06 Débogage et calibration

Les utilisateurs d'une unité finie peuvent ignorer cette page : l'usine calibre et vérifie chaque unité. Ne refaites ces étapes qu'après avoir remplacé un servomoteur/IMU, remonté un palonnier, ou lorsqu'une mise à jour du firmware est soupçonnée d'avoir perturbé la calibration.

Il s'agit du contrôle fonctionnel et de la calibration de l'ensemble du robot après l'assemblage, le flashage et la mise à zéro ; parcourez-la dans l'ordre avant d'utiliser le robot.

Alimentation pendant le débogage : l'USB ne transporte que les données série. c n'a besoin que de l'IMU (les servomoteurs peuvent rester hors tension) ; t / z / e nécessitent le rail 5 V des servomoteurs sous tension. Si vous ne voulez pas que l'ESP32 soit alimenté par deux sources, débranchez la branche 5 V vers l'ESP32, alimentez-le uniquement par USB et laissez l'alimentation 5 V alimenter seulement les servomoteurs - une configuration normale, voir page 04, section 4.4.

6.1 Ouvrir le port série et lire la télémétrie

Dans le dossier SR-Support avec .venv activé, ouvrez le port série (COM27 est votre port) :

pio device monitor --rts 0 --dtr 0 -b 115200 -p COM27

(Les outils série / le téléchargement UartAssist pour Windows sont sur page 03, section 3.3.)

Après avoir ouvert le port, si la carte vient d'être alimentée ou si vous avez appuyé sur RST, vous verrez d'abord le journal de démarrage ; s'il n'y a pas de journal de démarrage, appuyez une fois sur RST. Ensuite, une ligne de télémétrie toutes les 250 ms :

IMU version 1.1.2
autorun on: get-up waits for a fall
up -0.01 +0.02 +1.00 | w  0.0  0.0  0.0 | q +0.00 +0.00 | qd  0.0  0.0 | run

Champ	Signification	Comment le lire
up	Vecteur up du monde en coordonnées du corps (x avant, y gauche, z haut)	debout (0,0,1), inclinaison≈0° ; poses couchées en 6.5 (par ex. (-1,0,0)=pitch_pos)
w	Vitesse angulaire (rad/s)	≈0 à l'arrêt ; non nulle pendant le redressement/roulis ; le seuil de chute exige `
q	Angles de consigne articulaires actuels (épaule, coude, rad ; sans retour capteur)	q=0 est le bras vertical ; épaule + → grand bras vers −Y, coude + → avant-bras vers +X
qd	Vitesses de consigne articulaires	rarement nécessaire
mode	Mode d'exécution	run / hold / manual / auto

Exemples de lecture (fenêtre hw_watch) :

up  x+0.00 y+0.00 z+1.00 tilt  0.0   # upright
up  x-1.00 y+0.00 z+0.00            # pitch_pos: top points +X
w   +0.0 +0.0 +0.0 rad/s |w| 0.0    # still
q   sh +0.00 el +0.00 mode hold     # arm vertical, idle

tilt est l'angle entre le vecteur up et la verticale (à partir de up_z) ; 0° signifie parfaitement debout.

Si le flux défilant est difficile à lire, utilisez la fenêtre en direct à lignes fixes (les commandes fonctionnent toujours) :

python tools/hw_watch.py --port COM27

Elle redessine sur place up/tilt, la vitesse angulaire, les angles articulaires, le mode et le dernier événement ; tapez à cmd> et appuyez sur Entrée pour envoyer une commande, et les événements sont aussi ajoutés à logs/hw_watch.log. Pour une exécution complète de redressement où chaque ligne brute compte, continuez avec pio device monitor ou tools/hw_monitor.py (ce dernier écrit un résumé dans le journal toutes les 5 s).

Comment envoyer les commandes série : gardez le moniteur ouvert et tapez la commande suivie d'Entrée (les commandes à un seul caractère n'ont pas besoin de guillemets). Commandes utilisées sur cette page :

c        # gyro + accel calibration (robot level and still)
t        # servo self-test
k        # read both servo center pulses
m 0.5 0  # manual shoulder direction test
i / j    # flip IMU X / Y signs (only if a direction is reversed)

Le tableau complet des commandes est sur page 03, section 3.4.

Script d'auto-vérification rapide (fermez d'abord le moniteur série pour libérer le port) :

python tools/hw_check.py --port COM27
python tools/hw_check.py --port COM27 --tilt 8

La première commande lit 0.6 s de télémétrie ; pendant --tilt 8, inclinez le robot à la main et elle affiche les plages up/gyro et la plage d'inclinaison, ce qui révèle une IMU bloquée ou mal orientée.

6.2 Contrôles et calibration de l'IMU

c fait deux choses :

1. Biais zéro du gyroscope : moyenne de 200 échantillons immobiles (environ 2 s) pour obtenir l'offset de vitesse nulle ; il est utilisé pour le cycle d'alimentation en cours et refait automatiquement à chaque démarrage ;
2. Zéro de l'accéléromètre : à partir des mêmes échantillons, il moyenne le vecteur gravité, exige que le robot soit debout de niveau (gravité entièrement sur +Z), le contrôle de cohérence et le stocke en NVS (rechargé au démarrage).

Procédure (l'alimentation des servomoteurs n'est pas nécessaire) :

1. Effectuez d'abord le contrôle d'orientation mécanique de page 04, section 4.5 (arbre d'épaule vers −Y de l'IMU, arbre de coude vers +X de l'IMU) ;

2. Placez le robot debout sur une table DE NIVEAU, sans y toucher, câbles sans tension ;

3. Tapez c et appuyez sur Entrée dans le moniteur série ou dans le cmd> de hw_watch :

   c

4. Restez immobile environ 2 s ; en cas de succès, il affiche :

   gyro bias (rad/s): ...
   accel bias (m/s^2): ... (saved)
   calibration done; hold

5. accel cal rejected: |a|=... signifie que le robot n'était pas de niveau ou pas immobile (la norme de gravité s'écarte de plus de 1.5 m/s² de 9.8) ; le biais reste inchangé - replacez-le et renvoyez c.

Vérification :

• Inclinez lentement à gauche/droite et avant/arrière : les composantes x/y de up doivent suivre en douceur ; si une direction est inversée, envoyez i / j pour inverser le signe de l'axe IMU et relancez c ;
• Posez le robot et attendez 2 s : up doit correspondre au tableau des poses couchées du 6.5 (par ex. (0,-1,0) = roll_neg) avec la face de la base à plat ;
• Une inclinaison persistante de 5°+ en position couchée signifie généralement que le zéro de l'accéléromètre est décalé - refaites cette section.

Les unités finies sont calibrées en usine (stockées en NVS) ; ne refaites ceci qu'après avoir remplacé/remonté l'IMU ou lorsque la pose couchée est visiblement inclinée. c ne calibre que l'IMU - il ne change pas le zéro des servomoteurs (c'est la page 05).

Si vous avez utilisé des commandes manuelles avant la calibration (la télémétrie se termine par manual), c laisse le robot en hold/manual et le seuil de chute ne déclenchera pas de redressement ; maintenez-le debout et envoyez g pour reprendre, ou réinitialisez la carte.

6.3 Contrôles des servomoteurs et auto-test des directions

Contrôle	Méthode	Attendu
Centres	k	centers: shoulder 1681 us, elbow 1456 us (valeurs de centre visuel intégrées en 2026-11 ; refaites la mise à zéro selon la page 05)
Ajustement d'épaule	o / p (±10 µs)	Bras vertical à q=0
Direction	m 0.5 0 / m 0 0.5	Épaule + → grand bras vers −Y ; coude + → avant-bras vers +X
Inversion de signe	v (épaule) / b (coude)	Uniquement si une direction est inversée
Auto-test	t	Petit mouvement sur les deux articulations, puis centrage
Neutre	m 0 0 ou r	Bras vertical

Limites articulaires :

• Commandes manuelles d'épaule [-1.85, +1.82] rad ; coude mécanique ±1.55 rad (atteignable par l'exécuteur) ;
• Les commandes manuelles m limitent le coude à [-0.90, +0.70] rad ;
• Sortie PWM 500–2500 µs à 50 Hz.

Tapez-les une par une dans la zone d'envoi du moniteur/assistant série (Entrée après chacune) :

t
k
m 0.5 0
m 0 0.5
m 0 0

Confirmez : épaule q>0 → grand bras vers −Y ; coude q>0 → avant-bras vers +X. Mauvaise direction : inversez avec v / b, ou remontez le palonnier.

6.4 Contrôle du centre

Intégré en usine (épaule 1681 µs / coude 1456 µs) - peut être ignoré pour une unité de série. Dans un montage DIY, cela a déjà été fait avec la calibration du point zéro de la page 05 et les valeurs intégrées dans config.h (reflashez si elles ont changé) ; ici, lancez simplement k pour confirmer que les centres correspondent aux valeurs intégrées. Ne revenez à la page 05 qu'après avoir ré-indexé un palonnier, ré-assemblé, ou si le bras ne repose plus au centre visuel.

6.5 Quatre poses couchées et seuil de chute

Pose	up au moniteur	Signification physique
pitch_pos	(-1, 0, 0)	Le haut du corps pointe vers +X
pitch_neg	(+1, 0, 0)	Le haut du corps pointe vers −X
roll_pos	(0, +1, 0)	Le haut du corps pointe vers −Y
roll_neg	(0, -1, 0)	Le haut du corps pointe vers +Y

Condition du seuil de chute (firmware) :

up_z < 0.30 and |ω| < 0.9 rad/s for 25 consecutive ticks (0.5 s)

C'est seulement alors qu'il affiche getup start pose=... et commence. Placez donc le robot, relâchez-le et gardez-le immobile ~0.5 s ; l'agiter juste après l'avoir posé signifie généralement qu'une main le touche encore ou que le corps roule encore.

Contrôle : placez le robot dans chacune des quatre poses, relâchez et gardez immobile ; en 0.5 s le journal série doit afficher getup start pose=<matching pose>.

6.6 Critères de réussite

• [ ] c affiche accel bias ... (saved) ;
• [ ] t montre des directions correctes sur les deux articulations ;
• [ ] k correspond aux centres intégrés (ou vous avez refait la mise à zéro selon la page 05 et l'avez intégrée) ;
• [ ] les quatre poses couchées déclenchent getup start.

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