 PIR100CWPIR100W

PIU303

NLne

t0re

f1

PIP0

UPR1

04

PIR802

NLne

t0re

fcon

n1

PIP0UP

R204

PIR2

902

NLne

t0re

fcon

n2

PIR1402PIR1502

PIR1702PIR1802

PIU103

PIU101

0NLNet0Sense

PIR3702PIR3802

PIR3902PIR4002

PIU203

PIU2010

NLNe

t0Se

nse2

PIP0

UPR1

05

PIR1101

PIR1201PIU108 NLnet0tacho1

PIP0UP

R205

PIR3401

PIR3501PIU208 NLnet0tacho2PIU2

022NLnet0vcp2

PIC302

PIPj

ump1

01PI

Pjump1

02

PIU1013

NLne

t0vr

ef1

PIC1702

PIPjum

p201

PIPj

ump2

02

PIU2013

NLnet0vref2

PIC202PIR70CW

PIR70W

PIU104

PIC401 PIU1022PIC402PID101

PIC5

02

PIC160

2

PID102

PIU1015

PIU2015

PIC802PIR130CW

PIR130W

PIU109

PIC1202

PIPj

ump2

04

PIR2901

PIR3102 PIR330CWPI

R330

W

PIU305

PIPj

ump1

03

PIR1

901 PIR2001

PIPjum

p203

PIR3001 PIR3201

PIC1102

PIP0HALL01PIP0pwr05

PIR102PIR302

PIR401

PIR501

PIR601

PIR901

PIR1102

PIR2102PIR2302

PIR2

501

PIR260

1

PIR2

701

PIR3101

PIR3402

PIU304

PIC501

PIC601

PIC702

PIC160

1

PIC1

801

PIC1

902

PID103

PIP0pwr04

PIU1017

PIU1020

PIU2017

PIU2020

NLVS

Slika 3.4: Elektricna shema sklopa za upravljanje s dva BLDC propulzora

3.1.1. Upravljanje strujom motora propulzora

Integrirani krug L6235 sadrži VREF ulaz koji služi kao referenca internom sklopov-

lju strujnog regulatora, koji u kombinaciji sa SENSE ulazima cini krug upravljanja

strujom spojenog motora. SENSE-A i SENSE-B su nastavci izlaza MOSFET parova

na motore, te se na njih spaja precizni otpornik takav da maksimalna pretpostavlje-

na/željena struja kroz namote motora daje unaprijed poznati napon, uz što manji iznos

samog otpornika kako bi se minimizirali ukupni gubici i utrošak elektricne energije.

18

Slika 3.5: Upravljacka elektronika za pogon propulzora

Upravljanje strujom motora propulzora se tako može ostvariti PWM3 signalom s

centralnog upravljackog sustava. Poznavajuci iznosRsense otpornika znamo korelaciju

izmedu struje motora i napona na otporniku. Prilagodimo li naponskim djelilom (ot-

pornici R1 i R2 na slici 3.6) izlaz PWM signala s upravljackog sklopovlja, unutarnji

PWM sklop integriranog kruga L6235 ce prilagoditi iznos napona narinutog na svitke

motora. Upravljacka shema je dana slikom 3.6.

R2

R1+R2

L6235 PMW

upravljanje

MOSFET

sklopovlje

Upwm Uref e u Imot

Rsense

−

Usense

Slika 3.6: Upravljacki krug upravljanja strujom motora pomocu L6235

3eng. Pulse Width Modulation, Pulsno-širinska modulacija

19

Kako bi se visokofrekventni signal PWM-a mogao iskoristiti kao referenca, po-

trebno je niskopropusnim RC filtrom prilagoditi PWM signal [2], slika 3.7.

AN1625 APPLICATION NOTE

10/39

2.8 Reference Voltage for PWM Current Control

The device has an analog input, Vref, connected to the internal sense comparator, to control the peak value ofthe motor current through the integrated PWM circuitry. A fixed reference voltage can be easily obtained througha resistive divider from an available 5 V voltage rail (maybe the one supplying the µC or the rest of the applica-tion) and GND.

A very simple way to obtain a variable voltage without using a DAC is to low-pass filter a PWM output of a µC(see Figure 9).

Figu re 9. Obtaining a variable voltage through a PWM ou tput of a µC.

Assuming that the PWM output swings from 0 to 5V, the resulting average voltage will be

where DµC is the duty-cycle of the PWM output of the µC.

Assuming that the µC output impedance is lower than 1kΩ, with RLP = 56kΩ, RDIV = 15kΩ, CLP = 10nF and aµC PWM switching from 0 to 5V at 100kHz, the low pass filter time constant is about 0.12 ms and the remainingripple on the Vref voltage will be about 20 mV. Using higher values for RLP, RDIV and CLP will reduce the ripple,but the reference voltage will take more time to vary after changing the duty-cycle of the µC PWM, and too highvalues of RLP will also increase the impedance of the Vref net at low frequencies, causing a poor noise immunity.

As sensing resistor value is typically kept small, a small noise on Vref input pins might cause a considerable errorin the output current. It's then recommended to decouple this pin with a ceramic capacitor of some tens of nF,placed very close to Vref and GND pins. Note that Vref pin cannot be left unconnected, while, if connected toGND, zero current is not guaranteed due to voltage offset in the sense comparator. The best way to cut down(IC) power consumption and clear the load current is pulling down the EN pin. With very small reference voltage,PWM integrated circuitry can loose control of the current due to the minimum allowed duration of tON (see theProgrammable off-time Monostable section).

RLP

CLP

Vref

GND

PWM Output of a µC

RDIV

Vref5V DµC RDIV⋅ ⋅

RLP RDIV+-----------------------------------------=

Slika 3.7: AD konverzija PWM signala

3.1.2. Upravljanje brzinom vrtnje propulzora

Kako bi bilo moguce upravljati brzinom propulzora u zatvorenoj petlji, potrebno je

ostvariti mjerenje brzine okretanja motora. Pomocu internog monostabila L6235, mo-

guce je na izlazni prikljucak TACHO dobiti puls svaki puta kada Hall senzor 1 (ulaz

H1 integriranog kruga) okine. Time slijedi da je kutna brzina motora jednaka

ωm =2ftachon

[rad

s

], (3.1)

gdje je

ωm kutna brzina propulzora rad/s

ftacho frekvencija pulseva na TACHO izlazu Hz

n broj pari polova motora.

Trajanje pulsa odreduje se RC mrežom na RC-PULSE ulazu integriranog kruga,

prema izrazu

tpulse ' 0.6RPULSECPULSE, (3.2)

dok se vrijednosti RPULSE i CPULSE odreduju prema slici 3.8.

20

100 101 102

101

102

103

104

RPULSE = 100 kΩ

RPULSE = 47 kΩ

RPULSE = 20 kΩ

CPULSE [nF ]

t PULSE

[µs]

20 kΩ47 kΩ100 kΩ

Slika 3.8: Vrijednosti komponenti RC kruga TACHO sklopa

Pošto ce se motori koristiti u svrhe podvodne propulzije, moguce je pretpostaviti

da brzina vrtnje motora nece biti visoka, kao što je to slucaj pri radu u rijedem fluidu

(zraku). Zbog toga, trajanje pulsa tahometra može biti u srednjem rasponu. Time

se osigurava manji utjecaj EM4 smetnji na sklopovlje tahometra, a i smanjuje utjecaj

samog tahometra na ostale komponente. Odabrane i implementirane vrijednosti su

RPULSE = 47kΩ (3.3)

CPULSE = 10nF (3.4)

Integriranjem dobivenog signala možemo dobiti napon proporcionalan vrtnji mo-

tora, te ukoliko znamo da nam taj napon ima fiksni, unaprijed odredeni raspon, mo-

žemo komparatorom odrediti pogrešku [2]. Proslijedimo li tu pogrešku na VREF ulaz

L6235, odredujemo iznos struje namota motora i time utjecemo na zakretni moment

motora.

4Elektromagnetskih

21

AN1625 APPLICATION NOTE

26/39

Also the duty cycle of this signal, so its average value is proportional to the motor rotation speed. Simply inte-grating the square-wave a voltage proportional to the motor speed will be available to realize a speed loop, asin Figure 28: RPULSE and CPULSE define the fixed on-time (tPULSE) of the tacho output, integrated and comparedto a voltage proportional to the desired speed (Vspeed) by the op-amp; the output of the op-amp represents thespeed error signal. Providing this signal to the Vref input of the L6235, which sets the current in the motor wind-ings, the speed error will act on the motor modifying its torque, in order to maintain the speed at a constant value.R1 and R2 set the maximum current in the motor by limiting the voltage at the Vref pin.

Figure 28. Tacho output allows easy implementation of a speed loop.

Defining

KT Motor torque constant [Nm/A]

D Dynamic friction torque [Nms/rad]

J Motor + Load inertia moment [kgm2]

TR Load resistant torque [Nm]

τM = J/D Mechanical time constant [s]

n Number of polar couples

ωm Motor rotation speed [rad/s]

ftacho = nωm / 2π Tacho output frequency [Hz]

τI = Cfb · Rfb2 Integrator time constant [s]

Gop-amp = Rfb2 /Rfb1

Gw-v =Vpullup · n · tpulse / 2π [Vs/rad]

G1=R2 / RSENSE · (R1+R2) [1/Ω]

and neglecting the current ripple due to PWM control, the expression of the control loop transfer function (seeFigure 29) is:

RCPULSE TACHO

VrefL6235

CPULSE RPULSE

Rpullup

Cfb

Rfb2

R1

R2

VspeedtPULSE

Vpullup

Rfb1

H1 H2 H3

OUT1 OUT2 OUT3

BLDC Motor

VREF

VOP-AMP

VTACHO

RSENSE

SENSEA SENSEB

Slika 3.9: Upravljacki krug upravljanja brzinom motora

3.2. Upravljanje propulzorima

Svaki upravljacki konektor propulzora ima sljedece pinove:

Tablica 3.2: Upravljacki konektor

Pin Naziv Opis

1 DIR Smjer vrtnje - 1=CW

2 EN Enable

3 BRAKE Kocnica, nije spojeno

4 REF Referenca, PWM izlaz

5 TACHO Pin za mjerenje brzine vrtnje

Za upravljanje motorima je definirana upravljacka struktura

t y p e d e f s t r u c t

u n s i g n e d s h o r t id ;

u n s i g n e d s h o r t direction ;

u n s i g n e d s h o r t enable ;

22

/ / u n s i g n e d s h o r t b r a k e ;

u n s i g n e d s h o r t tacho ;

u n s i g n e d long tacho_clicks ;

t_control ;

Kocnica se ne koristi jer se u vodi motori momentalno zaustave pri gašenju zbog

gustoce medija, pa je na ovaj nacin uštedeno 4 IO ulaza procesora.

Upravljacka struktura je inicijalizirana adresama pinova na koje je spojena uprav-

ljacka elektronika pojedinih motora:

t_control motori [ ] =

1 , GPIO_PG0 , GPIO_PG2 , GPIO_PG6 , 0 ,



4 , GPIO_PG5 , GPIO_PG7 , GPIO_PG13 , 0

;

Driver prvo kreira /dev/ducky uredaj, pomocu kojeg zatim userspace aplikacije

mogu upravljati ronilicom:

s t a t i c i n t __init bfin_ducky_init ( vo id )

i n t ret ;

i n t i ;

/∗ Opce p o s t a v k e k e r n e l modula ∗ /

ret = platform_driver_register(&bfin_ducky_driver ) ;

i f (ret )

pr_init (KERN_ERR " u n a b l e t o r e g i s t e r d r i v e r \ n " ) ;

r e t u r n ret ;

bfin_ducky_device = platform_device_register_simple (←MODULE_NAME ,

−1, NULL , 0 ) ;

i f (IS_ERR (bfin_ducky_device ) )

pr_init (KERN_ERR " u n a b l e t o r e g i s t e r d e v i c e \ n " ) ;

23

platform_driver_unregister(&bfin_ducky_driver ) ;

r e t u r n PTR_ERR (bfin_ducky_device ) ;

. . .

Nakon što je driver kreiran, nastavlja se incijalizacija - svi gpio portovi na koje

su spojeni upravljacki pinovi se zahtjevaju od kernela na korištenje. Ukoliko to nije

moguce jer neki drugi dio sustava drži neki pin, ducky uredaj se uništava i javlja grešku.

Prilikom deaktivacije drivera, potrebno je osloboditi sve zauzete pinove, ugasiti

prekide i osigurati brisanje drivera iz liste uredaja:

24

s t a t i c vo id __exit bfin_ducky_exit ( vo id )

i n t i ;

del_timer(&timer_1 ) ;

/∗ g a s e n j e modula , moramo o s l o b o d i t i z a u z e t e r e s u r s e ∗ /

f o r (i=0; i<NMOTORS ; i++)

/ / g p i o _ f r e e ( m o t o r i [ i ] . b r a k e ) ;

gpio_free (motori [i ] . direction ) ;

gpio_free (motori [i ] . enable ) ;

free_irq (gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) , &motori [i ] ) ;

platform_device_unregister (bfin_ducky_device ) ;


25

3.2.1. Mjerenje brzine vrtnje

Upravljacka elektronika daje puls na tacho izlaz svaki puta kad hall senzor 1 okine,

što znaci da 6 puta u jednom okretaju motora dode signal na odgovarajuci gpio ulaz.

Inicijalizacijska funkcija drivera zahtjeva prekid na te signale, na nacin da svaki rastuci

brid odgovarajuceg pina pozove funkciju s argumentom o kojem se motoru radi:

# i f n d e f NO_RPMS

ret = request_irq (gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) , ←speed_counter , IRQF_TRIGGER_HIGH , " S p e e d c o u n t e r f o r ←ducky " , &motori [i ] ) ;

i f (ret )

printk (KERN_WARNING " IRQ %d i s n o t f r e e \ n " , ←gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) ) ;

r e t u r n ret ;

# e n d i f

Prekidna funkcija zatim broji pulseve i sprema ih u brojac odgovarajuceg propul-

zora:

s t a t i c irqreturn_t speed_counter ( i n t irq , vo id ∗motor )

/∗ t r ebamo malu pauzu da ne dobi jemo l a z n e s i g n a l e ∗ /

udelay ( 5 0 0 ) ;

( ∗ (t_control∗ )motor ) .tacho_clicks++;

r e t u r n IRQ_HANDLED ;

Potrebno je cekanje 500µs kako se istitravanja i spora prijelazna pojava pulsa ne

bi protumacili kao dodatni signali. Brojanje impulsa nije dovoljno, incijalizacija dri-

vera takoder postavlja i vremenski prekid koji svake sekunde pokrene drugu prekidnu

rutinu, koja izracunava RPM.

26

/∗ p o s t a v l j a m o t i m e r za r a c u n a n j e rpm i z t a c h o t i c k o v a na ←s v a k i h 1000ms ∗ /

tacho_clicks = 0 ;

setup_timer(&timer_1 , timer_func , 0 ) ;

ret = mod_timer(&timer_1 , jiffies + msecs_to_jiffies (SPEEDTIME←) ) ;

i f (ret )

pr_init (KERN_ERR " t i m e r f a i l e d \ n " ) ;

s t a t i c vo id timer_func ( u n s i g n e d long data )

i n t i ;

c h a r buff [ 3 0 ] ;

strcpy (message , " " ) ;


sprintf (buff , " rpm=%l u \ t \ t " , motori [i ] . tacho_clicks∗10) ;

strcat (message , buff ) ;

motori [i ] . tacho_clicks = 0 ;

msg = message ;

mod_timer(&timer_1 , jiffies + msecs_to_jiffies (SPEEDTIME ) ) ;

Ducky driver je u stvari character device driver, obicnim citanjem i pisanjem u/iz

ducky uredaja /dev/ducky se može komunicirati s driverom. Zbog toga svaki puta

kada driver izracuna RPM svih motora, te rezulate sprema u izlazni buffer naziva me-

ssage. Zatim, kada dode do zahtjeva za citanje od neke korisnicke aplikacije ili drugog

drivera, poziva se funkcija za citanje iz drivera, koja ranije kreiran buffer msg ispisuje

u izlazni buffer koji cita korisnik.

27

s t a t i c ssize_t bfin_ducky_read ( s t r u c t file ∗file ,

c h a r ∗buffer ,

size_t len ,

loff_t ∗offset )

i n t bytes_read = 0 ;

i f (∗msg == 0)

r e t u r n 0 ; / / end−of− f i l e

w h i l e (len && ∗msg )

put_user (∗msg , buffer ) ;

msg++;

buffer++;

len−−;

bytes_read++;

r e t u r n bytes_read ;

Korisnicke aplikacije motorima mogu upravljati tako da na uredaj /dev/ducky

zapišu podatak oblika

oNDE

gdje je

• o - znak

• N - redni broj motora, pocevši od 1

• D - Smjer vrtnje. 1 je u smjeru kazaljke na satu

• E - Enable

3.2.2. Upravljanje brzinom vrtnje - PWM

Referentni pinovi upravljackih elektronika su spojeni na pulsno-širinske (PWM) izlaze

procesora, i mijenjanjem širine pulsa mijenja se referentni napon.

Prije svega, potrebno je postaviti kernel opcije za korištenje timera, konkretno,

General Purpose Timers.

28

∗∗∗ Processor and Board Settings ∗∗∗CPU (BF537 ) −−−>

Silicon Rev ( 0 . 2 ) −−−>

System type (Bluetechnix CM−BF537E ) −−−>

BF537 Specific Configuration −−−>

Board customizations −−−>

Blackfin Kernel Optimizations −−−>

Kernel executes from (RAM ) −−−>

Memory model (Flat Memory ) −−−>

( 0 ) Turn on mmap ( ) excess space trimming before booting

−∗− Enable Blackfin General Purpose Timers API

Uncached DMA region (Enable 1M DMA region ) −−−>

∗∗∗ Cache Support ∗∗∗[ ∗ ] Enable ICACHE

[ ∗ ] Enable ICACHE f o r external memory

[ ∗ ] Enable DCACHE

[ ] Enable only 16k BankA DCACHE − BankB is SRAM

[ ∗ ] Enable DCACHE f o r external memory

External memory DCACHE policy (Write back ) −−−>

∗∗∗ Memory Protection Unit ∗∗∗[ ] Enable the memory protection unit (EXPERIMENTAL )

∗∗∗ Asynchronous Memory Configuration ∗∗∗EBIU_AMGCTL Global Control −−−>

EBIU_AMBCTL Control −−−>

Osim toga, prije kompajliranja kernela, potrebno je malo izmijeniti blackfin-linux-

dist/linux-2.6.x/drivers/char/bfin_simple_timer.c datoteku. Potrebno je izmijeniti ioctl

i timer funkcije prema sljedecem kodu

s t a t i c i n t timer_ioctl ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗filp , ←uint cmd , u n s i g n e d long arg )

i n t minor = MINOR (inode−>i_rdev ) ;

u n s i g n e d long n ;

s w i t c h (cmd )

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_SET_PERIOD :

i f (arg < 2)

r e t u r n −EFAULT ;

29

n = ( (get_sclk ( ) / 1000) ∗ arg ) / 1000 ;

set_gptimer_period (timer_code [minor ] . id , n ) ;

/ / s e t _ g p t i m e r _ p w i d t h ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . id , n >> 1) ;

printk (DRV_NAME " : TIMER_SET_PERIOD : a r g=%lu , p e r i o d=%l u \ n←" ,

arg , n ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_SET_WIDTH :

i f (arg < 2)


n = ( (get_sclk ( ) / 1000) ∗ arg ) / 1000 ;

i f (n < 1)

printk ( " E r r o r 0% c y c l e n o t s u p p o r t e d ! \ n " ) ;


i f (n > get_gptimer_period (timer_code [minor ] . id ) )

printk ( " Duty > p e r i o d n o t recommended ! \ n " ) ;


set_gptimer_pwidth (timer_code [minor ] . id , n ) ;

printk (DRV_NAME " : TIMER_SET_WIDTH : a r g=%lu , p e r i o d=%l u \ n "←,

arg , n ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_START :

set_gptimer_config (timer_code [minor ] . id , PWM_OUT | ←PERIOD_CNT | PULSE_HI ) ;

enable_gptimers (timer_code [minor ] . bit ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_STOP :

disable_gptimers (timer_code [minor ] . bit ) ;

b r e a k ;

/∗ c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_READ :

∗ ( ( u n s i g n e d long ∗ ) a r g ) = i s r _ c o u n t [ minor ] ;

b r e a k ; ∗ /

d e f a u l t :

r e t u r n −EINVAL ;

r e t u r n 0 ;

30

s t a t i c i n t timer_open ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗filp )


i n t err = 0 ;

i f (minor >= MAX_BLACKFIN_GPTIMERS )

r e t u r n −ENODEV ;

/∗ e r r = r e q u e s t _ i r q ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . i r q , t i m e r _ i s r , ←IRQF_DISABLED , DRV_NAME, ( vo id ∗ ) minor ) ;

i f ( e r r < 0 )

p r i n t k (KERN_ERR " r e q u e s t _ i r q (%d ) f a i l e d \ n " , t i m e r _ c o d e [←minor ] . i r q ) ;

r e t u r n e r r ;

∗ /

err = peripheral_request (translate_minor_to_pin (minor ) , ←DRV_NAME ) ;

i f (err )

printk (KERN_ERR " Timer p i n r e q u e s t f a i l e d ! \ n " ) ;

peripheral_free (translate_minor_to_pin (minor ) ) ;

r e t u r n err ;

printk ( " t i m e r %d pwm opened \ n " , minor ) ;

/ / s e t _ g p t i m e r _ c o n f i g ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . id , OUT_DIS | PWM_OUT |←PERIOD_CNT | IRQ_ENA) ;

/ / p r_debug (DRV_NAME " : d e v i c e (%d ) opened \ n " , minor ) ;

r e t u r n 0 ;

Detaljan i cijelokupan ispis izmijenjene datoteke se nalazi u Dodatku.

31

4. Inercijsko/navigacijski senzor

Inercijsko navigacijski senzor korišten na ronilici je ADIS16350, spojen putem SPI

sabirnice na upravljacku elektroniku.

Kako bi se mogao koristiti, potrebno je postaviti SPI sabirnicu na procesoru. U

postavkama kernela to je u opcijama Device Drivers:

−−− SPI support

∗∗∗ SPI Master Controller Drivers ∗∗∗<∗> SPI controller driver f o r ADI Blackfin5xx

[ ] SPI bus lock

< > emulate SPI bus with Blackfin SPORT

< > Utilities f o r Bitbanging SPI masters

< > GPIO−based bitbanging SPI Master

< > Xilinx SPI controller common module

< > DesignWare SPI controller core support

< > ADIS16350 sensor driver

∗∗∗ SPI Protocol Masters ∗∗∗<M> User mode SPI device driver support

< > Infineon TLE62X0 ( f o r power switching )

User mode SPI device driver support je potrebno instalirati kao modul da bi se

omogucilo korištenje ili spidev drivera, ili službenog Analog Devices drivera.

32

Takoder pod Device Drivers, potrebno je postaviti

−−− Staging drivers

[ ] Exclude Staging drivers from being built

< > Line Echo Canceller support

∗∗∗ Qualcomm MSM Camera And Video ∗∗∗∗∗∗ Camera Sensor Selection ∗∗∗

< > GPIO driver support

< > POHMELFS filesystem support

RAR Register Driver −−−>

<M> Industrial I /O support −−−>

< > B .A .T .M .A .N . Advanced Meshing Protocol

< > STRIP (Metricom starmode radio IP )

< > Analog Devices ADIS16250 / 16255

i u Industrial IO Support

−−− Industrial I /O support

[ ∗ ] Enable ring buffer support within IIO

−M− Industrial I /O lock free software ring

−∗− Enable triggered sampling support

. . .

. . .

. . .

<M> Analog Devices ADIS16350 / 5 4 / 5 5 / 6 0 / 6 2 / 6 4 / 6 5 IMU SPI driver

Korištenje Staging drivera nije nužno, trenutno se ne koriste na ronilici zbog pro-

blema s akvizicijom podataka sa senzora, ali ukoliko se nade riješenje za taj problem,

korištenje Staging drivera je bolje od korištenja spidev drivera, nacina na koji se tre-

nutno komunicira sa senzorom.

33

4.1. Korištenje spidev drivera

Da bi se mogao koristiti spidev driver za komunikaciju s ADIS senzorom, nije dovoljno

samo odabrati njegovo kompajliranje u postavkama kernela, vec je potrebno podesiti i

opcije za kreiranje drivera u kodu. U direktoriju

blackfin−linux−dist /linux−2 .6 .x /arch /blackfin /mach−bf537 /boards

se nalazi datoteka cm_bf537e.c koju je potrebno modificirati tako da se nakon

linije

s t a t i c s t r u c t spi \_board \_info bfin \_spi \_board \_info [ ] \_ \←_initdata =

doda linije

# i f d e f i n e d (CONFIG \ _SPI \ _SPIDEV ) | | d e f i n e d (CONFIG \ _SPI \ _SPIDEV \←_MODULE)

.modalias = " s p i d e v " ,

.max \_speed \_hz = 300000 , /∗ max s p i c l o c k (SCK) speed←i n HZ ∗ /

.bus \_num = 0 ,

.chip \_select = 1 , /∗ CS , change i t f o r your boa rd ∗ /

.platform \_data = NULL , /∗ No s p i \ _ d r i v e r s p e c i f i c c o n f i g ←∗ /

.mode = SPI \_MODE \_3 ,

.irq = IRQ \_PG15 ,

,

# e n d i f

objašnjenje postavki:

• modalias - naziv drivera, mora biti spidev

34

• max_speed_hz - maksimalna brzina SPI sabirnice za uredaj. 300kHz je low-

power brzina za ADIS senzor, može ici do 2.5MHz

• bus_num - 0, jedina SPI sabirnica na procesoru

• chip_select - koji SPISEL signal se koristi. Chip-Select pin senzora je spojen

na pin 55, SPISEL1, pa je chip select=1

• mode - postavke SPI protokola, ADIS senzor radi u modu 3

• irq - pin na koji senzor daje signal pri svakom koraku uzorkovanja. Pin je

spojen na pin PG15

Nakon što su napravljene sve promjene, potrebno je iskompajlirati cijeli kernel!

Ako je sve uspješno izvršeno, na ronilici se u direktoriju /dev nalazi spidev0.1

uredaj.

4.1.1. Korištenje spidev

Uredaj spojen na SPI sabirnicu, za kojeg je definiran spidev driver se koristi poput

RAW datoteke:

# i n c l u d e < u n i s t d . h>

s t a t i c c o n s t c h a r ∗device = " / dev / s p i d e v 0 . 1 " ;

. . .

i n t ret = 0 ;

i n t fd ;

fd = open (device , O_RDWR ) ;

i f (fd < 0)

pabort ( " g r e s k a p r i o t v a r a n j u " ) ;

. . .

close (fd ) ;

Citanje podataka se vrši tako da se uredaju proslijedi adresa na kojoj se nalazi po-

datak koji želimo procitati. Tablica 4.1 prikazuje najvažnije adrese u izlaznom registru

35

senzora.

Ako se koristi spidev driver, potrebno je imati na umu da se radi o half-duplex1, što

znaci da su podaci u dolaznim registrima u stvari pomaknuti za jedan.

Tablica 4.1: Izlazni registar ADIS16350 senzora

Naziv Funkcija Adresa Duljina Format Skala

SUPPLY_OUT Napon napajanja 0x03 12b Binarni 1.8315mV

XGYRO_OUT Žiroskop - X 0x05 14b 2k 0.07326/s

YGYRO_OUT Žiroskop - Y 0x07 14b 2k 0.07326/s

ZGYRO_OUT Žiroskop - Z 0x09 14b 2k 0.07326/s

XACCL_OUT Akcelerometar - X 0x0B 14b 2k 2.2522mg

YACCL_OUT Akcelerometar - Y 0x0D 14b 2k 2.2522mg

ZACCL_OUT Akcelerometar - Z 0x0F 14b 2k 2.2522mg

XTEMP_OUT Temperatura - X 0x11 14b 2k 0.1453

YTEMP_OUT Temperatura - Y 0x13 14b 2k 0.1453

ZTEMP_OUT Temperatura - Z 0x15 14b 2k 0.1453

Nakon što je otvoren spidev uredaj, koristimo ioctl funkcije za prijenos poda-

taka. Struktura koja služi prijenosu je spi_ioc_transfer, koju inicijaliziramo na

sljedeci nacin:

\_ \_u16 buf ;

s t r u c t spi \_ioc \_transfer xfer ;

i n t ret ;

memset(&xfer , 0 , s i z e o f (xfer ) ) ;

xfer .tx_buf = ( \ _ \_u64 ) &buf ;

xfer .rx_buf = ( \ _ \_u64 ) &buf ;

xfer .len = 2 ;

xfer .speed \_hz = speed ;

xfer .bits \_per \_word = bits ;

xfer .cs \_change = 0 ;

xfer .delay \_usecs = 100 ;

1Nije moguce istovremeno primati i slati podatke

36

Senzor koristi 16bitni prijenos, zbog cega nam je buffer incijaliziran na 16bitni

podatak. Cijelu strukturu prvo postavimo na 0 kako bi osigurali da nema problema,

te zatim postavimo postavke prijenos - broj bajtova koji se prenose, brzinu prijenosa,

velicinu jednog podatka, vrijeme cekanja.

Ako želimo procitati podatak s adrese 0x03, postavimo podatak koji šaljemo na

buf = 0x0300 ;

Ako želimo na neku adresu upisati neki podatak, potrebno je dodati 0x8000 adresi,

a oblik slanja je takav da viša 2 bajta oznacuju adresu, a niža 2 bajta su podatak, npr

buf = 0x8000 + 0x3e02 ;

Slanje poruke se vrši ioctl pozivom SPI_IOC_MESSAGE() gdje je argument broj

podataka (16bitnih) koji se šalju.

ret = ioctl (fd , SPI \_IOC \_MESSAGE ( 1 ) , &xfer ) ;

i f (ret < 0)

pabort ( " P o g r e s k a p r i s l a n j u s p i poruke ! \ n " ) ;

37

Ukoliko želimo procitati više razlicitih adresa, možemo to uciniti odjednom, ima-

juci na umu da u tom slucaju rezultat prvog podatka ide u spremnik pod drugim podat-

kom itd.

memset (buf , 0 , s i z e o f (buf ) ) ;

buf [ 0 ] = 0x0300 ;

buf [ 1 ] = 0x0500 ; / / x a c l

buf [ 2 ] = 0x0700 ; / / y a c l

buf [ 3 ] = 0x0900 ; / / z a c l

buf [ 4 ] = 0x0b00 ; / / x gyro

buf [ 5 ] = 0x0d00 ; / / y gyro

buf [ 6 ] = 0x0f00 ; / / z gyro

read_data (xfer , 8 , fd ) ;

\beginlstlisting

gdje je read_data funkcija

\beginlstlisting

i n l i n e vo id read \_data ( s t r u c t spi \_ioc \_transfer∗ xfer , i n t len , ←i n t fd )

i n t ret ;

ret = ioctl (fd , SPI \_IOC \_MESSAGE (len ) , xfer ) ;

i f (ret < 0)

pabort ( " Problem sa s l a n j e m poruke ! \ n " ) ;

38

5. Mehanicki sustav ronilice

Nekoliko je promjena u odnosu na ronilicu dizajniranu u sklopu završnog rada:

• Poklopci ronilice su od aluminija, a ne više inoxa

• Promijenjeni su rotori propulzora (cvršci aluminij)

• Konektor nije komercijalni zbog prevelikih dimenzija, nego improviziran

Slika 5.1: Stražnji pogled na ronilicu

Konektori su realizirani s D-SUB konektorima - prednji konektor je VGA D-SUB

konektor, stražnji konektor je LPT 25pin D-SUB. Zaštita od vode je izvedena tako da

su konektori na poklopce ucvršceni industrijskim dvokomponentnim epoxyem, a unu-

tarnji izvodi su zalemljeni za kontakte i u potpunosti preliveni epoxyem. Motori, sen-

zori i ostali vanjski spojevi (napajanje, ethernet) imaju konektore zalivene epoxyem,

39

umetnute u utore konektora i zatim je sve zaliveno tekucim silikonom.

Ukoliko dode do potrebe da se neki od konektora išteka, vruci fen ili slican izvor

vruceg zraka može u dovoljnoj mjeri omekšati silikon da se može pokidati, a da se

epoxy sloj ne ošteti. Izvodi konektora su na slici 5.2, gledano izvana.

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Number RevisionSize

A4

Date: 16.2.2012. Sheet ofFile: D:\Dropbox\..\conn.SchDoc Drawn By:

1

20

2

21

3

22

4

23

5

24

6

25

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

27

26

Stra? nji konektor

GND

OU

T3O

UT2

OU

T1H

3H

2H

1

GND

VCC

V_POWER

OUT3OUT2OUT1

OU

T1O

UT2

OU

T3H

3H

2H

1

ETH

ERN

ET

H3

H2

H1

DESNI motor

LIJEVI motor

VE

RT

IKA

LN

I

PIJ?01

PIJ?02

PIJ?03

PIJ?04

PIJ?05

PIJ?06

PIJ?07

PIJ?08

PIJ?09

PIJ?010

PIJ?011

PIJ?012

PIJ?013

PIJ?014

PIJ?015

PIJ?016

PIJ?017

PIJ?018

PIJ?019

PIJ?020

PIJ?021

PIJ?022

PIJ?023

PIJ?024

PIJ?025

PIJ?026

PIJ?027

COJ?

NLETHERNETPIJ?021

PIJ?026

PIJ?027

NLGND

PIJ?04

PIJ?07

PIJ?023

NLH1

PIJ?03

PIJ?06

PIJ?011

NLH2

PIJ?05

PIJ?015

PIJ?024

NLH3

PIJ?017

PIJ?018

PIJ?019

PIJ?020

PIJ?02

PIJ?010

PIJ?013

NLOUT1

PIJ?01

PIJ?09

PIJ?012

NLOUT2

PIJ?08

PIJ?014

PIJ?025

NLOUT3

PIJ?016NLV0POWER

PIJ?022NLVCC

Slika 5.2: Stražnji konektor

40

Slika 5.3: Prednji pogled na ronilicu

41

Slika 5.4: Montaža prednje upravljacke elektronike na ronilicu

42

6. Troškovi izrade ronilice

U tablici 6.1 su dani okvirni troškovi izrade ronilice.

Tablica 6.1: Troškovi izrade ronilice

Rbr. Naziv Opis Cijena

1 ADSP bf537e Procesor 220e

2 EVAL-BF5xx Maticna ploca, periferija 300e

3 ADIS16350 Inercijski senzor 350e

4 PCB Izrada PCB-ova 50e

5 L6235 BLDC Driver 50e

6 SMD Komponente za upr. el. 20e

7 BLDC Žica, statori, rotori 80e

8 Mehanika Kucište 50e

9 Baterije Baterije 100e

Ukupno 1220e

Ukoliko nije potrebna DSP funkcionalnost, moguce je smanjiti trošak za i do 300e.

Moguca su i još dodatne manje uštede, ali cijena ronilice teško da bi mogla biti ispod

500e.

43

7. Proširenja i status ronilice

Ronilica je funkcionalna, sposobna za rad u vodi. Baterijski sustav nije implementiran,

ali su potrebne baterije smještene u kucište, i sva infrastruktura je prisutna.

Prvo i osnovno proširenje funkcionalnosti ronilice jesu kvalitetni, minijaturni po-

dvodni konektori, barem za spajanje vanjskog napajanja i komunikacijskog kabela.

Nadalje, potrebno je montirati propelere vece potisne površine, imajuci na umu ogra-

nicenja prostora. Potrebno je napomenuti da stražnji propulzor ima poteškoca zbog

necentriranosti, te je poželjno zamijeniti rotor novim.

Implementiran je inercijski sustav, ali nedostaje kvalitetan driver za rad u realnom

vremenu, sposoban za precizno deriviranje dobivenih vrijednosti u brzine i puteve.

Pošto je na raspolaganju i DSP procesor, te koder video signala, moguce je imple-

mentirati i racunalni vid, za aplikacije gdje je to potrebno.

44

8. Zakljucak

Postojeca ronilica je unaprijedena, upravljacka elektronika motora je u cijelosti izmi-

jenjena boljim rješenjem, implementirana je upravljacka logika za upravljanje propul-

zorima i inercijskim senzorom, te je mehanicki ronilica komplementirana. Pokazalo se

da je moguce izraditi veoma malenu ronilicu, dovoljno okretnu i brzu za nadzor i kon-

trolu. Izbaci li se skupa upravljacka elektronika, i zamijeni jeftinijim, jednostavnijijm

rješenjem, može se dobiti vrlo povoljna ronilica, pogodna za rad u flotama i sl.

45

LITERATURA

[1] Harald Krapfenbauer. Bluetechnix uclinux user guide, 2009.

[2] Vincenzo Marano. L6235 application note 1625, 2003. URL

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/

TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00004396.pdf.

[3] STMicroelectronics. L298 datasheet, Sijecanj 2000. URL http://www.

st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_

LITERATURE/DATASHEET/CD00000240.pdf.

[4] STMicroelectronics. L6235 datasheet, Rujan 2003. URL http://www.

st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_

LITERATURE/DATASHEET/CD00002347.pdf.

46

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00004396.pdf

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00004396.pdf

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00000240.pdf






Modeliranje i upravljanje malom bespilotnom ronilicom

Sažetak

U radu je opisano korištenje minijaturne autonomne ronilice, dane su upute za

daljnji razvoj i proširenje implementiranih mogucnosti. Opisan je elektricki sustav

ronilice, upravljacki sustav i sva prateca softverska podrška.

Kljucne rijeci: ROV, AUV, ronilice, autonomno, sustavi za rad u realnom vremenu

Mathematical modelling and control of an autonomous underwater vehicle

Abstract

This thesis describes the usage of developed miniature AUV, and instructions on

further development of the said AUV. Electrical systems, control systems and all sof-

tware backend is included.

Keywords: ROV, AUV, underwater vehicles, autonomous systems, real-time systems

Dodatak AIzvorni kod važnijih dijelova

A.1. Upravljacki driver za pogon motora

/home/marin/src/modules/ducky/ducky.c

# i n c l u d e < l i n u x / module . h>

# i n c l u d e < l i n u x / k e r n e l . h>

# i n c l u d e < l i n u x / d e v i c e . h>

# i n c l u d e < l i n u x / p l a t f o r m _ d e v i c e . h>

# i n c l u d e < l i n u x / m i s c d e v i c e . h>

# i n c l u d e < l i n u x / t i m e r . h>

# i n c l u d e < l i n u x / i n t e r r u p t . h>

# i n c l u d e < l i n u x / e r r . h>

# i n c l u d e < l i n u x / f s . h>

# i n c l u d e < l i n u x / gp io . h>

# i n c l u d e < l i n u x / d e l a y . h>

# i n c l u d e <asm / u a c c e s s . h>

# d e f i n e p r _ d e v i n i t ( fmt , a r g s . . . ) \

( s t a t i c c o n s t __devinitconst c h a r __fmt [ ] = fmt ; \

printk (__fmt , ## args ) ; )

# d e f i n e p r _ i n i t ( fmt , a r g s . . . ) \

( s t a t i c c o n s t __initconst c h a r __fmt [ ] = fmt ; \

printk (__fmt , ## args ) ; )

t y p e d e f s t r u c t

48

u n s i g n e d s h o r t id ;

u n s i g n e d s h o r t direction ;

u n s i g n e d s h o r t enable ;

/ / u n s i g n e d s h o r t b r a k e ;

u n s i g n e d s h o r t tacho ;

u n s i g n e d long tacho_clicks ;

t_control ;

t_control motori [ ] =




4 , GPIO_PG5 , GPIO_PG7 , GPIO_PG13 , 0

;

/ / # d e f i n e NO_RPMS

s t a t i c u n s i g n e d long tacho_clicks ;

# d e f i n e NMOTORS 4

# d e f i n e SUCCESS 0

s t a t i c s t r u c t timer_list timer_1 ;

# d e f i n e SPEEDTIME 1000

/∗ ADIS s e n z o r ∗ /

# d e f i n e ADIS_INTERRUPT GPIO_PG15

# d e f i n e GRAV 2 . 5 2 2∗9 . 8 0 6 7 6 / 1 0 0 0

# d e f i n e GYRO 0.07326

# d e f i n e VOLTAGE 1 . 8 3 1 5 / 1 0 0 0


s t a t i c uint8_t mode = 3 ;

s t a t i c uint8_t bits = 1 6 ;

s t a t i c uint32_t speed = 300000;

s t a t i c uint16_t delay = 5 0 ;

s t a t i c i n t inu_fd ;

s t a t i c c h a r ∗msg ;

s t a t i c c h a r message [ 5 0 ] ;

49

s t a t i c i n t device_open = 0 ;

s t a t i c i n t bfin_ducky_open ( s t r u c t inode ∗inode ,

s t r u c t file ∗file )

i f (device_open )

r e t u r n −EBUSY ;

device_open++;

try_module_get (THIS_MODULE ) ;

r e t u r n SUCCESS ;

s t a t i c i n t bfin_ducky_release ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗←file )

device_open−−;

module_put (THIS_MODULE ) ;

r e t u r n 0 ;

s t a t i c ssize_t bfin_ducky_write ( s t r u c t file ∗file , c o n s t c h a r ←__user ∗data ,

size_t len , loff_t ∗ppos )

i f (data [ 0 ] == ’ o ’ )

gpio_set_value (motori [data [ 1 ] − ’ 1 ’ ] . direction , data [ 2 ] − ←’ 0 ’ ) ;

gpio_set_value (motori [data [ 1 ] − ’ 1 ’ ] . enable , data [ 3 ] − ’ 0 ’←) ;

/ / g p i o _ s e t _ v a l u e ( m o t o r i [ d a t a [ 1 ] − ’ 1 ’ ] . b rake , d a t a [ 4 ] − ←’ 0 ’ ) ;

r e t u r n len ;

s t a t i c ssize_t bfin_ducky_read ( s t r u c t file ∗file ,

c h a r ∗buffer ,

size_t len ,

50

loff_t ∗offset )

i n t bytes_read = 0 ;

i f (∗msg == 0)

r e t u r n 0 ; / / end−of− f i l e

w h i l e (len && ∗msg )

put_user (∗msg , buffer ) ;

msg++;

buffer++;

len−−;

bytes_read++;

r e t u r n bytes_read ;

s t a t i c c o n s t s t r u c t file_operations bfin_ducky_fops =

.owner = THIS_MODULE ,

.llseek = no_llseek ,

.write = bfin_ducky_write ,

/ / . u n l o c k e d _ i o c t l = b f i n _ w d t _ i o c t l ,

.open = bfin_ducky_open ,

.read = bfin_ducky_read ,

.release = bfin_ducky_release

;

s t a t i c s t r u c t miscdevice bfin_ducky_miscdev =

.minor = WATCHDOG_MINOR ,

.name = " ducky " ,

.fops = &bfin_ducky_fops ,

;

# d e f i n e MODULE_NAME " b f i n−ducky "

/∗ ∗∗ b f i n _ d u c k y _ p r o b e − I n i t i a l i z e module

∗ R e g i s t e r s t h e misc d e v i c e . A c t u a l d e v i c e

∗ i n i t i a l i z a t i o n i s h a n d l e d by b f in_ducky_open ( ) .

∗ /

s t a t i c i n t __devinit bfin_ducky_probe ( s t r u c t platform_device ∗pdev←)

51

i n t ret ;

ret = misc_register(&bfin_ducky_miscdev ) ;

i f (ret )

pr_devinit (KERN_ERR " c a n n o t r e g i s t e r miscdev ( e r r=%d ) \ n " ,

ret ) ;

r e t u r n ret ;

pr_devinit (KERN_INFO " i n i t i a l i z e d s u c c e s s f u l l y \ n " ) ;

r e t u r n 0 ;

/∗ ∗∗ bf in_ducky_remove − I n i t i a l i z e module

∗∗ U n r e g i s t e r s t h e misc d e v i c e . A c t u a l d e v i c e

∗ d e i n i t i a l i z a t i o n i s h a n d l e d by b f i n _ d u c k y _ c l o s e ( ) .

∗ /

s t a t i c i n t __devexit bfin_ducky_remove ( s t r u c t platform_device ∗←pdev )

misc_deregister(&bfin_ducky_miscdev ) ;

r e t u r n 0 ;

/∗ ∗∗ bf in_ducky_shu tdown − S o f t Shutdown Hand le r

∗∗ Handles t h e s o f t shutdown e v e n t .

∗ /

s t a t i c vo id bfin_ducky_shutdown ( s t r u c t platform_device ∗pdev )

s t a t i c s t r u c t platform_device ∗bfin_ducky_device ;

s t a t i c s t r u c t platform_driver bfin_ducky_driver =

.probe = bfin_ducky_probe ,

.remove = __devexit_p (bfin_ducky_remove ) ,

52

.shutdown = bfin_ducky_shutdown ,

/ / . su spend = b f i n _ d u c k y _ s u s p e n d ,

/ / . resume = bf in_ducky_resume ,

.driver =

.name = MODULE_NAME ,


,

;

s t a t i c i n t __init request_gpio ( i n t gpio , i n t direction )

i n t ret ;

ret = gpio_request (gpio , " ducky d r i v e r " ) ;

i f (ret )

pr_init (KERN_ERR " u n a b l e t o r e q u e s t gp io \ n " ) ;

r e t u r n ret ;

e l s e

pr_init (KERN_INFO " r e g i s t e r e d gp io \ n " ) ;

i f (direction == 1)

gpio_direction_output (gpio , 1 ) ;

e l s e

gpio_direction_input (gpio ) ;

r e t u r n ret ;

s t a t i c irqreturn_t adis_interrupt ( i n t irq , vo id ∗handle )


s t a t i c irqreturn_t speed_counter ( i n t irq , vo id ∗motor )

/∗ t r ebamo malu pauzu da ne dobi jemo l a z n e s i g n a l e ∗ /

udelay ( 5 0 0 ) ;

( ∗ (t_control∗ )motor ) .tacho_clicks++;


s t a t i c vo id timer_func ( u n s i g n e d long data )

i n t i ;

c h a r buff [ 3 0 ] ;

53

strcpy (message , " " ) ;


sprintf (buff , " rpm=%l u \ t \ t " , motori [i ] . tacho_clicks∗10) ;

strcat (message , buff ) ;


msg = message ;

mod_timer(&timer_1 , jiffies + msecs_to_jiffies (SPEEDTIME ) ) ;

/∗ ∗∗ b f i n _ d u c k y _ i n i t − I n i t i a l i z e module

∗∗ Checks t h e module params and r e g i s t e r s t h e p l a t f o r m d e v i c e & ←

d r i v e r .

∗ Real work i s i n t h e p l a t f o r m probe f u n c t i o n .

∗ /

s t a t i c i n t __init bfin_ducky_init ( vo id )

i n t ret ;

i n t i ;

/∗ Opce p o s t a v k e k e r n e l modula ∗ /

ret = platform_driver_register(&bfin_ducky_driver ) ;

i f (ret )

pr_init (KERN_ERR " u n a b l e t o r e g i s t e r d r i v e r \ n " ) ;

r e t u r n ret ;

bfin_ducky_device = platform_device_register_simple (←MODULE_NAME ,

−1, NULL , 0 ) ;

i f (IS_ERR (bfin_ducky_device ) )

pr_init (KERN_ERR " u n a b l e t o r e g i s t e r d e v i c e \ n " ) ;


r e t u r n PTR_ERR (bfin_ducky_device ) ;

/∗ I n t e r r u p t za p o d a t k e sa INU s e n z o r a ∗ /

/∗ i n u _ f d = open ( dev i ce , O_RDWR) ;

i f ( i n u _ f d < 0)

54

p r _ i n i t (KERN_ERR " u n a b l e t o open s p i d e v f o r a d i s \ n " ) ;

r e t u r n −1;

r e t = r e q u e s t _ i r q ( g p i o _ t o _ i r q ( ADIS_INTERRUPT ) , a d i s _ i n t e r r u p t ,←IRQF_TRIGGER_HIGH , "INU s e n s o r i n t e r r u p t h n d l r " , &i n u _ f d ) ;

i f ( r e t )

p r i n t k (KERN_WARNING "IRQ %d i s n o t f r e e \ n " , g p i o _ t o _ i r q (←ADIS_INTERRUPT ) ) ;

r e t u r n r e t ;

∗ /

/∗ t r a z i m o gp io p r a v a na u p r a v l j a c k e p in ov e s v i h motora .

∗ p o c e t n e p o s t a v k e su : i s k l j u c e n chip , CW smjer , i s k l j u c e n a ←k o c n i c a ∗ /


request_gpio (motori [i ] . direction , 1 ) ;

request_gpio (motori [i ] . enable , 1 ) ;

/ / r e q u e s t _ g p i o ( m o t o r i [ i ] . b rake , 1 ) ;

gpio_set_value (motori [i ] . direction , 1 ) ;

gpio_set_value (motori [i ] . enable , 0 ) ;

/ / g p i o _ s e t _ v a l u e ( m o t o r i [ i ] . b rake , 1 ) ;


/∗ p o s t a v l j a m o i n t e r r u p t na p i n na k o j i s p o j e n t a c h o i z l a z←za b r o j e n j e rpm ∗ /

# i f n d e f NO_RPMS

ret = request_irq (gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) , ←speed_counter , IRQF_TRIGGER_HIGH , " S p e e d c o u n t e r f o r ←ducky " , &motori [i ] ) ;

i f (ret )

printk (KERN_WARNING " IRQ %d i s n o t f r e e \ n " , ←gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) ) ;

r e t u r n ret ;

# e n d i f

/∗ p o s t a v l j a m o t i m e r za r a c u n a n j e rpm i z t a c h o t i c k o v a na ←s v a k i h 1000ms ∗ /

tacho_clicks = 0 ;

setup_timer(&timer_1 , timer_func , 0 ) ;

55

ret = mod_timer(&timer_1 , jiffies + msecs_to_jiffies (SPEEDTIME←) ) ;

i f (ret )

pr_init (KERN_ERR " t i m e r f a i l e d \ n " ) ;

r e t u r n 0 ;

/∗ ∗∗ b f i n _ d u c k y _ e x i t − D e i n i t i a l i z e module

∗∗ Back o u t t h e p l a t f o r m d e v i c e & d r i v e r s t e p s . Rea l work i s i n ←

t h e

∗ p l a t f o r m remove f u n c t i o n .

∗ /

s t a t i c vo id __exit bfin_ducky_exit ( vo id )

i n t i ;

del_timer(&timer_1 ) ;

/∗ g a s e n j e modula , moramo o s l o b o d i t i z a u z e t e r e s u r s e ∗ /


/ / g p i o _ f r e e ( m o t o r i [ i ] . b r a k e ) ;

gpio_free (motori [i ] . direction ) ;

gpio_free (motori [i ] . enable ) ;

free_irq (gpio_to_irq (motori [i ] . tacho ) , &motori [i ] ) ;

/∗ f r e e _ i r q ( g p i o _ t o _ i r q ( ADIS_INTERRUPT ) , &i n u _ f d ) ;

c l o s e ( i n u _ f d ) ;

∗ /

platform_device_unregister (bfin_ducky_device ) ;


module_init (bfin_ducky_init ) ;

module_exit (bfin_ducky_exit ) ;

MODULE_AUTHOR ( " Marin Bek " ) ;

MODULE_DESCRIPTION ( " ducky k e r n e l module f o r b f i n u c l i n u x " ) ;

MODULE_LICENSE ( "GPL" ) ;

56

A.2. Komunikacija s inercijskim senzorom

/home/marin/src/adis/adis.c

# i n c l u d e < s t d i n t . h>

# i n c l u d e < u n i s t d . h>

# i n c l u d e < s t d i o . h>

# i n c l u d e < s t d l i b . h>

# i n c l u d e < g e t o p t . h>

# i n c l u d e < f c n t l . h>

# i n c l u d e < s y s / i o c t l . h>

# i n c l u d e < l i n u x / t y p e s . h>

# i n c l u d e < l i n u x / s p i / s p i d e v . h>

# i n c l u d e < l i n u x / r t c . h>

# d e f i n e ARRAY_SIZE( a ) ( s i z e o f ( a ) / s i z e o f ( ( a ) [ 0 ] ) )

# d e f i n e GRAV 2 . 5 2 2∗9 . 8 0 6 7 6 / 1 0 0 0

# d e f i n e GYRO 0.07326

# d e f i n e VOLTAGE 1 . 8 3 1 5 / 1 0 0 0

s t a t i c vo id pabort ( c o n s t c h a r ∗s )

perror (s ) ;

abort ( ) ;


s t a t i c uint8_t mode = 3 ;

s t a t i c uint8_t bits = 1 6 ;

s t a t i c uint32_t speed = 300000;

s t a t i c uint16_t delay = 5 0 ;

define cls ( ) printf ( " \ 0 3 3 [ 2 J " )

vo id gotoxy ( i n t x , i n t y )

printf ( "%c[%d;% df " , 0x1B , y , x ) ;

57

i n l i n e vo id read_data ( s t r u c t spi_ioc_transfer∗ xfer , i n t len , i n t ←fd )

i n t ret ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_MESSAGE (len ) , xfer ) ;

i f (ret < 0)

pabort ( " c a n t send s p i msg ! \ n " ) ;

s t a t i c vo id autonull ( i n t fd )

__u16 buf ;

s t r u c t spi_ioc_transfer xfer ;

i n t ret ;


xfer .tx_buf = (__u64 ) &buf ;

xfer .rx_buf = (__u64 ) &buf ;

xfer .len = 2 ;

xfer .speed_hz = speed ;

xfer .bits_per_word = bits ;

xfer .cs_change = 0 ;

xfer .delay_usecs = 100 ;

buf = 0x8000 + 0x3e01 ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_MESSAGE ( 1 ) , &xfer ) ;

i f (ret < 0)


usleep (1000000) ; /∗ 100ms v r i j e m e p o t r e b n o da se i z v r s i ←k a l i b r a c i j a ∗ /

s t a t i c vo id fact_reset ( i n t fd )

__u16 buf ;

s t r u c t spi_ioc_transfer xfer ;

i n t ret ;


58

xfer .tx_buf = (__u64 ) &buf ;

xfer .rx_buf = (__u64 ) &buf ;

xfer .len = 2 ;

xfer .speed_hz = speed ;

xfer .bits_per_word = bits ;

xfer .cs_change = 0 ;

xfer .delay_usecs = 100 ;

buf = 0x8000 + 0x3e02 ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_MESSAGE ( 1 ) , &xfer ) ;

i f (ret < 0)


usleep ( 1 0 0 0 0 0 ) ; /∗ 100ms v r i j e m e p o t r e b n o da se i z v r s i ←k a l i b r a c i j a ∗ /

s t a t i c vo id test ( i n t fd )

i n t ret ;

i n t broj ;

i n t i ;

i n t rtc_fd ;

s t r u c t spi_ioc_transfer xfer [ 1 2 ] ;

__u16 buf [ 1 2 ] , ∗bp ;

autonull (fd ) ;

/∗ c i t a mo napon n a p a j a n j a ∗ /

bp = buf ;

memset (xfer , 0 , s i z e o f (xfer ) ) ;


f o r (i = 0 ; i < ARRAY_SIZE (xfer ) ; i++)

i f (i > 0)

xfer [i ] . rx_buf = (__u64 ) bp++;

xfer [i ] . tx_buf = (__u64 ) bp ;

xfer [i ] . len = 2 ;

xfer [i ] . speed_hz = speed ;

59

xfer [i ] . bits_per_word = bits ;

xfer [i ] . cs_change = 0 ;

xfer [i ] . delay_usecs = 3 0 ;

buf [ 0 ] = 0x0300 ;


printf ( "%X\ n " , buf [ 0 ] ) ;

i f (buf [ 0 ] & (1 < <15) ) /∗ nov i p o d a t a k ∗ /

buf [ 0 ] &= 0x0fff ;

printf ( " Vcc=%.3fV \ n " , buf [ 0 ]∗VOLTAGE ) ;

rtc_fd = open ( " / dev / r t c 0 " , O_RDONLY ) ;

i f (rtc_fd == −1)

pabort ( " r t c f a i l e d t o open . \ n " ) ;

ret = ioctl (rtc_fd , RTC_UIE_ON , 0 ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " r t c u p d a t e i n t e r r u p t s f a i l e d . \ n " ) ;

w h i l e ( 1 )


buf [ 0 ] = 0x0300 ;

buf [ 1 ] = 0x0500 ; / / x a c l

buf [ 2 ] = 0x0700 ; / / y a c l

buf [ 3 ] = 0x0900 ; / / z a c l

buf [ 4 ] = 0x0b00 ; / / x gyro

buf [ 5 ] = 0x0d00 ; / / y gyro

buf [ 6 ] = 0x0f00 ; / / z gyro


buf [ 0 ] &= 0x0fff ;

printf ( " %5.3fV \ t " , buf [ 0 ]∗VOLTAGE ) ;

/ / c i t am o k u t n e a k c e l e r a c i j e

f o r (i = 1 ; i < 4 ; i++)

buf [i ] &= 0x3fff ;

i f (buf [i ] & 0x2000 ) / / n e g a t i v a n ?

60

broj = −1∗((buf [i ] ^ 0x3fff ) − 1) ;

e l s e

broj = ( i n t ) buf [i ] ;

printf ( " %7.3 f \ t " , broj∗GYRO ) ;

/ / l i n e a r n e a k c e l e r a c i j e

f o r (i = 4 ; i < 7 ; i++)

buf [i ] &= 0x3fff ;

i f (buf [i ] & 0x2000 ) / / n e g a t i v a n ?

broj = −1∗((buf [i ] ^ 0x3fff ) − 1) ;

e l s e

broj = ( i n t ) buf [i ] ;

printf ( " %7.3 f \ t " , broj∗GRAV ) ;

puts ( " " ) ;

i n t main ( i n t argc , c h a r ∗argv [ ] )

i n t ret = 0 ;

i n t fd ;

fd = open (device , O_RDWR ) ;

i f (fd < 0)

pabort ( " g r e s k a p r i o t v a r a n j u " ) ;

/∗∗ s p i mode

∗ /

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_WR_MODE , &mode ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t s e t s p i mode " ) ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_RD_MODE , &mode ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t g e t s p i mode " ) ;

/∗

61

∗ b i t s p e r word

∗ /

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD , &bits ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t s e t b i t s p e r word " ) ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD , &bits ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t g e t b i t s p e r word " ) ;

/∗∗ max speed hz

∗ /

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ , &speed ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t s e t max speed hz " ) ;

ret = ioctl (fd , SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &speed ) ;

i f (ret == −1)

pabort ( " can ’ t g e t max speed hz " ) ;

printf ( " s p i mode : %d \ n " , mode ) ;

printf ( " b i t s p e r word : %d \ n " , bits ) ;

printf ( "max speed : %d Hz (%d KHz) \ n " , speed , speed / 1 0 0 0 ) ;

test (fd ) ;

close (fd ) ;

r e t u r n ret ;

62

A.3. IIO komunikacija

/home/marin/src/adis_iio/adis_iio.c

# i n c l u d e < d i r e n t . h>

# i n c l u d e < f c n t l . h>

# i n c l u d e < s t d i o . h>

# i n c l u d e < e r r n o . h>

# i n c l u d e < s y s / s t a t . h>

# i n c l u d e < s y s / d i r . h>

# i n c l u d e < l i n u x / t y p e s . h>

# i n c l u d e " i i o _ u t i l s . h "

c o n s t c h a r ∗device_name = " a d i s 1 6 3 5 0 " ;

c o n s t c h a r ∗trigger_name_base = " ad i s16350−dev " ;

c o n s t i n t num_vals = 6 ;

c o n s t i n t scan_ts = 1 ;

c o n s t i n t buf_len = 128 ;

c o n s t i n t num_loops = 1000000;

i n t size_from_scanmode ( i n t num_vals , i n t timestamp )

i f (num_vals && timestamp )

r e t u r n 1 6 ;

e l s e i f (timestamp )

r e t u r n 8 ;

e l s e

r e t u r n num_vals∗2 ;

i n t main ( i n t argc , c h a r ∗∗argv )

i n t ret ;

i n t i , j , k , toread ;

FILE ∗fp_ev ;

i n t fp ;

c h a r ∗trigger_name , ∗dev_dir_name , ∗buf_dir_name ;

c h a r ∗data ;

size_t read_size ;

s t r u c t iio_event_data dat ;

63

i n t dev_num , trig_num ;

c h a r ∗buffer_access , ∗buffer_event ;

c o n s t c h a r ∗iio_dir = " / s y s / bus / i i o / d e v i c e s / " ;

i n t scan_size ;

f l o a t gain = 1 ;

/∗ Trazimo a d i s ∗ /

dev_num = find_type_by_name (device_name , " d e v i c e " ) ;

i f (dev_num < 0)

printf ( " F a i l e d t o f i n d t h e %s \ n " , device_name ) ;

ret = −ENODEV ;

go to error_ret ;

printf ( " i i o d e v i c e number b e i n g used i s %d \ n " , dev_num ) ;

asprintf(&dev_dir_name , "%s d e v i c e%d " , iio_dir , dev_num ) ;

/∗∗ k r e i r a n j e t r i g g e r a

∗ /

ret = asprintf(&trigger_name , "%s%d " , trigger_name_base , ←dev_num ) ;

i f (ret < 0)

ret = −ENOMEM ;

go to error_free_dev_dir_name ;

/∗∗ t r a z e n j e t r i g g e r a

∗ /

trig_num = find_type_by_name (trigger_name , " t r i g g e r " ) ;

i f (trig_num < 0)

printf ( " F a i l e d t o f i n d t h e %s \ n " , trigger_name ) ;

ret = −ENODEV ;

go to error_free_triggername ;

printf ( " i i o t r i g g e r number b e i n g used i s %d \ n " , trig_num ) ;

/∗∗ c i t a n j e s k a l e a k c e l e r o m e t r a

∗ /

ret = read_sysfs_float ( " a c c e l _ s c a l e " , dev_dir_name , &gain ) ;

64

i f (ret )

go to error_free_triggername ; ;

puts (dev_dir_name ) ;

printf ( "%f \ n " , gain ) ;

ret = asprintf(&buf_dir_name , "%s d e v i c e%d : b u f f e r 0 " , iio_dir , ←dev_num ) ;

i f (ret < 0)

ret = −ENOMEM ;

go to error_free_triggername ;

/∗ P o s t a v l j a m o t r i g g e r ∗ /

ret = write_sysfs_string_and_verify ( " t r i g g e r / c u r r e n t _ t r i g g e r " ,

dev_dir_name ,

trigger_name ) ;

i f (ret < 0)

printf ( " F a i l e d t o w r i t e c u r r e n t _ t r i g g e r f i l e \ n " ) ;

go to error_free_buf_dir_name ;

ret = write_sysfs_int ( " l e n g t h " , buf_dir_name , buf_len ) ;

i f (ret < 0)


ret = write_sysfs_int ( " r i n g _ e n a b l e " , buf_dir_name , 1 ) ;

i f (ret < 0)


puts (buf_dir_name ) ;

data = malloc (size_from_scanmode (num_vals , scan_ts ) ∗buf_len ) ;

i f ( !data )

ret = −ENOMEM ;


ret = asprintf(&buffer_access ,

" / dev / d e v i c e%d : b u f f e r 0 : a c c e s s 0 " ,

dev_num ) ;

i f (ret < 0)

ret = −ENOMEM ;

65

go to error_free_data ;

ret = asprintf(&buffer_event , " / dev / d e v i c e%d : b u f f e r 0 : e v e n t 0 " , ←dev_num ) ;

i f (ret < 0)

ret = −ENOMEM ;

go to error_free_data ;

/∗ n e b l o k i r a j u c e c i t a n j e ∗ /

puts (buffer_access ) ;

fp = open (buffer_access , O_RDONLY | O_NONBLOCK ) ;

i f (fp == −1)

printf ( " F a i l e d t o open %s \ n " , buffer_access ) ;

ret = −errno ;

go to error_free_buffer_event ;

fp_ev = fopen (buffer_event , " rb " ) ;

i f (fp_ev == NULL )

printf ( " F a i l e d t o open %s \ n " , buffer_event ) ;

ret = −errno ;

go to error_close_buffer_access ;

f o r (j = 0 ; j < num_loops ; j++)

read_size = fread(&dat , 1 , s i z e o f ( s t r u c t iio_event_data ) ,

fp_ev ) ;

puts ( " r e a d \ n " ) ;

s w i t c h (dat .id )

c a s e IIO_EVENT_CODE_RING_100_FULL :

toread = buf_len ;

b r e a k ;


toread = buf_len ∗ 3 / 4 ;

b r e a k ;


toread = buf_len / 2 ;

b r e a k ;

d e f a u l t :

printf ( " Unexpec teded e v e n t code \ n " ) ;

c o n t i n u e ;

66

read_size = read (fp ,

data ,

toread∗size_from_scanmode (num_vals , scan_ts ) ) ;

i f (read_size == −EAGAIN )

printf ( " n o t h i n g a v a i l a b l e \ n " ) ;

c o n t i n u e ;

scan_size = size_from_scanmode (num_vals , scan_ts ) ;

f o r (i = 0 ; i < read_size /scan_size ; i++)

f o r (k = 0 ; k < num_vals ; k++)

__s16 val = ∗ (__s16 ∗ ) (&data [i∗scan_size+ (k ) ∗2 ] ) ;

printf ( "%05f " , ( f l o a t )val∗gain ) ;

printf ( " %l l d \ n " ,

∗ (__s64 ∗ ) (&data [ (i + 1)

∗size_from_scanmode (num_vals ,

scan_ts )

− s i z e o f (__s64 ) ] ) ) ;

/∗ Stop ∗ /

ret = write_sysfs_int ( " r i n g _ e n a b l e " , buf_dir_name , 0 ) ;

i f (ret < 0)

go to error_close_buffer_event ;

/∗ D i s c o n n e c t . ∗ /

write_sysfs_string ( " t r i g g e r / c u r r e n t _ t r i g g e r " ,

dev_dir_name , "NULL" ) ;

error_close_buffer_event :

fclose (fp_ev ) ;

error_close_buffer_access :

close (fp ) ;

error_free_data :

free (data ) ;

error_free_buffer_access :

free (buffer_access ) ;

error_free_buffer_event :

free (buffer_event ) ;

error_free_buf_dir_name :

free (buf_dir_name ) ;

67

error_free_triggername :

free (trigger_name ) ;

error_free_dev_dir_name :

free (dev_dir_name ) ;

error_ret :

r e t u r n ret ;

68

A.4. Patch za korištenje PWM-a iz korisnickog pros-

tora

/home/marin/src/modules/pwm/bfin_simple_timer.c

/∗∗ Simple t i m e r d r i v e r

∗∗ Author : (C) 2006 by Axel Weiss ( awe@aglaia−gmbh . de )

∗∗ Thi s i s a s i m p l e char−d e v i c e i n t e r f a c e d r i v e r f o r t h e ←

b f 5 x x _ t i m e r s d r i v e r .

∗ I t p r i m a r i l y s e r v e s as an example f o r how t o use t h e ha rdware ←d r i v e r s

∗ on b l a c k f i n , b u t may a l s o be used as a s t a r t i n g p o i n t o f ←deve lopment

∗ f o r more s o p h i s t i c a t e d d r i v e r f r o n t e n d s .

∗∗ Behav iou r

∗ With t h i s d r i v e r , a d e v i c e node / dev / b f 5 x x _ t i m e r [ 0 . . . ] w i th ←major number

∗ 238 and minor number 0 . . . can be used t o a c c e s s one o f b l a c k f i n←’ s i n t e r n a l

∗ hardware t i m e r . A f t e r open ( ) , t h e t i m e r may be a c c e s s e d v i a ←i o c t l :

∗ BFIN_SIMPLE_TIMER_SET_PERIOD : s e t t i m e r p e r i o d ( i n ←m i c r o s e c o n d s )

∗ BFIN_SIMPLE_TIMER_START : s t a r t t i m e r

∗ BFIN_SIMPLE_TIMER_STOP : s t o p t i m e r

∗ BFIN_SIMPLE_TIMER_READ : r e a d t h e numbers o f p e r i o d s ( i r q−c o u n t←)

∗ Thi s d r i v e r e n a b l e s :

∗ no p h y s i c a l t i m e r o u t p u t ( OUT_DIS i s s e t )

∗ f r e e r u n n i n g from s t a r t

∗ t i m e r i n t e r r u p t , c o u n t i n g

∗ The d r i v e r opens a ( ro ) f i l e a t / p roc / b f i n _ s i m p l e _ t i m e r t h a t ←shows t h e

∗ i r q c o u n t v a l u e s f o r a l l t i m e r s .

∗∗ L i c e n s e d under t h e GPL−2 or l a t e r .

69

∗ /

# i n c l u d e < l i n u x / k e r n e l . h>

# i n c l u d e < l i n u x / i n i t . h>

# i n c l u d e < l i n u x / module . h>

# i n c l u d e < l i n u x / p r o c _ f s . h>

# i n c l u d e < l i n u x / i n t e r r u p t . h>

# i n c l u d e < l i n u x / d e v i c e . h>

# i n c l u d e <asm / g p t i m e r s . h>

# i n c l u d e <asm / portmux . h>

# i n c l u d e <asm / i r q . h>

# i n c l u d e " b f i n _ s i m p l e _ t i m e r . h "

/ / # i n c l u d e <asm / b f i n _ s i m p l e _ t i m e r . h>

# i n c l u d e <asm / b f i n−g l o b a l . h>

# d e f i n e TIMER_MAJOR 238

# d e f i n e DRV_NAME " b f i n _ s i m p l e _ t i m e r "

MODULE_AUTHOR ( " Axel Weiss <awe@aglaia−gmbh . de >" ) ;

MODULE_DESCRIPTION ( " s i m p l e t i m e r char−d e v i c e i n t e r f a c e f o r ←B l a c k f i n g p t i m e r s " ) ;

MODULE_LICENSE ( "GPL" ) ;

s t a t i c u n s i g n e d long isr_count [MAX_BLACKFIN_GPTIMERS ] ;

s t a t i c c o n s t s t r u c t

u n s i g n e d s h o r t id , bit ;

u n s i g n e d long irqbit ;

i n t irq ;

timer_code [MAX_BLACKFIN_GPTIMERS ] =

TIMER0_id , TIMER0bit , TIMER_STATUS_TIMIL0 , IRQ_TIMER0 ,



# i f (MAX_BLACKFIN_GPTIMERS > 3)






# e n d i f





70



# e n d i f

# e n d i f

;

u n s i g n e d i n t translate_minor_to_pin ( i n t minor )

s w i t c h (minor )

c a s e TIMER0_id : r e t u r n P_TMR0 ;












d e f a u l t : r e t u r n 0 ;

s t a t i c i n t timer_ioctl ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗filp , ←uint cmd , u n s i g n e d long arg )


u n s i g n e d long n ;

s w i t c h (cmd )

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_SET_PERIOD :

i f (arg < 2)


n = ( (get_sclk ( ) / 1000) ∗ arg ) / 1000 ;

set_gptimer_period (timer_code [minor ] . id , n ) ;

/ / s e t _ g p t i m e r _ p w i d t h ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . id , n >> 1) ;

printk (DRV_NAME " : TIMER_SET_PERIOD : a r g=%lu , p e r i o d=%l u \ n←" ,

arg , n ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_SET_WIDTH :

i f (arg < 2)


71

n = ( (get_sclk ( ) / 1000) ∗ arg ) / 1000 ;

i f (n < 1)

printk ( " E r r o r 0% c y c l e n o t s u p p o r t e d ! \ n " ) ;


i f (n > get_gptimer_period (timer_code [minor ] . id ) )

printk ( " Duty > p e r i o d n o t recommended ! \ n " ) ;


set_gptimer_pwidth (timer_code [minor ] . id , n ) ;

printk (DRV_NAME " : TIMER_SET_WIDTH : a r g=%lu , p e r i o d=%l u \ n "←,

arg , n ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_START :

set_gptimer_config (timer_code [minor ] . id , PWM_OUT | ←PERIOD_CNT | PULSE_HI ) ;

enable_gptimers (timer_code [minor ] . bit ) ;

b r e a k ;

c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_STOP :


b r e a k ;

/∗ c a s e BFIN_SIMPLE_TIMER_READ :

∗ ( ( u n s i g n e d long ∗ ) a r g ) = i s r _ c o u n t [ minor ] ;

b r e a k ; ∗ /

d e f a u l t :

r e t u r n −EINVAL ;

r e t u r n 0 ;

s t a t i c irqreturn_t timer_isr ( i n t irq , vo id ∗dev_id )

i n t minor = ( i n t )dev_id ;


i n t octet = BFIN_TIMER_OCTET (minor ) ;

# e l s e

i n t octet = 0 ;

# e n d i f

u n s i g n e d long state = get_gptimer_status (octet ) ;

i f (state & timer_code [minor ] . irqbit )

set_gptimer_status (octet , timer_code [minor ] . irqbit ) ;

72

++isr_count [minor ] ;


s t a t i c i n t timer_open ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗filp )


i n t err = 0 ;

i f (minor >= MAX_BLACKFIN_GPTIMERS )

r e t u r n −ENODEV ;

/∗ e r r = r e q u e s t _ i r q ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . i r q , t i m e r _ i s r , ←IRQF_DISABLED , DRV_NAME, ( vo id ∗ ) minor ) ;

i f ( e r r < 0 )

p r i n t k (KERN_ERR " r e q u e s t _ i r q (%d ) f a i l e d \ n " , t i m e r _ c o d e [←minor ] . i r q ) ;

r e t u r n e r r ;

∗ /

err = peripheral_request (translate_minor_to_pin (minor ) , ←DRV_NAME ) ;

i f (err )

printk (KERN_ERR " Timer p i n r e q u e s t f a i l e d ! \ n " ) ;


r e t u r n err ;

printk ( " t i m e r %d pwm opened \ n " , minor ) ;

/ / s e t _ g p t i m e r _ c o n f i g ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . id , OUT_DIS | PWM_OUT |←PERIOD_CNT | IRQ_ENA) ;

/ / p r_debug (DRV_NAME " : d e v i c e (%d ) opened \ n " , minor ) ;

r e t u r n 0 ;

s t a t i c i n t timer_close ( s t r u c t inode ∗inode , s t r u c t file ∗filp )



/ / f r e e _ i r q ( t i m e r _ c o d e [ minor ] . i r q , ( vo id ∗ ) minor ) ;

/ / p r_debug (DRV_NAME " : d e v i c e (%d ) c l o s e d \ n " , minor ) ;


r e t u r n 0 ;

73

s t a t i c i n t timer_read_proc ( c h a r ∗buf , c h a r ∗∗start , off_t offset , ←i n t cnt , i n t ∗eof , vo id ∗data )

i n t i , ret = 0 ;

f o r (i = 0 ; i < MAX_BLACKFIN_GPTIMERS ; ++i )

ret += sprintf (buf + ret , " t i m e r %2d i s r c o u n t : %l u \ n " , i ,←isr_count [i ] ) ;

r e t u r n ret ;

s t a t i c ssize_t

timer_status_show ( s t r u c t c l a s s ∗timer_class , s t r u c t ←class_attribute ∗attr ,

c h a r ∗buf )

c h a r ∗p ;

u n s i g n e d s h o r t i ;

p = buf ;

f o r (i = 0 ; i < MAX_BLACKFIN_GPTIMERS ; ++i )

p += sprintf (p , " t i m e r %2d i s r c o u n t : %l u \ n " , i , isr_count←[i ] ) ;

r e t u r n p − buf ;

s t a t i c s t r u c t file_operations fops =


.ioctl = timer_ioctl ,

.open = timer_open ,

.release = timer_close ,

;

s t a t i c s t r u c t proc_dir_entry ∗timer_dir_entry ;

s t a t i c s t r u c t c l a s s ∗timer_class ;

s t a t i c CLASS_ATTR (status , S_IRUGO , &timer_status_show , NULL ) ;

s t a t i c i n t __init timer_initialize ( vo id )

i n t minor ;

i n t err ;

74

err = register_chrdev (TIMER_MAJOR , DRV_NAME , &fops ) ;

i f (err < 0)

pr_debug (DRV_NAME " : c o u l d n o t r e g i s t e r d e v i c e %s \ n " , ←DRV_NAME ) ;

r e t u r n err ;

timer_dir_entry = create_proc_entry (DRV_NAME , 0444 , NULL ) ;

i f (timer_dir_entry )

timer_dir_entry−>read_proc = &timer_read_proc ;

timer_class = class_create (THIS_MODULE , " t i m e r " ) ;

err = class_create_file (timer_class , &class_attr_status ) ;

i f (err )

remove_proc_entry (DRV_NAME , NULL ) ;

unregister_chrdev (TIMER_MAJOR , DRV_NAME ) ;

r e t u r n err ;

minor = 0 ;

# i f d e f CONFIG_TICK_SOURCE_SYSTMR0

/∗ g p t i m e r 0 i s used t o g e n e r a t e t h e t i c k i n t e r r u p t ∗ /

++minor ;

# e n d i f

f o r (minor = 0 ; minor < MAX_BLACKFIN_GPTIMERS ; minor++)

device_create (timer_class , NULL , MKDEV (TIMER_MAJOR , minor )←,

NULL , " t i m e r%d " , minor ) ;

pr_debug (DRV_NAME " : module l o a d e d \ n " ) ;

r e t u r n 0 ;

module_init (timer_initialize ) ;

s t a t i c vo id __exit timer_cleanup ( vo id )

remove_proc_entry (DRV_NAME , NULL ) ;

unregister_chrdev (TIMER_MAJOR , DRV_NAME ) ;

pr_debug (DRV_NAME " : module u n l o a d e d \ n " ) ;

module_exit (timer_cleanup ) ;

75

Modeliranje i upravljanje malom bespilotnom ronilicom · Potreba za istraživanjem, nadzorom i...

Documents

Transcript of Modeliranje i upravljanje malom bespilotnom ronilicom · Potreba za istraživanjem, nadzorom i...