FTE-denshi / Mbed 2 deprecated FTE-06

東北大学学友会準加盟団体 From The Earth の高高度ロケットFTE-06（通称：海豚）にて使用したソフトウェアです．ご自由にお使いください．このプログラムによって生じた損害について当団体は一切責任を負いません．また，各モジュールのライブラリは当団体が作成したものではないので再配布は禁止します．

Dependencies:   mbed FATFileSystem

Fork of FTE-06 by Tetsushi Amano

main.cpp@8:4d2e785cb951, 2017-06-02 (annotated)

Committer:
mizuki_akaike
Date:
Fri Jun 02 12:06:05 2017 +0000
Revision:
8:4d2e785cb951
Parent:
7:bc4710d2c7d8
Child:
9:bcc7dbc2d185
?????????????

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
moai26 0:9c3cc716cbb3 1 #pragma O3
moai26 0:9c3cc716cbb3 2
moai26 0:9c3cc716cbb3 3 #include "mbed.h"
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 4 #include "SDFileSystem.h"
mizuki_akaike 7:bc4710d2c7d8 5 #include "BMP085.h"
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 6 #include "L3GD20.h"
moai26 0:9c3cc716cbb3 7
moai26 0:9c3cc716cbb3 8 //発射検知でLED1の点灯、頂点通過検知でLED2の点灯、パラシュート展開でLED3の点灯、水密構造のLED4の点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 9
mizuki_akaike 4:460da1047e63 10 #define launch_pressure_threshold 990//発射したとみなす気圧（おおよそ地上気圧-80.4hpa)
moai26 0:9c3cc716cbb3 11 #define launch_acc_threshold 5//発射時の加速度(G)
moai26 0:9c3cc716cbb3 12 #define acc_axis 1//上方向の軸を決定x;0,y;1,z;2
mizuki_akaike 3:983e03f4e146 13 #define pre_sd 0.00037//気圧センサの測定誤差(事前に測定して計算)
moai26 0:9c3cc716cbb3 14 #define size_dif 3//気圧の変位を保存する数
moai26 0:9c3cc716cbb3 15 #define time_limit_launch_and_fall_ms 20000//発射から頂点に至るまでの予測時間(msec)
moai26 0:9c3cc716cbb3 16 #define fall_detect_lock 2000//加速度で発射検知したときに頂点検知にロックをかける時間(msec)
moai26 0:9c3cc716cbb3 17
moai26 0:9c3cc716cbb3 18 DigitalOut myled1(LED1);
moai26 0:9c3cc716cbb3 19 DigitalOut myled2(LED2);
moai26 0:9c3cc716cbb3 20 DigitalOut myled3(LED3);
moai26 0:9c3cc716cbb3 21 DigitalOut myled4(LED4);
moai26 0:9c3cc716cbb3 22 Timer t;
moai26 0:9c3cc716cbb3 23
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 24 AnalogIn analog_rand(p20);//電圧読み取り用のピン
moai26 0:9c3cc716cbb3 25
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 26 double pres_dif[]= {0}; //気圧の変化をsize_difの数だけ保存
moai26 0:9c3cc716cbb3 27 uint32_t launch_detect_time=0;//発射検知の時間
moai26 0:9c3cc716cbb3 28 uint32_t fall_detect_time=0;//頂点検知の時間
moai26 0:9c3cc716cbb3 29
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 30 SDFileSystem sd(p5, p6, p7, p8, "sd");//SDカードのオブジェクト作成
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 31 BMP085 BMP(p9,p10);
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 32 L3GD20 L3GD(p9,p10);
moai26 0:9c3cc716cbb3 33
moai26 0:9c3cc716cbb3 34 class Rocket_Data_Get_And_Save//ロケットの測定データを管理するクラス
moai26 0:9c3cc716cbb3 35 {
mizuki_akaike 6:f4d022422ba6 36 private:
mizuki_akaike 6:f4d022422ba6 37 uint32_t time_ms_now;
mizuki_akaike 6:f4d022422ba6 38
moai26 0:9c3cc716cbb3 39 public:
moai26 0:9c3cc716cbb3 40 double acc[3];//x,y,z
moai26 0:9c3cc716cbb3 41 double gyro[3];
moai26 0:9c3cc716cbb3 42 double mag[3];
moai26 0:9c3cc716cbb3 43 double latitude,longitude;
moai26 0:9c3cc716cbb3 44 double pres,temp;
moai26 0:9c3cc716cbb3 45 uint32_t eeprom_add;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 46 double val;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 47 unsigned int seed;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 48 char filename[100];
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 49 int result_num;
moai26 0:9c3cc716cbb3 50
moai26 0:9c3cc716cbb3 51 Rocket_Data_Get_And_Save() {//初期化子
moai26 0:9c3cc716cbb3 52 for(uint32_t j=0; j<3; j++) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 53 acc[j]=gyro[j]=mag[j]=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 54 pres=temp=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 55 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 56 eeprom_add=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 57 time_ms_now=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 58 latitude=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 59 longitude=0;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 60
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 61 /*analogpinの入力電圧を用いてrandomなfile作成*/
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 62 val = analog_rand.read();//p20の電圧読み取り
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 63 seed = val * 10000;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 64 do { seed %= 1000; } while (seed > 1000);//0~999のunsigned_int型に変換
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 65 srand(seed);
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 66 result_num = rand();
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 67 sprintf(filename, "result_%d.dat", result_num);
mizuki_akaike 5:80e841579008 68 mkdir("/sd/mydir", 0777);
moai26 0:9c3cc716cbb3 69 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 70
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 71
moai26 0:9c3cc716cbb3 72 void save_data() { //sdカードへのデータの保存
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 73
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 74 /*
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 75 データのセーブについて
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 76 データを上書きされないように乱数を使って
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 77 データ名を毎回変更する
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 78 クラスの初期化子でファイル名を決めてしまうといいかも
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 79 乱数のseedは起動するたびに変更する必要があるので
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 80 何もつながっていないanalogpinの入力電圧とか使うといいかも
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 81 乱数の幅は0~999までとかに制限すること
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 82 データはresult_(乱数).datに保存すること
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 83 データの書式は
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 84 "time,temperature,pressure,acc_x,acc_y,acc_z,gyro_x,gyro_y,gyro_z,..."
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 85 という書式にすること
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 86 下手に単位とかデータの名前をいれるとデータ分析で時間がかかるので、数値を","で区切るだけにすること
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 87 */
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 88
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 89 /*SDカードに書き込み*/
mizuki_akaike 5:80e841579008 90
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 91 FILE *fp = fopen("/sd/mydir/filename", "w");
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 92 if (fp == NULL)error("Could not open SD Card for write\n");
mizuki_akaike 5:80e841579008 93 fprintf(fp, "%f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f %f\n", time, temp, pres, acc[0], acc[1], acc[2], gyro[0], gyro[1], gyro[2], latitude, longitude);
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 94 fclose(fp);
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 95
moai26 0:9c3cc716cbb3 96 }
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 97
moai26 0:9c3cc716cbb3 98 void get_data() {
moai26 0:9c3cc716cbb3 99 time_ms_now=t.read_ms();//取得時の時間を保存
mizuki_akaike 7:bc4710d2c7d8 100 BMP.update();
mizuki_akaike 7:bc4710d2c7d8 101 pres=BMP.get_pressure();
mizuki_akaike 7:bc4710d2c7d8 102 temp=BMP.get_temperature();
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 103 L3GD.read(&gyro[0],&gyro[1],&gyro[2]);
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 104
mizuki_akaike 8:4d2e785cb951 105
moai26 0:9c3cc716cbb3 106 save_data();//データの保存
moai26 0:9c3cc716cbb3 107 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 108
moai26 0:9c3cc716cbb3 109 void write_data2eeprom() {//eepromへの書き込み
moai26 0:9c3cc716cbb3 110 //1文字書き込むごとにwait_ms(1)が必要
moai26 0:9c3cc716cbb3 111
moai26 0:9c3cc716cbb3 112
moai26 0:9c3cc716cbb3 113 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 114
moai26 0:9c3cc716cbb3 115 void get_GPS() {//GPSデータの取得
moai26 0:9c3cc716cbb3 116
moai26 0:9c3cc716cbb3 117
moai26 0:9c3cc716cbb3 118 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 119
moai26 0:9c3cc716cbb3 120 void send_GPS() {//GPSデータの送信
moai26 0:9c3cc716cbb3 121
moai26 0:9c3cc716cbb3 122
moai26 0:9c3cc716cbb3 123 }
mizuki_akaike 6:f4d022422ba6 124
moai26 0:9c3cc716cbb3 125 };
moai26 0:9c3cc716cbb3 126
moai26 0:9c3cc716cbb3 127 Rocket_Data_Get_And_Save rocket_data;
moai26 0:9c3cc716cbb3 128
moai26 0:9c3cc716cbb3 129 uint32_t pressure_status_check()
moai26 0:9c3cc716cbb3 130 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 131 //気圧が上昇なら2,減少なら1,変化していないなら0を返す
moai26 0:9c3cc716cbb3 132 //つまり、機体が上昇なら1、下降なら2を返す
moai26 0:9c3cc716cbb3 133 uint32_t pressure_status[size_dif]= {0};
moai26 0:9c3cc716cbb3 134 //pres_dif[]は気圧の変動を保存
moai26 0:9c3cc716cbb3 135 for(uint32_t num=0; num<size_dif; num++) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 136 if(pres_dif[num]>3*pre_sd) {//pre_sdは気圧センサの測定誤差
moai26 0:9c3cc716cbb3 137 pressure_status[num]=2;
moai26 0:9c3cc716cbb3 138 } else if(pres_dif[num]<-3*pre_sd) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 139 pressure_status[num]=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 140 } else {
moai26 0:9c3cc716cbb3 141 pressure_status[num]=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 142 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 143 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 144 uint32_t msg=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 145 for(uint32_t num=2; num<size_dif; num++) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 146 if(pressure_status[num]==1&&pressure_status[num-1]==1&&pressure_status[num-2]==1) {//3回連続気圧減少なら、機体が上昇中
moai26 0:9c3cc716cbb3 147 msg=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 148 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 149 } else if(pressure_status[num]==2&&pressure_status[num-1]==2&&pressure_status[num-2]==2) {//3回連続気圧上昇なら、機体が下降中
moai26 0:9c3cc716cbb3 150 msg=2;
moai26 0:9c3cc716cbb3 151 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 152 } else { //それ以外は安定状態判定
moai26 0:9c3cc716cbb3 153 continue;
moai26 0:9c3cc716cbb3 154 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 155
moai26 0:9c3cc716cbb3 156 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 157
moai26 0:9c3cc716cbb3 158 return msg;
moai26 0:9c3cc716cbb3 159
moai26 0:9c3cc716cbb3 160 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 161
moai26 0:9c3cc716cbb3 162 void SD_check() //SDカードの確認
moai26 0:9c3cc716cbb3 163 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 164 /*
moai26 0:9c3cc716cbb3 165 起動時に４つのLEDを一旦全部点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 166 SDカードの接続とかセンサーがつながっていることが確認されたら、LEDをすべて消灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 167 確認終了後break
moai26 0:9c3cc716cbb3 168 */
moai26 0:9c3cc716cbb3 169
moai26 0:9c3cc716cbb3 170
moai26 0:9c3cc716cbb3 171 myled1=myled2=myled3=myled4=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 172 wait_ms(1000);
moai26 0:9c3cc716cbb3 173 myled1=myled2=myled3=myled4=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 174 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 175
moai26 0:9c3cc716cbb3 176 uint32_t Launch_detect() //発射検知
moai26 0:9c3cc716cbb3 177 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 178 /*
moai26 0:9c3cc716cbb3 179 加速度センサーで検知するタイプと気圧センサで検知するタイプの二つを用意
moai26 0:9c3cc716cbb3 180
moai26 0:9c3cc716cbb3 181 加速度検知した場合は検知後、数秒間は頂点検知にロックをかける。
moai26 0:9c3cc716cbb3 182 検知したらbreak
moai26 0:9c3cc716cbb3 183 検知したらLED1を点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 184 加速度センサで検知したら1,気圧センサで検知したら0を返す
moai26 0:9c3cc716cbb3 185 */
moai26 0:9c3cc716cbb3 186
moai26 0:9c3cc716cbb3 187 //センサの初期データを取得
moai26 0:9c3cc716cbb3 188 double pre_pres=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 189 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 190 for(uint32_t j=0; j<size_dif; j++) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 191 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 192 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 193 pres_dif[j]=rocket_data.pres-pre_pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 194 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 195
moai26 0:9c3cc716cbb3 196
moai26 0:9c3cc716cbb3 197 uint32_t msg;
moai26 0:9c3cc716cbb3 198 uint32_t cycle=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 199 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 200 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 201 while(true) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 202 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 203 pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;//差分を計算
moai26 0:9c3cc716cbb3 204 //加速度で検知
moai26 0:9c3cc716cbb3 205 if(fabs(rocket_data.acc[acc_axis])>launch_acc_threshold) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 206 launch_detect_time=t.read_ms();
moai26 0:9c3cc716cbb3 207 msg=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 208 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 209 //気圧で検知
mizuki_akaike 5:80e841579008 210 } else if(rocket_data.pres<=launch_pressure_threshold) {//基準気圧を下回ったら発射を検知
moai26 0:9c3cc716cbb3 211 launch_detect_time=t.read_ms();
moai26 0:9c3cc716cbb3 212 msg=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 213 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 214 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 215 cycle++;
moai26 0:9c3cc716cbb3 216 pre_pres=rocket_data.pres;//更新
moai26 0:9c3cc716cbb3 217 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 218 myled1=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 219 return msg;
moai26 0:9c3cc716cbb3 220 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 221
moai26 0:9c3cc716cbb3 222 void fall_detect(uint32_t launch_detect_msg) //頂点検知
moai26 0:9c3cc716cbb3 223 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 224 /*
moai26 0:9c3cc716cbb3 225 加速度センサで発射検知された場合には、頂点検知ができなかったときのために時間の制限をかける。
moai26 0:9c3cc716cbb3 226 加速度検知のときは頂点検知に2,3秒ロックをかける
moai26 0:9c3cc716cbb3 227 気圧センサで発射検知された場合には、時間の制限はかけない。
moai26 0:9c3cc716cbb3 228 検知したらbreak
moai26 0:9c3cc716cbb3 229 検知したらLED2を点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 230 */
moai26 0:9c3cc716cbb3 231 double pre_pres=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 232 uint32_t cycle=0;
moai26 0:9c3cc716cbb3 233 //加速度検知で発射検知したとき
moai26 0:9c3cc716cbb3 234 if(launch_detect_msg==1) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 235 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 236 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 237 while(true) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 238 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 239 pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 240 //頂点検知にロックをかける
moai26 0:9c3cc716cbb3 241 if((t.read_ms()-launch_detect_time)>fall_detect_lock) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 242 //気圧変動の判定を取得
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 243 if(pressure_status_check()==2) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 244 fall_detect_time=t.read_ms();
moai26 0:9c3cc716cbb3 245 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 246 //やばいときのための時間制限
moai26 0:9c3cc716cbb3 247 } else if((t.read_ms()-launch_detect_time)>time_limit_launch_and_fall_ms) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 248 fall_detect_time=t.read_ms();
moai26 0:9c3cc716cbb3 249 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 250 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 251 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 252 cycle++;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 253 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 254 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 255 //気圧で発射検知したとき
moai26 0:9c3cc716cbb3 256 } else {
moai26 0:9c3cc716cbb3 257 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 258 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 259 while(true) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 260 rocket_data.get_data();
moai26 0:9c3cc716cbb3 261 pres_dif[cycle%size_dif]=rocket_data.pres-pre_pres;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 262 if(pressure_status_check()==2) {
moai26 0:9c3cc716cbb3 263 fall_detect_time=t.read_ms();
moai26 0:9c3cc716cbb3 264 break;
moai26 0:9c3cc716cbb3 265 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 266 cycle++;
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 267 pre_pres=rocket_data.pres;
moai26 0:9c3cc716cbb3 268 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 269 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 270
moai26 0:9c3cc716cbb3 271 myled2=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 272 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 273
moai26 0:9c3cc716cbb3 274
moai26 0:9c3cc716cbb3 275
moai26 0:9c3cc716cbb3 276 void para_open() //パラシュート展開
moai26 0:9c3cc716cbb3 277 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 278 /*
moai26 0:9c3cc716cbb3 279 fall_detectを抜けたら、パラシュート展開
moai26 0:9c3cc716cbb3 280 展開高度の制限が必要になったら、waitを挟む
moai26 0:9c3cc716cbb3 281 展開命令後LED3点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 282 */
moai26 0:9c3cc716cbb3 283 wait_ms(1000);
moai26 0:9c3cc716cbb3 284 myled3=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 285 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 286
moai26 0:9c3cc716cbb3 287 void bottle_close() //水密構造稼働
moai26 0:9c3cc716cbb3 288 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 289 /*
moai26 0:9c3cc716cbb3 290 パラシュート展開完了後、水密構造を起動
moai26 0:9c3cc716cbb3 291 水密構造稼働ごLED4点灯
moai26 0:9c3cc716cbb3 292 */
moai26 0:9c3cc716cbb3 293 wait_ms(1000);
moai26 0:9c3cc716cbb3 294 myled4=1;
moai26 0:9c3cc716cbb3 295 }
moai26 0:9c3cc716cbb3 296
moai26 0:9c3cc716cbb3 297 int main()
moai26 0:9c3cc716cbb3 298 {
moai26 0:9c3cc716cbb3 299 t.start();
moai26 0:9c3cc716cbb3 300 SD_check();
moai26 0:9c3cc716cbb3 301 uint32_t msg=Launch_detect();
moai26 0:9c3cc716cbb3 302 fall_detect(msg);
moai26 0:9c3cc716cbb3 303 para_open();
moai26 0:9c3cc716cbb3 304 bottle_close();
moai26 0:9c3cc716cbb3 305
moai26 0:9c3cc716cbb3 306
kohei_yamamoto 2:3f81e5511138 307 }