Mejoras: Software DSP – HAL Instrumentos

El objetivo de este módulo es leer la información desde los instrumentos de la IMU a través de una de las interfaces SPI del DSP, aplicar los procesos de filtrado adecuados y poner a disposición del módulo de control, el ángulo de inclinación y su derivada en unidades adecuadas.

Para cumplir con estos requerimientos, es necesario ejecutar una rutina de manejo de la interfaz SPI en conjunto con los algoritmos de filtrado y la máquina de estados que lee secuencialmente cada instrumento, ya que se requiere acceder a cuatro dispositivos diferentes a través de un mismo bus, mediante un sistema de direccionamiento incorporado en el diseño electrónico.

Esto se logró aplicando el mismo enfoque de administración de tareas del sistema completo, de manera anidada en este módulo. En consecuencia, se creó un sub módulo encargado de manejar la interfaz SPI; otro sub módulo encargado de recibir las lecturas de los instrumentos y aplicar los filtrados correspondientes; y finalmente un sub-módulo encargado de ejecutar la máquina de estados, solicitando la lectura de un instrumento diferente de manera secuencial, cada cierto intervalo de tiempo determinado por la configuración del módulo HAL Timer.

En el cálculo de los valores que son puestos a disposición del módulo de control se aplican dos clases de filtrado:

  • Promedio móvil: Para minimizar el efecto que puedan tener eventuales datos incorrectos, producto del ruido electromagnético en el bus de comunicación u otro motivo. Se realiza un promedio de las últimas lecturas obtenidas en una ventana de tiempo determinada. Este tipo de filtrado suaviza la señal de salida pero genera retardos en la respuesta del sistema, por lo que se escogieron tamaños de ventana relativamente pequeños.
  • Limitación de derivada: Puesto que las lecturas provienen de un sistema dinámico que posee una cierta inercia, se toma como hipótesis que las variables físicas no pueden variar arbitrariamente entre una muestra y otra. De esta manera, si se aplica un limitador adecuado a la diferencia entre la lectura que se recibe y la anterior, se pueden filtrar valores inválidos sin sacrificar mayormente el tiempo de respuesta del controlador.

Además de los procesos de filtrado, el módulo de lectura de instrumentos implementa una alarma que detiene el vehículo si la lectura del giróscopo es excesivamente alta. Esto sucede habitualmente con movimientos violentos propios de un controlador inestable o producto de un choque del vehículo.

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