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Encodeur à quadrature, Pico et MicroPython

Bonjour à tous,

L'article d'aujourd'hui regroupe plusieurs domaines.
Il démarre en effet de la récupération d'éléments sur l'imprimante HP DesignJet T520 ou je m'arrête spécifiquement sur les moteurs équipés de disques optiques.


Equipé d'un moteur 5V (CN459-60067 BN026Y18), d'un disque optique et d'un encodeur à quadrature optique, je voulais savoir s'il était possible de l'utiliser avec MicroPython.

Le disque optique

La photo haute résolution du disque optique permet de relever plusieurs informations utiles.

Le disque présente 50 interstices transparents entre deux numéro successif. Le disque étant numéroté de 1 à 12, cela représente 600 pulsations par tour (ce que reprend l'une des références sur le disque).

Les autres références/informations sur le disque ne renvoi malheureusement que vers les imprimantes HP.

L'encodeur optique

Pour sa part, l'encodeur optique est monté sur une plaquette fixée directement sur le support métallique.
Cet encodeur contient un LED (émetteur de lumière) ainsi que deux capteur photo-sensibles. Le décalage entre les deux capteurs permet d'identifier le sens de rotation du moteur.



Le connecteur 4 contacts est utilisé pour:

  • la masse
  • l'alimentation 5V (déduit de la résistance utilisée pour la LED).
  • Deux signaux à quadrature.

Les signaux

Quelques mesures rapides permettent de savoir que le capteur produit une tension de sortie (pas besoin de résistances pull-up ou pull-down).

Maintenant que le brochage est identifié, il ne reste plus qu'à branché un oscilloscope sur les deux canaux de sorties.


 


Notez le décalage entre les deux signaux entre marche avant et marche arrière!

L'oscilloscope nous informe aussi que la fréquence des pulsations est de 24.4 KHz (soit 24400 fois par seconde). La période est de 1/24400 soit 41µSec (temps en deux impulsions sur un même canal).

Brancher sur Raspberry-Pi Pico

Les signaux de sortie étant étant en 5 volts (ou presque), il faut utiliser un pont diviseur de tension pour ramener la tension sous 3.3V.

 

Bibliothèque et code d'exemple

D'autre part la période de 41µSec nécessitera un code particulièrement rapide pour ne pas rater d'impulsion.
Une section de code en PIO permettra de suivre suivre la cadence... même sous MicroPython!

La bibliothèque adéquate est disponible dans le dépôt esp8266-upy ( esp8266-upy/LIBRARIAN/rp2lib ).
rp2qenc.py contient le code PIO et la classe PIO_QENC permettant d'utiliser un encodeur à quadrature autonome sur un Pico.
La classe PIO_QENC permet de compter (ou décompter) un compteur permettant de connaître le nombre de tour moteur (valeur signée encodée sur 32 bits).

Le code permettant de lire le compteur est relativement simple.

from machine import Pin
from time import sleep_ms
from rp2qenc import PIO_QENC

pinA = Pin(15, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
pinB = Pin(16, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

qenc = PIO_QENC(0, (pinA, pinB))
print('starting....')
for i in range(120):
    print('iter %3i : Quadrature value = %i' % (i,qenc.read()) )
    sleep_ms(500)
qenc.sm_qenc.active(0)
print('stop')


Voici qui termine ce petit article.

HP DesignJet T520 - réparation et/ou récupération d'une imprimante grand format

 Bonjour à tous,

Dans le dernier article, je faisais encore des investigations sur HP DesignJet T520 pour essayer de la réparer.

Après de nombreuses tentatives, j'ai jeté l'éponge et passe donc à la phase de récupération...

Démontage

Comme tous les produits HP, nombre de composants sont difficiles d'accès.
Le démontage s'apparente à Trek... il m'a fallut environ 8 heures de démontage.

La dernière publication la table tracante était dans cet état:

Après 8 heures de démontages, je suis arrivé à cela!

 
Les éléments récupérés sont répartis autour du pied central.
L'image ci-dessous montre (près du pied gauche) les divers éléments plastiques non récupérables (tout comme ceux de la coque extérieure).

Eléments récupérés

Voici ce que j'ai eu l'occasion de récupérer.

Motorisation générale

Une telle table traçante ne manque pas de moteurs mais ce qui est le plus intéressant, c'est le couplage avec des engrenages réducteurs et un système optique permettant le positionnement 

Dans le disque de positionnement était disposé sur un axe (8mm) avec un engrenage équipé d'un système "torpedo" qui entraîne l'axe dans un seul sens de rotation (et route libre dans l'autre sens). L'optique de lecture est composé de deux éléments... probablement pour détecter le sens de rotation ou augmenter la précision (ce sera pour plus tard)


Ce deuxième moteur et engrenage réducteur est enfermé dans un boîtier avec son disque optique. Cet assemblage est très intéressant mais dispose d'un débrayage mécanique automatique lorsque le moteur inverse son sens de rotation. 

Ce qui serait intéressant, c'est de pouvoir neutraliser l'embrayage en fonction des besoins.... a voir.


Ces deux derniers moteurs, toujours avec disque optique et engrenage réducteur.
Ils seront d'excellents outils d'apprentissage :-) 



Courroie du charriot

Une courroie crantée est utilisée pour la traction du chariot. C'est un élément vraiment très intéressant à récupérer. En sus, Il  y a le moteur, la roue libre et le mécanisme de mise-sous-tension.

Ces éléments s'accompagnent du ruban et de l'optique de positionnement du charriot (lecteur sur la carte. L'ensemble accompagné des éléments nécessaires pour la mise-sous-tension du ruban optique.


Pompe à air

Cette imprimante contient une petite pompe utilisée pour injecter de l'air dans les buses durant la phase de nettoyage. Il y a même une valve (à l'extrême gauche de la photo) qui laisse passer l'air lorsque l'on pousse dessus (c'est le chariot qui pousse dessus)

Axes et roulettes

Cette imprimante/table-traçante regorge d'éléments rotatifs.


1) Axe de 6mm
2) axe creux (~40mm)
3) Roulettes de transport du papier sur leur supports
4) Engrenage divers en relation avec l'axe 40mm.
5) Quelques ferrites (pour les rubans conducteurs).

Optique de détection

Il y a aussi l'optique de détection du charriot (qui permet de détecter une surface blanche).

Matériaux

Il y a aussi des matériaux qui peuvent s'avérer intéressants si l'on ne craint pas bricolage plus avancé. Avec un longueur d'un mètre ou plus, ces éléments sauront certainement se montrer utile dans un projet d'envergure.

Nous avons:

1) Pièces métalliques pouvant servir de matière première ou de support à renforcer
2) Axe creux de 10mm
3) Rail de guidage de la tête d'impression sur un support métallique (pas facile à dévisser, je l'ai laissé sur le support pour éviter ma déformation de l'axe).
4) Tablier de l'imprimante. Cette assemblage est d'une rigidité impressionnante et non démontable car il y a du frein-filet partout!. Cet élément, probablement le plus lourd de l'imprimante, sera une excellente base pour la réalisation d'une machine outil maison.


De la visserie, roulement, ressorts, engrenage de tout type et abondante visserie.
Des éléments qui seront toujours se montrer utiles.

Voilà, c'était une parenthèse très intéressante dans les articles de MC Hobby.

Dominique


Entrevue avec Christophe Grenier, développeur de testdisk et photorec

testdisk et photorec sont deux outils libres (GPLv2+) formidables… que l’on souhaite pourtant ne jamais avoir à utiliser ! En effet, les deux sont dédiés à la récupération de données après une panne matérielle, ou une bévue.

TestDisk

Le premier est axé supports de stockage et leurs partitions, le second orienté récupérations de fichiers (mais il est loin de se limiter aux images).

Cocorico : le développeur de ces outils est français, et il a bien voulu répondre à notre sollicitation d’entrevue :).

Bonjour Christophe ! Pouvez-vous présenter votre parcours ?

Quand j’ai commencé à développer testdisk, mon premier outil de récupération de données, j’étais encore étudiant en école d’ingénieur.
Maintenant, cela fait plus de 20 ans que je suis diplômé de l’ESIEA, j’interviens d’ailleurs dans son Mastère Spécialisé Sécurité et Information des systèmes depuis 2004.
Après avoir travaillé dans la sécurité informatique, j’ai travaillé autours des systèmes Linux, du réseau et de la sécurité.
Depuis un peu plus de 10 ans, je suis directeur d’exploitation pour un hébergeur parisien.
Dans le cadre de mon auto-entreprise, je fais de la récupération de données.

Comment avez-vous démarré ce projet ?

Un ami développeur professionnel sous Windows venait d’acheter un nouveau disque dur et pour éviter d’avoir trop de lettres de lecteurs (C:, D:, E:, …) avait décidé de réduire le nombre de partitions de son disque de données ; ce disque contenait 3 partitions.
Il a sauvegardé les données, supprimé les 3 partitions, en a créé 2 et — au moment de restaurer les données — il s’est rendu compte qu’il avait été trop vite et qu’il lui manquait la sauvegarde d’une des partitions.
Sachant que j’avais des connaissances sur le partitionnement des PC (je m’étais intéressé au fonctionnement des virus de boot qui se logeaient dans le premier secteur des disques durs), il m’a contacté.

Armé d’un éditeur hexadécimal, il nous avait fallu la journée pour reconstruire manuellement la table des partitions et récupérer ces données. Un peu plus tard ayant appris les rudiments de la programmation en C, je me suis dit qu’il devait être possible d’automatiser la récupération des partitions et c’est ainsi qu’est né testdisk en 1998.

Pour photorec, il a fallu attendre mon premier appareil photo numérique en 2002. Ayant peur de perdre des photos (effacement par mégarde de photos non sauvegardées, reformatage de la mauvaise carte mémoire…), avant même de partir en voyage, j’ai bricolé un programme en C sous Linux capable de récupérer les photos et vidéos prises par mon appareil photo. C’est ainsi que photorec est né pour récupérer des photos. Il a gardé son nom même s’il récupère des centaines de formats de fichier différents.

Quels sont les points marquants qui ont, selon vous, marqué l’évolution de ces logiciels ?

Les points principaux ayant permis le succès de ces logiciels sont :

  • de rendre ces logiciels multiplateformes pour PC : MS-Dos et Linux, puis Windows. La prise en charge de macOS est venu bien plus tard et a eu peu d’impact.
  • de distribuer ces logiciels gratuitement. L’utilisation d’une licence opensource (GPL v2+) m’a aussi permis d’avoir quelques contributions.
  • d’être plutôt à l’écoute des utilisateurs et d’enrichir les formats de fichiers gérés par photorec. Certains sont vraiment exotiques.
  • de la documentation en plusieurs langues à une époque où les traductions automatiques étaient quasi-inexploitables. Mais aujourd’hui, la documentation principale de plus de 60 pages est en anglais.

Un point marquant a été la reconnaissance officielle de l’utilisation de ces logiciels par des organismes étatiques.

testdisk a été conçu pour un public technique, j’ai eu des retours de différents sociétés de récupération de données de part le monde l’utilisant mais en général, elles ne souhaitent pas communiquer sur leur utilisation de logiciels (libres ou du commerce).

Un tournant a eu lieu en 2014 quand le NIST, dans le cadre du Computer Forensics Tool Testing Program (CFTT), a testé et publié ses résultats sur les capacités de photorec. En comparant les résultats de chaque outil, on découvre que photorec a les meilleurs résultats (1ère place ex aequo).
Ainsi, photorec figure dans le catalogue de logiciels que les agences d’États américains peuvent utiliser.

photorec apparaît dans les diapositives de la formation SecNum Academie de l’ANSSI.

Pourquoi un seul paquet pour deux logiciels, ou pourquoi pas un seul logiciel ?

Quand on parle de testdisk et photorec, il y a aussi fidentify, un outil en ligne de commande qui permet de tester rapidement l’identification de fichiers en utilisant les mêmes parsers que photorec, sans oublier qphotorec, une version graphique de photorec.

Selon les distributions, vous pouvez avoir un package testdisk comprenant testdisk, photorec et fidentify et un package qphotorec pour qphotorec.

testdisk utilise un accès en écriture au disque, photorec n’utilise qu’un accès en lecture. photorec est plus facile d’utilisation que testdisk, c’est presque du next/next/next, il ne fait que du « file carving » (récupération de fichiers par identification des entêtes).

Quelles sont les fonctionnalités les plus attendues que vous pensez implémenter ?

La vérification formelle du code des parsers de photorec est ce qui m’a le plus occupé ces dernières années, je continue de travailler dessus.
Je n’ai pas prévu d’implémenter de nouvelles fonctionnalités dans l’immédiat.

Avez-vous des retours d’utilisateurs, des remerciements de personnes qui ont pu grâce à ces outils retrouver une partie de leur vie numérique, ou de grincheux ?

Perdre une partie de sa vie numérique est très stressant.
De fait, j’ai été confronté à des grincheux très agressifs dont un cas extrême de menaces répétées de mort de la part d’un individu qui n’avait pas pu récupérer ses données. Les hébergeurs de ses messageries successives ont agi rapidement lorsque j’ai signalé ses messages, mais je me suis posé la question à ce moment-là si cela valait bien la peine de m’investir autant pour risquer cette violence numérique.

Les retours positifs des utilisateurs et leurs remerciements sont ce qui a permis de me motiver à continuer de développer sur toutes ces années ce projet.
À une époque, je recevais quotidiennement des mails de remerciements et/ou des donations. C’est moins fréquent désormais, mais c’est peut-être parce que les sauvegardes vers le cloud sont beaucoup plus courantes et qu’ainsi les gens ont moins recours à la récupération de données.

Effectivement, perdre une partie de sa vie numérique est très stressant, avez-vous des conseils à donner sur la sauvegarde ?

Ce sont des conseils très généraux :

  • que cela soit au niveau personnel ou au niveau professionnel, il est important de vérifier le périmètre de la sauvegarde. Si vous n’aviez plus que votre dernière sauvegarde, que vous manquerait-il ?
  • testez une restauration de données
  • si possible, multipliez les sauvegardes (sauvegarde avec historique ou versionning, pas une simple synchronisation)
  • dans l’idéal, plusieurs lieux de sauvegarde.

Sur ces projets, y a-t-il d’autres contributeurs ?

testdisk et photorec reçoivent principalement des contributions ponctuelles. J’en profite pour remercier toutes les personnes qui m’ont aidé pour les traductions, pour avoir partagé des fichiers dans des formats exotiques, ou pour avoir contribué au code.
Merci aussi aux personnes ayant participé à la modération du forum et au modérateur actuel !

Y a-t-il des fonctionnalités importantes qui ne seront pas développées, et pourquoi ?

À moins de recevoir des contributions, je ne pense pas pousser davantage le support mac.
Le chiffrement des disques sous Windows va devenir la norme, comme c’est le cas sous macOS. Je pense que cela va freiner le développement de testdisk et photorec. La récupération va devenir bien plus complexe en exigeant un déchiffrement préalable.

Des souvenirs marquants de cette expérience ?

Je crois que l’une des anecdotes qui m’a le plus amusé est celle que j’ai reçue en janvier 2007 : dans un premier mail, l’utilisateur explique qu’un appareil photo a été volé dans sa voiture, mais qu’une semaine plus tard, la police a trouvé le coupable et a pu restituer l’appareil photo. Le contenu avait été effacé, mais grâce à photorec, l’utilisateur avait récupéré plus de 300 photos.

Currently I am recovering over 300 photos using PhotoRec that my sister in law took over the holidays. Our car was broken into and the camera was stolen. A week later the police found the guy! They found the camera, but it had been wiped.
I had read about recovering photo's from flash cards via a story on slashdot, and now here I am.

Quelques heures plus tard, j’ai reçu la suite de l’histoire :

I have recovered some pictures that look to be taken by the thief […]
I am submitting a CD of the data I have recovered to the Detective involved in the case. My little camera was involved in a much larger theft, so hopefully the pictures they took will help nail them all!

Le voleur avait utilisé l’appareil photo, photorec a permis de récupérer des photos ayant beaucoup intéressé le détective en charge du dossier : celui-ci espère découvrir les autres personnes impliquées dans un vol de plus grande envergure.

Avez-vous eu des échanges avec des éditeurs de logiciels similaires (opensource ou propriétaires) ?

photorec a été victime de plusieurs contrefaçons.

Dans un cas, un fabricant de carte mémoire a distribué un logiciel de récupération de données, ce fabricant avait sous-traité le développement qui avait « optimisé » son temps de développement en récupérant le code source de photorec, remplaçant tous les entêtes de copyright et ajoutant une interface graphique.
Après avoir contacté le fabricant, celui-ci a fait rétablir les copyrights manquants et le code a été distribué en GPLv3.

Dans d’autres cas, des développeurs ont volontairement publié des contrefaçons qu’ils revendaient. Après avoir fait fermer leur hébergement plusieurs fois, ils ont fini par trouver un hébergeur bullet-proof, un hébergeur qui ne répondait plus aux plaintes…

Concernant le forum, avez-vous déjà rencontré des difficultés avec le respect du code de conduite ?

La modération sur le forum est obligatoire, les spammeurs sont très nombreux et inventifs en réutilisant par exemple du contenu d’autres sujets. Aucun code de conduite n’a été formalisé.
Le forum ne tient plus que grâce à la présence d’un modérateur, je ne sais pas si cette partie du projet va perdurer.

Quel est votre modèle économique ?

Le projet est né comme un projet personnel et reste géré comme tel.
Je travaille chez Global Service Provider, une société de services et hébergement informatique, qui me permet de disposer gracieusement (Merci à eux) de machines virtuelles (VM), sauvegarde, monitoring pour le projet.
Diverses donations ponctuelles couvrent les frais des différents noms de domaine, mon équipement informatique personnel…

Au niveau personnel, quels logiciels libres utilisez-vous, sur quel système d’exploitation ?

À l’exception des raspberry pi sous Raspbian, les différents ordinateurs de la maison sont sous Fedora Linux.
J’utilise gnome comme environnement graphique, alpine et roundcube pour la messagerie, vim comme éditeur de texte, du docker avec moby, gcc, python…

Et au niveau professionnel ?

Mon ordi portable est aussi Fedora Linux.
Les serveurs Linux que mon équipe et moi gérons sont principalement sous AlmaLinux et Debian.

J’utilise tous les jours ansible (automatisation des configurations), git (versionning), netbox (gestion de datacenters), oxidized (sauvegarde réseau), mediawiki (documentation)…

Merci pour votre disponibilité, et pour ces merveilleux outils !

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