Ordinateur industriel OPENRISC

Linux Embarqué
TP1 TSEN Rev01
Ordinateur industriel
OPENRISC
Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville
Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques
Electronique Industrielle Embarquée
1
Linux Embarqué
Bac Pro Systèmes Electroniques Numériques
TP1 TSEN Rev01
Repère : TP1OPENRISC
Niveau : TERM
Champ professionnel : Electronique industrielle embarquée
Fiche de travaux liée à des activités de : Travaux pratiques
Système ou sous-système : OPENRISC
Lieu d’activité :
Définition des tâches confiées à l’élève à l’occasion
de la séquence de :
Enoncé des objectifs de formation associés
aux tâches définies :
FONCTIONS ET TÂCHES :
1 - PREREQUIS :
Avoir des notions sur le système Linux en ligne de
commande
A1-2 Intégrer les logiciels
A2-2 Raccorder les éléments
A2-1 Participer à la préparation sur site
A2-3 Mettre en place les équipements, les logiciels,
configurer, paramétrer, tester et valider
2 - EN AYANT A VOTRE DISPOSITION :
Dossier technique
SAVOIRS ASSOCIES :
3 - ON VOUS DEMANDE :
De réaliser un schéma de câblage entre équipements
De configurer un ordinateur industriel
D’intégrer une application dans un ordinateur industriel
sous linux
S3-4 Système d’exploitation Linux
S3-3 Réseaux (admin local)
COMPETENCES :
4 - CRITERES D'EVALUATION :
C3-3 Réaliser l’intégration logicielle d’un équipement
C3-4 Effectuer les tests nécessaires
C4-2 Etablir tout ou partie de l’implantation
C4-3 Installation des supports
C4-5 Configurer les éléments du système
Câblage correct
Tests validés
Evaluation proposée par le professeur :
Compétences
C3-3
C3-4
C4-3
C4-5
C4-2
barème
Temps prévu : 4h
A
B
C
D
E
(x1)
(x0.75)
(x0.5)
(x0.25)
(x0)
/14
/3
/8
/9
/2
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Temps passé :
Note de l’élève :
Nom de l’élève :
2
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I – MISE EN SITUATION
Une usine de fabrication de pièces d’automobiles possède 4 machines importantes qui demandent une
surveillance constante.
Afin d’améliorer sans cesse la production, l’atelier s’est doté d’un afficheur industriel bien visible par l’ensemble du
personnel, qui indiquera si les machines dysfonctionnent (ou si elles sont en attente d’une intervention).
Pour cela, cet afficheur sera piloté par un ordinateur embarqué industriel fonctionnant sous le noyau Linux et la
distribution Debian Squeeze. Il s’agit du module Alekto OpenRisc de chez Vscom.
Afficheur industriel
Ordinateur industriel
Principe :
4 machines possèdent des contacts « secs » provenant d’un relais, qui permettent de délivrer une information sur
leur état de fonctionnement.
Une alarme se traduira par un contact fermé au repos.
Entre R(Repos) et C(Commun), le circuit sera fermé.
R
Lorsque le fonctionnement de la machine est correct, le contact
est ouvert grâce au relais qui est alimenté.
En plaçant la borne C à la masse (GND), alors une alarme est signalée
par :
R= 0V (état logique 0).
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C
relais alarme
machine 1
3
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2 : CAHIER DES CHARGES
Synoptique :
machine 1
R
C
relais alarme
machine 1
machine 2
R
C
relais alarme
machine 1
machine 3
R
C
relais alarme
machine 1
machine 4
R
C
relais alarme
machine 1
technicien
Raccordements et préparation :
-
L’afficheur industriel, le module Alekto et le PC sont mis en réseau et peuvent être gérés à
distance.
-
Les 4 contacts des machines sont reliés au module Alekto sur les lignes DIO4 à DIO7 paramétrées en
entrée, de sorte que :
. contact machine 1 sur DIO4(D4)
. contact machine 2 sur DIO5(D5)
. contact machine 3 sur DIO6(D6)
. contact machine 4 sur DIO7(D7)
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-
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Les sorties DIO0 à DIO3 sont reliées respectivement sur l’entrée parallèle (bornes 11 à 14) de l’afficheur et
sélectionnent le message approprié au fonctionnement des machines :
DIO3
(D3)
0
DIO2
(D2)
0
DIO1
(D1)
0
DIO0
(D0)
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
Plusieurs entrées à 1
MESSAGES A
AFFICHER
ALARME
MACHINE 1
ALARME
MACHINE 2
ALARME
MACHINE 3
ALARME
MACHINE 4
ALARME
MACHINES
-
L’afficheur industriel est connecté au réseau local et possède l’adresse IP suivante : 192.168.1.10 (ou 11),
masque 255.255.255.0.
-
Le module Alekto est relié également au réseau et possède l’adresse IP suivante : 192.168.1.50 (ou 51).
Le PC du superviseur possède des caractéristiques réseau compatibles avec l’ensemble du système.
-
Ce PC servira à programmer les messages de l’afficheur (11 messages) et à accéder au module Alekto en
vue de le configurer et/ou d’accéder à son serveur web embarqué destiné à visualiser à distance l’état de
fonctionnement des machines.
Objectif opérationnel :
L’activité proposée concerne le technicien qui devra effectuer les tâches suivantes :
-
raccorder les équipements PC, afficheur, module Alekto.
préparer ces différents équipements.
mettre en service le système.
vérifier le bon fonctionnement.
Question 1 :
(compétence C4-2 Etablissement du plan d’implantation)
Réaliser le plan de câblage sur le document annexe situé à la fin de ce document, conformément au cahier des
charges. 4 boutons-poussoirs simuleront l’état de fonctionnement des machines.
Question 2 :
(compétence C4-3 Câblage)
Réaliser le câblage selon votre plan en utilisant un câble réseau FTP (4 paires) pour la liaison avec un fil de
masse.
/4
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3 : PREPARATION DES EQUIPEMENTS
3.1 Préparation - configuration de l’OpenRisc (ordinateur industriel).
/3
Question 1 :
(compétence C4-3 Câblage)
Effectuer le câblage (hors tension) de l’OpenRisc en :
- le raccordant au switch (LAN1)
- insérant la clé USB
- raccordant le câble console au PC de configuration
Ne pas brancher l’alimentation !!
Lancer le logiciel Putty ( hyperterminal) ; cliquer sur « Serial » et configurer la liaison COM1 à 115200 bauds.
Lorsque vous avez l’écran noir de Putty, brancher l’alimentation de l’OpenRisc.
L’ordinateur industriel doit démarrer et charger le système d’exploitation Squeeze qui est préinstallé sur la
clé USB.
Remarques professeur :
Question 2:
En page 9 du dossier technique, on y trouve cette phrase:
‘’connect the OpenRISC to the serial port of your PC and start a terminal software with 115200,8,n,1
settings (no hardware/software handshake is needed)”
Expliquez ce que signifie ceci.
/3
Question 3:
(compétence C4-5 Configuration d’éléments)
Entrer le login et mot de passe : root , linux (administrateur).
Noter et entrer la commande qui permet de configurer l’adresse IP de l’OpenRisc en manuel.
(Voir page 10 du dossier technique).
Commande :
/4
Vérifier avec une commande que cela fonctionne ; vous ferez une copie d’écran.
Commande :
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Question 4 :
(compétence C3-3 Intégration logicielle)
Pour faire les premiers tests de fonctionnement, il faut charger dans l’OpenRisc, différents programmes
écrits en langage C (fichiers sources) ainsi qu’une page html.
Pour les transférer depuis le PC de configuration, vous allez mettre en service un serveur FTP (vsftpd) :
- créer un utilisateur « commun » avec un mot de passe « prevert »
/3
Commande :
-
démarrer le service vsftpd
Commande :
Transférer les fichiers suivants depuis le PC (Filezilla client) dans l’OpenRisc en vous connectant au serveur
vsftpd avec l’ identifiants « commun ».
-
TPtestaff.html
TPtestaff.c
Après transfert, dans quel répertoire se trouvent ces fichiers ?
Question 5 :
Déplacer maintenant ces fichiers comme indiqué :
-
/3
TPtestaff.html  /var/www
TPtestaff.c
 /home/user/examples
Vous noterez les commandes entrées pour arriver à cela.
Commandes :
Modifier les droits d’accès sur ces fichiers (commande chmod) ; noter les commandes.
Commandes :
Le programme source TPtestaff.c nécessite l’utilisation d’un fichier « gpio » qui permet de gérer en interne
les entrées/sorties de l’OpenRisc. Il se trouve dans le répertoire /dev.
Entrer la commande qui permet de modifier les droits sur le fichier gpio en 777.
Question 6 :
Placez-vous dans /home/user/examples et compiler le source TPtestaff.c en entrant la commande suivante :
gcc TPtestaff.c –o TPtestaff.cgi
/2
Ceci a pour effet de transformer le code source en code directement exécutable par l’OpenRisc, et une
extension .cgi est donnée pour que, depuis une page web, ce programme soit exécuté par le serveur web
intégré (Apache2).
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Vérifier qu’il n’y a pas de messages d’erreurs.
Copier ce fichier exécutable à l’endroit suivant : /usr/lib/cgi-bin
/2
Ce répertoire cgi-bin est connu d’Apache (si la configuration a été faite avant).
En effet, lorsqu’il reçoit une requête HTML signalant l’exécution d’un programme .cgi, il va le chercher dans
ce répertoire.
Question 7 : Modification du fichier TPtestaff.html
Ouvrez ce fichier avec l’éditeur nano et observez la ligne suivante :
<p><form action ="http://localhost/cgi-bin/TPtestaff.cgi" method="POST"></p>
/2
En laissant cette ligne ainsi, le programme ne fonctionnera pas. En effet, localhost ne désigne pas l’adresse
IP de l’openrisc ; le fichier TPtestaff.cgi est donc introuvable.
Modifier alors cette ligne comme il faut. N’oubliez pas d’enregistrer.
Question 8 :
Entrer la commande qui permet de démarrer (ou redémarrer) le serveur apache2. Noter cette commande.
Commande :
/2
Accéder à page web TPtestaff.html (avec le navigateur habituel du PC et l’adresse IP du module OpenRisc)
et tester la sélection des messages de l’afficheur par l’OpenRisc.
Validation prof :
3.2 Préparation - configuration de l’afficheur industriel.
(compétence C4-5 Configuration d’éléments)
En ce qui concerne cette partie, le travail doit être réalisé en toute autonomie.
L’afficheur devra être paramétré à l’aide du logiciel AIMLP511-TCPIP.
/5
Vous appellerez le professeur lorsque vous aurez enregistré tous les messages demandés dans un fichier
que vous nommerez, puis vous montrerez que ces messages s’affichent bien à l’aide du logiciel AIMLP511TCPIP.
Message 1  ALARME MACHINE 1
Message 2  ALARME MACHINE 2
Message 4  ALARME MACHINE 3
Message 8  ALARME MACHINE 4
Remarques professeur :
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4 : TESTS DE FONCTIONNEMENT DU SYSTEME
a) Le système fonctionnera lorsque la fermeture d’une ou des entrées de l’OpenRisc (DIO4 à DIO7)
entrainera l’affichage des différents messages sur le panneau.
ème
b) Dans un 2
temps, le technicien visualisera l’état de fonctionnement des machines en se
connectant au serveur web embarqué (pour ceux en avance).
Question 1:
(compétence C3-4 Tests)
Procéder comme dans les questions précédentes (4-5-6) pour le programme source « TPtestaff2.c ».
Une fois le fichier compilé, entrer la commande suivante pour vérifier la bonne exécution du programme :
Sous: /home/user/examples

/3
./TPtestaff2.cgi
Tester le programme en simulant des alarmes machine (appui sur les boutons-poussoirs) un par un et
vérifier que les messages apparaissent (ceux sur le PC sur Putty et ceux sur l’afficheur). Ils doivent
correspondre aux différents cas du tableau cités dans le cahier des charges.
Validation prof :
…….Pour ceux en avance……
Question 2 :
Arrêter l’exécution du programme en tapant CTRL-C.
Copier maintenant le fichier TPtestaff2.html dans /var/www et TPtestaff3.c dans /home/user/examples.
Modifier le fichier TPtestaff2.html pour placer la bonne adresse IP.
Modifier les droits sur les 2 fichiers.
Compiler le programme TPtestaff3.c en TPtestaff3.cgi et le copier dans /var/www/cgi-bin.
Renouveler l’exécution de TPtestaff2.cgi (question 1).
Ouvrir Internet Explorer et entrer http://192.168.1.50/TPtestaff2.html
Tester les différents cas de fonctionnement.
Validation prof :
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ANNEXE : plan de câblage du système afficheur – ordinateur industriel – machines
Bornier de connexions
de l’ordinateur
industriel
Bornier de
connexions de
l’afficheur
1
Machine4
Machine3
ALARME
MACHINE 3
Machine2
Machine1
/4
Remarque :
L’appui sur le bouton-poussoir « machine3 »
devra provoquer l’affichage « ALARME
MACHINE 3 » après configuration de
l’ordinateur industriel et de l’afficheur.
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