Premiers tests du télémètre laser LIDAR-Lite

Premiers tests du télémètre laser LIDAR-Lite

Quand on veut faire une mesure de distance en en point précis, il n'y avait jusqu'à présent pas d'intermédiaire entre les télémètres laser très chers (type Baumer) et les capteurs bon marché (type Sharp) qui ne donnent pas une réelle valeur mesurée et sont très limités en distance. Nous étions donc particulièrement intéressés par le projet LIDAR-Lite, qui annonçait une mesure de distance sur plusieurs dizaines de mètres pour moins de 100$. Neuf mois après, le bébé est enfin arrivé et nous pouvons mettre à l'essai la version finale du produit pour tester cette nouvelle technologie.

La manière la plus complète d'exploiter ce capteur de distance laser consiste à utiliser une interface I2C. Mais comme nous n'avons pas encore de Yocto-I2C générique à vous proposer, nous vous proposons pour l'instant d'utiliser l'interface alternative du LIDAR-Lite, basée sur un signal PWM.

Branchement en PWM


Le LIDAR-Lite s'alimente en 5V: on connecte le fil rouge sur le 5V, le fil noir à l'opposé sur la terre. Si l'on tire le 3e fil vers la terre à travers une résistance, le capteur effectue des mesures en continu et signale les mesures par des impulsions carrées dont la durée en milliseconde correspond à la distance en mètres.

Branchement du LIDAR-Lite sur un Yocto-PWM-Rx
Branchement du LIDAR-Lite sur un Yocto-PWM-Rx



Donc on branche cela sur l'une des entrées du Yocto-PWM-Rx, on configure le Yoto-PWM-Rx pour retourner la durée des impulsions et le tour est joué.

Le test: une harpe laser invisible


Vous avez peut-être déjà entendu parler de la harpe laser ? C'est un instrument électronique dont on fait sonner les notes en interrompant un rayon laser avec les mains. Sur le même principe, nous allons essayer de faire une harpe laser invisible à l'aide de 10 télémètres LIDAR-Lite, qui font sonner une note en fonction de la distance mesurée. En utilisant plusieurs paliers de distance, on peut multiplier le nombre de "touches" disponibles.

L'instrument complet L'intérieur de l'instrument
Notre harpe laser, bricolée en une après-midi



Les 10 télémètres seront raccordés à 5 Yocto-PWM-Rx contrôlés à travers le réseau grâce à un YoctoHub-Ethernet alimenté par PoE. Pour transformer les mesures en son, nous allons faire un petit programme de quelques lignes qui lie la librairie Yoctopuce, capable de lire le capteur à travers le réseau, avec la librairie fluidsynth, capable de jouer des notes.

Résultats du test


Techniquement, ce test est un succès: à part la compilation de la librairie fluidsynth pour laquelle on a un peu galéré, la réalisation était très simple, et l'instrument fonctionne du premier coup. Les capteurs LIDAR-Lite fournissent effectivement des mesures de distance parfaitement exploitables, beaucoup plus réactives et ponctuelles que ce qu'on aurait obtenu par exemple avec un sonar. Les dix capteurs côte-à-côte à 10cm d'intervalle fonctionnent sans se perturber l'un l'autre, et sont capable de discriminer parfaitement la main qui passe devant à 1m50 de distance.

Nous n'avons rencontré qu'un seul problème occasionnel avec les capteurs en mode PWM: si on met un obstacle vraiment trop près devant le capteur, il peut arriver que le capteur passe dans un mode où il ne signale plus les mesures en continu. Seul un redémarrage lui permet de fonctionner à nouveau. Il est probable que nous n'aurions pas rencontré ce problème avec l'interface I2C, mais ce sera à tester.

La démonstration


Musicalement, le résultat du test est plus discutable. Comme on est ambitieux, on a programmé l'instrument pour que le "clavier bas" à la main gauche sélectionne l'harmonie (comme les pianos électroniques Bontempi des années 1970) tandis que le "clavier haut" à la main droite joue la mélodie. A l'usage, c'est un instrument de musique très difficile à jouer car il n'y a aucun repère pour les positions des mains. Après une demi-journée d'entraînement et quelques tentatives d'homicide par mes collègues de bureau, voilà ce qu'on a finalement obtenu:

  



Si le code source de notre orgue laser vous intéresse, il est à votre disposition ici.

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