Deska X-STM32MP-RBT01

Informace o produktu

Specifikace

• Název produktu: Softwarový balíček X-LINUX-RBT1 MPU
• Určeno pro: Vývoj robotických aplikací na STM32MP a dalších mikroprocesorových platformách
• Vlastnosti: Ovladače, API, aplikace přizpůsobené pro desku X-STM32MP-RBT01

Začínáme se softwarovým balíčkem X-LINUX-RBT1 MPU pro desku X‑STM32MP‑RBT01

Zavedení

X-LINUX-RBT1 je rozšiřující softwarový balíček založený na Linuxu určený pro vývoj robotických aplikací na platformách STM32MP a dalších mikroprocesorů. Poskytuje ovladače, API a aplikace přizpůsobené pro desku X-STM32MP-RBT01, která obsahuje ovladač motoru STSPIN948. Tento balíček slouží jako základní nástroj pro inženýry při vytváření komplexních robotických řešení.

Funkce softwaru

Balík X-LINUX-RBT1 obsahuje řadu funkcí pro vývoj robotických aplikací:

1. Vložené web server s web klient pro vzdálené ovládání přes síť.
2. Intuitivní dálkové ovládání web aplikace s joystickovým rozhraním.
3. Middleware pro fúzi senzorů pro přesné směřování a orientaci.
4. Detekce překážek založená na ToF (Time-of-Flight).
5. Funkce nouzového zastavení spuštěná poruchou motoru, vstupem uživatele, kolizí nebo převrácením.
6. Možnosti zaznamenávání dat pro ladění a trénování umělé inteligence.

Architektura X-LINUX-RBT1

Balíček se skládá z několika vrstev a modulů.

Ovladače hardwaru a API

• Záplaty jádra a stromu zařízení, které jsou součástí balíčku, zpřístupňují komponenty jako ISM330DHCX (IMU), LPS22HH (tlakový senzor) a IIS2MDC (magnetometr) prostřednictvím subsystému Linux IIO.
• Pro komponenty jako STSPIN948 (ovladač motoru) a VL53L5CX (senzor ToF) jsou k dispozici uživatelské ovladače Pythonu, přičemž nízkoúrovňové konfigurace I2C, PWM a GPIO jsou řešeny pomocí záplat stromové struktury zařízení.

Algoritmy senzorů

• Vypočítejte užitečné metriky z nezpracovaných dat ze senzorů, jako je nadmořská výška z naměřených tlaků, vzdálenosti z dat senzorů ToF a orientace pomocí fúze senzorů.

Robotické algoritmy

• Vysoceúrovňové algoritmy přizpůsobené robotice, včetně kinematiky, detekce překážek a korekce dráhy.

Aplikace

• Zahrnuje sampaplikace demonstrující praktické případy použití, jako je dálkové ovládání roveru, integrace všech modulů do ucelených robotických řešení.

Inženýři mohou vyvíjet vlastní aplikace s využitím API a ovladačů poskytovaných v tomto balíčku.

Nastavení hardwaru

Aktuální balíček poskytuje softwarovou podporu pro rozšiřující desku X-STM32MP-RBT01.

Klíčové komponenty STMicroelectronics dostupné na této desce jsou popsány níže:

• STSPIN948: 4.5A duální full-bridge budič pro kartáčové stejnosměrné motory nebo bipolární krokové motory. AmpDalšími pozoruhodnými vlastnostmi jsou liftery pro snímání proudu a nastavitelná rychlost změny frekvence pro úpravu výkonu EMI.
• VL53L5CX: nejmodernější vícezónový senzor pro měření vzdálenosti s měřenou dobou letu (ToF).
• ISM330DHCX: ISM330DHCX je vysoce výkonný 3D digitální akcelerometr a gyroskop v pouzdře určený pro aplikace Průmyslu 4.0, který nabízí vynikající stabilitu, přesnost a nízký šum. Obsahuje vestavěné funkce, jako je jádro strojového učení, programovatelný FSM, FIFO, senzorový hub, dekódování událostí a přerušení.
• LPS22HH: ultrakompaktní piezorezistivní senzor absolutního tlaku.
• IIS2MDC: vysoce přesný, ultranízkoenergetický tříosý digitální magnetický senzor.

Desku X-STM32MP-RBT01 lze zapojit do 40pinových konektorů dostupných na deskách STM32MP Discovery nebo Raspberry Pi, jak je znázorněno níže.

Důležité poznámky k nastavení

• Při montáži na platformy, jako jsou stavebnice STM32MP Discovery nebo Raspberry Pi, zajistěte správnou orientaci desky. NapříkladampDeska se montuje „dovnitř“ u STM32MP157F-DK2 a Raspberry Pi, ale „ven“ u desky STM32MP257F-DK.
• Ověřte nastavení propojek pro STSPIN948 tak, aby fungoval v „režimu duálního nezávislého plného můstku“, jak je nakonfigurováno v dodaném softwaru. Pro jiné konfigurace upravte kód ovladače motoru.
• Některé GPIO připojené k 40pinovým konektorům jsou sdíleny s dalšími periferiemi na deskách STM32MP a mohou vyžadovat připojení/odpojení pájecích můstků. Např.ampNapř. na desce STM32MP157F-DK2 by měly být kontakty SB13, SB14, SB15 a SB16 sepnuté a kontakty SB01, SB02, SB03 a SB04 by měly být rozpojeny odpájením rezistoru 0 Ω. Podrobnosti naleznete v uživatelské příručce ke konkrétní desce.

Nastavení softwaru
Tato část popisuje nastavení softwaru potřebné pro sestavení, flashování, nasazení a spuštění aplikace.

Doporučené předpoklady PC
Doporučuje se počítač se systémem Linux® a systémem Ubuntu® 20.04 nebo vyšším. Vývojáři mohou podrobnosti najít na níže uvedeném odkazu: Předpoklady pro počítač. Postupujte podle pokynů na wiki stránce ST s názvem Aktualizace obrazu a připravte si bootovací SD kartu se startovacím balíčkem.

Alternativně lze použít i počítač se systémem Windows nebo Mac; v takovém případě by se hodily následující nástroje:

• Programátor STM32Cube pro flashování obrázků.
• TeraTerm nebo PuTTY pro přístup ke konzolovému rozhraní.
• WinSCP pro file převod.

Softwarové požadavky STM32MPU
Pro software X-LINUX-RBT1 jsou vyžadovány následující balíčky Pythonu:
# Instalace požadovaných balíčků apt-get install python3-gpiod pip install smbus2 fastapi uvicorn web sockety netifaces qrcode

Nasazení files na desku MPU
Přeneste binární soubory, skripty Pythonu a aplikační prostředky z vývojového počítače do desky STM32MP. FileData lze přenášet přes sériové připojení, síťové připojení nebo externí jednotku USB. Chcete-li se připojit k síti WLAN, přečtěte si část Nastavení připojení k síti WLAN.

• Podrobnosti o tom, jak převést filepřes síťové připojení, viz Jak přenést File Přes síť.
• Podrobnosti o přenosech pomocí sériového portu pro hostitele se systémem Linux naleznete v části Jak přenést file přes sériovou konzoli. Pro hostitele se systémem Windows viz Jak přenést filedo sady Discovery pomocí Tera Term.
• Alternativně by uživatel mohl převést files použitím externího USB disku.

Pro rychlé otestování balíčku X-LINUX-RBT1 mohou vývojáři zkopírovat obsah složky „application“ obsažené v balíčku do složky /usr/local/x-linux-rbt1 na desce STM32MP pomocí kterékoli z výše uvedených metod. Pro usnadnění této akce lze použít nasadicí skript, který se nachází ve složce „scripts“ balíčku X-LINUX-RBT1 (pokud k přenosu používáte síťové připojení). files).

• # Přejděte do složky se skripty cd scripts
• # Přidání oprávnění ke spuštění do nasadovacího skriptu chmod +x deploy.sh
• # Spusťte nasadovací skript deploy.sh

Pomocí aplikace

Spuštění aplikace
Jednou filePo nasazení systémů a restartování desky může uživatel prozkoumat systém X-LINUX-RBT1 přístupem k terminálu přes ssh a spuštěním aplikace pomocí následujícího příkazu: `python3 /usr/local/x-linux-rbt1/main.py`. Tím se otevře rozhraní příkazového řádku (CLI) aplikace, kde se zobrazují různé možnosti konfigurace sítě.

Po počáteční konfiguraci se zobrazí QR kód, který lze naskenovat na mobilním zařízení a otevřít web-aplikace pro ovládání roveru.

Po naskenování QR kódu na mobilním zařízení se otevře rozhraní vzdáleného ovládání (za předpokladu, že je zařízení připojeno ke stejné síti jako deska).

Dálkové ovládání web aplikace
Pro dálkové ovládání roveru je k dispozici dálkové ovládání web Aplikace je hostována prostřednictvím vloženého web serverový modul softwaru X-LINUX-RBT1. Jakmile je aplikace spuštěna, a URL je poskytován pro přístup k web aplikace The URL je také prezentován jako QR kód pro otevření URL na mobilním zařízení pro pohodlí uživatele.

Funkce rozhraní dálkového ovládání

• Ovládání pomocí joysticku:
• Levý joystick: Ovládá plyn pro rychlost roveru.
• Pravý joystick:
  • Prostřední páčka ovládá všesměrový pohyb při použití koleček Mecanum.
  • Vnějším voličem se nastavuje směr nebo rotace roveru.
• Výběr režimu:
  • Režim dálkového ovládání: Ruční ovládání roveru.
  • Režim autopilota: Umožňuje autonomní provoz na základě předkonfigurovaných algoritmů.

Poznámky ke kompatibilitě

• Předpřipravené binární soubory, jako jsou objekty blob (DTB) a moduly jádra, jsou závislé na platformě a jsou k dispozici pro konkrétní desky MPU. Pro jiné platformy může být nutné přizpůsobení.
• Pokud je potřeba úprava jádra, podívejte se na část Jak přizpůsobit jádro Linuxu.
• Na deskách STM32MP jsou některé GPIO dostupné na 40pinovém konektoru sdíleny s dalšími periferiemi. Pro zajištění exkluzivního přístupu k 40pinovému konektoru může být nutné otevřít nebo zavřít určité pájecí můstky. Viz uživatelská příručka konkrétní desky MPU. Podívejte se také na soubor board_pin_mapping.md. file na obalu pro více informací.

Informace o kompatibilitě
Softwarový balíček X-LINUX-RBT1 je validován pro OpenSTLinux verze 6.0. Jeho spuštění na jiných verzích ekosystému může vyžadovat další konfiguraci. Software je testován na následujících deskách:

1. STM32MP257F-DK
2. STM32MP157F-DK2

Související informace a dokumentace

Zde jsou další zdroje týkající se balíčku X-LINUX-RBT1 a jeho podporovaného hardwaru:

• Rozšiřující deska X-STM32MP-RBT01
• Deska STM32MP257F-DK
• Deska STM32MP157F-DK2
• Ovladač motoru STSPIN948
• IMU ISM330DHCX
• Tlakový senzor LPS22HH
• Snímač ToF VL53L5CX
• Magnetometr IIS2MDC

Historie revizí

Tabulka 1. Historie revizí dokumentu

Datum	Revize	Změny
07-dub-2025	1	Počáteční vydání.

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ – ČTĚTE POZORNĚ
STMicroelectronics NV a její dceřiné společnosti (“ST”) si vyhrazují právo provádět změny, opravy, vylepšení, úpravy a vylepšení produktů ST a/nebo tohoto dokumentu kdykoli bez upozornění. Kupující by měli před zadáním objednávky získat nejnovější relevantní informace o produktech ST. Produkty ST jsou prodávány v souladu s prodejními podmínkami ST platnými v době potvrzení objednávky.

Kupující jsou výhradně zodpovědní za výběr, selekci a používání produktů ST a ST nepřebírá žádnou odpovědnost za pomoc s aplikací ani za design produktů kupujících. ST tímto neposkytuje žádnou licenci, výslovnou ani implicitní, k žádnému právu duševního vlastnictví. Další prodej produktů ST s ustanoveními odlišnými od informací uvedených v tomto dokumentu ruší veškerou záruku poskytnutou společností ST na takový produkt.

ST a logo ST jsou ochranné známky společnosti ST. Další informace o ochranných známkách ST viz www.st.com/trademarks. Všechny ostatní názvy produktů nebo služeb jsou majetkem jejich příslušných vlastníků. Informace v tomto dokumentu nahrazují a nahrazují informace dříve uvedené v předchozích verzích tohoto dokumentu. © 2025 STMicroelectronics – Všechna práva vyhrazena

FAQ

• Otázka: Mohu tento softwarový balíček používat na jiných mikroprocesorových platformách?
  A: Balíček je primárně navržen pro STM32MP, ale s potřebnými úpravami jej lze přizpůsobit i pro jiné platformy.
• Otázka: Jak mohu získat přístup k vestavěným web server pro vzdálené ovládání? 
  A: Můžete přistupovat k vestavěným web serveru prostřednictvím web prohlížeč na připojeném zařízení ve stejné síti.
• Otázka: Jaké programovací jazyky jsou podporovány pro vývoj vlastních aplikací?
  A: Jsou k dispozici ovladače Pythonu pro uživatelský prostor, ale můžete vyvíjet aplikace i v jiných jazycích kompatibilních s Linuxem.

Dokumenty / zdroje

Deska ST X-STM32MP-RBT01 [pdfUživatelská příručka UM3481, X-LINUX-RBT1, Deska X STM32MP RBT01, Deska X STM32MP RBT01

Reference

• Uživatelská příručka