Jorine Oosting / Mbed 2 deprecated Project_script_union

RKI aangepast 10:02

Dependencies:   HIDScope MODSERIAL QEI biquadFilter mbed

Fork of Project_script_union by Marijke Zondag

main.cpp@34:9a8f901d3133, 2018-11-02 (annotated)

Committer:
JorineOosting
Date:
Fri Nov 02 09:01:58 2018 +0000
Revision:
34:9a8f901d3133
Parent:
33:c9bfcf81f14e 
RKI aangepast

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
vsluiter 0:c8f15874531b 1 #include "mbed.h"
vsluiter 0:c8f15874531b 2 #include "MODSERIAL.h"
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 3 #include "BiQuad.h"
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 4 #include "HIDScope.h"
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 5 #include <math.h>
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 6 #include "QEI.h"
JorineOosting 34:9a8f901d3133 7 //RKI aangepast
vsluiter 0:c8f15874531b 8
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 9 //ATTENTION: set mBed to version 151
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 10 // set QEI to version 0, (gebruiken wij (nog) niet, is voor encoder)
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 11 // set MODSERIAL to version 44
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 12 // set HIDScope to version 7
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 13 // set biquadFilter to version 7
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 14
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 15 AnalogIn emg0_in (A0); //First raw EMG signal input
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 16 AnalogIn emg1_in (A1); //Second raw EMG signal input
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 17 AnalogIn emg2_in (A2); //Third raw EMG signal input
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 18
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 19 InterruptIn button1 (D10);
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 20 InterruptIn button2 (D11);
MarijkeZondag 6:f4bbb73f3989 21
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 22 DigitalOut directionpin1 (D4);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 23 DigitalOut directionpin2 (D7);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 24
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 25 PwmOut pwmpin1 (D5);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 26 PwmOut pwmpin2 (D6);
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 27
MarijkeZondag 17:741798018c0d 28 DigitalOut ledr (LED_RED);
MarijkeZondag 17:741798018c0d 29 DigitalOut ledb (LED_BLUE);
MarijkeZondag 17:741798018c0d 30 DigitalOut ledg (LED_GREEN);
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 31
MarijkeZondag 9:c722418997b5 32
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 33 MODSERIAL pc(USBTX, USBRX); //Serial communication to see if the code works step by step, turn on if hidscope is off
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 34 QEI encoder2 (D9, D8, NC, 8400,QEI::X4_ENCODING);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 35 QEI encoder1 (D12, D13, NC, 8400,QEI::X4_ENCODING);
MarijkeZondag 6:f4bbb73f3989 36
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 37 //HIDScope scope( 6 ); //HIDScope set to 3x2 channels for 3 muscles, raw data + filtered
vsluiter 0:c8f15874531b 38
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 39 //Tickers
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 40 Ticker func_tick;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 41 Ticker movag_tick;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 42 Ticker emg_tick;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 43 Ticker print_tick;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 44
MarijkeZondag 9:c722418997b5 45
MarijkeZondag 9:c722418997b5 46 //Global variables
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 47 const float T = 0.002f; //Ticker period EMG, engine control
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 48 const float T2 = 0.2f; //Ticker print function
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 49
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 50 //EMG filter
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 51 double emg0_filt, emg1_filt, emg2_filt; //Variables for filtered EMG data channel 0, 1 and 2
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 52 double emg0_raw, emg1_raw, emg2_raw;
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 53 double emg0_filt_x, emg1_filt_x, emg2_filt_x;
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 54 const int windowsize = 150; //Size of the array over which the moving average (MovAg) is calculated. (random number)
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 55 double sum, sum1, sum2, sum3; //variables used to sum elements in array
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 56 double StoreArray0[windowsize], StoreArray1[windowsize], StoreArray2[windowsize]; //Empty arrays to calculate MoveAg
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 57 double movAg0, movAg1, movAg2; //outcome of MovAg (moet dit een array zijn??)
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 58
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 59 //Calibration variables
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 60 int x = -1; //Start switch, colour LED is blue.
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 61 int emg_cal = 0; //if emg_cal is set to 1, motors can begin to work in this code (!!)
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 62 const int sizeCal = 1500; //size of the dataset used for calibration, eerst 2000
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 63 double StoreCal0[sizeCal], StoreCal1[sizeCal], StoreCal2[sizeCal]; //arrays to put the dataset of the calibration in
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 64 double Mean0,Mean1,Mean2; //average of maximum tightening
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 65 double Threshold0, Threshold1, Threshold2;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 66
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 67 //Biquad //Variables for the biquad band filters (alle 3 dezelfde maar je kan niet 3x 'emg0band' aanroepen ofzo)
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 68 BiQuadChain emg0filter;
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 69 BiQuad emg0band1( 7.29441e-01, -1.89276e-08, -7.29450e-01, -1.64507e-01, -7.26543e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 70 BiQuad emg0band2( 1.00000e+00, 1.99999e+00, 9.99994e-01, 1.72349e+00, 7.79616e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 71 BiQuad emg0band3( 1.00000e+00, -1.99999e+00, 9.99994e-01, -1.93552e+00, 9.39358e-01 );
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 72 BiQuad notch1( 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.82207e-01 ); //Notch filter biquad coefficients
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 73
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 74 BiQuadChain emg1filter;
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 75 BiQuad emg1band1( 7.29441e-01, -1.89276e-08, -7.29450e-01, -1.64507e-01, -7.26543e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 76 BiQuad emg1band2( 1.00000e+00, 1.99999e+00, 9.99994e-01, 1.72349e+00, 7.79616e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 77 BiQuad emg1band3( 1.00000e+00, -1.99999e+00, 9.99994e-01, -1.93552e+00, 9.39358e-01 );
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 78 BiQuad notch2( 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.82207e-01 ); //Notch filter
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 79
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 80 BiQuadChain emg2filter;
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 81 BiQuad emg2band1( 7.29441e-01, -1.89276e-08, -7.29450e-01, -1.64507e-01, -7.26543e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 82 BiQuad emg2band2( 1.00000e+00, 1.99999e+00, 9.99994e-01, 1.72349e+00, 7.79616e-01 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 83 BiQuad emg2band3( 1.00000e+00, -1.99999e+00, 9.99994e-01, -1.93552e+00, 9.39358e-01 );
MarijkeZondag 14:fa09dae67390 84 BiQuad notch3( 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.91104e-01, -1.60364e+00, 9.82207e-01 ); //Notch filter
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 85
Marle 25:bbef09ff226b 86
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 87 //Variables PID controller
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 88 double PI = 3.14159;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 89 double Kp1 = 20.0; //Motor 1
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 90 double Ki1 = 1.02;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 91 double Kd1 = 1.0;
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 92 double encoder_radians1=0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 93 double err_integral1 = 0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 94 double err_prev1, err_prev2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 95 double err1, err2;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 96 BiQuad LowPassFilterDer1( 1.12160e-01, 1.12160e-01, 0.00000e+00, -7.75680e-01, 0.00000e+00 ); //sample frequency 500 Hz, cutoff 20Hz low pass
Marle 25:bbef09ff226b 97
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 98 double Kp2 = 20.0; //Motor 2
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 99 double Ki2 = 1.02;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 100 double Kd2 = 1.0;
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 101 double encoder_radians2=0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 102 double err_integral2 = 0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 103 double u1, u2;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 104 BiQuad LowPassFilterDer2( 1.12160e-01, 1.12160e-01, 0.00000e+00, -7.75680e-01, 0.00000e+00 );
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 105
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 106 // Inverse Kinematica variables
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 107 //const double L1 = 0.208; // Hoogte van tafel tot joint 1
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 108 //const double L2 = 0.288; // Hoogte van tafel tot joint 2
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 109 const double L3 = 0.212; // Lengte van de arm
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 110 //const double L4 = 0.089; // Afstand van achterkant base tot joint 1
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 111 //const double L5 = 0.030; // Afstand van joint 1 naar joint 2
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 112 const double r_trans = 0.035; // Kan gebruikt worden om om te rekenen van translation naar shaft rotation
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 113
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 114 // Variërende variabelen inverse kinematics:
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 115 double q1ref = 0.0; // Huidige motorhoek van joint 1 zoals bepaald uit referentiesignaal --> checken of het goede type is
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 116 double q2ref = 0.0; // Huidige motorhoek van joint 2 zoals bepaald uit referentiesignaal --> checken of het goede type is
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 117 double v_x; // Desired velocity end effector in x direction --> Determined by EMG signals
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 118 double v_y; // Desired velocity end effector in y direction --> Determined by EMG signals
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 119
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 120 //double Lq1; // Translatieafstand als gevolg van motor rotation joint 1
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 121 //double Cq2; // Joint angle of the system (corrected for gear ratio 1:5)
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 122
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 123 double q1_dot=0.0; // Benodigde hoeksnelheid van motor 1 om v_des te bereiken
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 124 double q2_dot=0.0; // Benodigde hoeksnelheid van motor 2 om v_des te bereiken
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 125
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 126 double q1_ii=0.0; // Reference signal for motorangle q1ref
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 127 double q2_ii=0.0; // Reference signal for motorangle q2ref
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 128
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 129 double q1_motor;
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 130 double q2_motor;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 131
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 132 //--------------Functions----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 133
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 134
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 135 //------------------ Filter EMG + Calibration EMG --------------------------------//
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 136
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 137 void switch_to_calibrate()
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 138 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 139 x++; //Every time function gets called, x increases. Every button press --> new calibration state.
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 140 //Starts with x = -1. So when function gets called 1 time, x = 0. In the end, x = 4 will reset to -1.
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 141
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 142 if(x==0) //If x = 0, led is red
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 143 {
MarijkeZondag 17:741798018c0d 144 ledr = 0;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 145 ledb = 1;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 146 ledg = 1;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 147 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 148 else if (x==1) //If x = 1, led is blue
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 149 {
MarijkeZondag 17:741798018c0d 150 ledr = 1;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 151 ledb = 0;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 152 ledg = 1;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 153 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 154 else if (x==2) //If x = 2, led is green
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 155 {
MarijkeZondag 17:741798018c0d 156 ledr = 1;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 157 ledb = 1;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 158 ledg = 0;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 159 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 160 else //If x = 3 or 4, led is white
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 161 {
MarijkeZondag 17:741798018c0d 162 ledr = 0;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 163 ledb = 0;
MarijkeZondag 17:741798018c0d 164 ledg = 0;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 165 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 166
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 167 if(x==4) //Reset back to x = -1
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 168 {
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 169 x = -1;
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 170 emg_cal=0; //reset, motors off
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 171 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 172 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 173
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 174
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 175 void calibrate(void)
MarijkeZondag 12:eaed305a76c3 176 {
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 177 switch(x)
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 178 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 179 case 0: //If calibration state 0:
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 180 {
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 181 sum = 0.0;
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 182 for(int j = 0; j<=sizeCal-1; j++) //Array filled with datapoints from the EMGfilter signal of muscle 0
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 183 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 184 StoreCal0[j] = emg0_filt;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 185 sum+=StoreCal0[j];
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 186 wait(0.001f); //Does there need to be a wait?
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 187 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 188 Mean0 = sum/sizeCal; //Calculate mean of the datapoints in the calibration set (2000 samples)
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 189 Threshold0 = Mean0*0.8; //Threshold calculation calve = 0.8*mean
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 190 break; //Stop. Threshold is calculated, we will use this further in the code
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 191 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 192 case 1: //If calibration state 1:
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 193 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 194 sum = 0.0;
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 195 for(int j = 0; j<=sizeCal-1; j++) //Array filled with datapoints from the EMGfilter signal of muscle 1
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 196 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 197 StoreCal1[j] = emg1_filt;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 198 sum+=StoreCal1[j];
MarijkeZondag 21:1da43fdbd254 199 wait(0.001f);
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 200 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 201 Mean1 = sum/sizeCal;
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 202 Threshold1 = Mean1/2;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 203 break;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 204 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 205 case 2: //If calibration state 2:
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 206 {
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 207 sum = 0.0;
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 208 for(int j = 0; j<=sizeCal-1; j++) //Array filled with datapoints from the EMGfilter signal of muscle 2
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 209 {
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 210 StoreCal2[j] = emg2_filt;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 211 sum+=StoreCal2[j];
MarijkeZondag 21:1da43fdbd254 212 wait(0.001f);
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 213 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 214 Mean2 = sum/sizeCal;
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 215 Threshold2 = Mean2/2;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 216 break;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 217 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 218 case 3: //EMG is calibrated, robot can be set to Home position.
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 219 {
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 220 emg_cal = 1; //This is the setting for which the motors can begin turning in this code (!!)
MarijkeZondag 27:fa493551be99 221
MarijkeZondag 21:1da43fdbd254 222 wait(0.001f);
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 223 break;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 224 }
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 225 default: //Ensures nothing happens if x is not 0,1 or 2.
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 226 {
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 227 break;
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 228 }
MarijkeZondag 13:a3d4b4daf5b4 229 }
MarijkeZondag 12:eaed305a76c3 230 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 231
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 232 void EMGFilter0()
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 233 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 234 emg0_raw = emg0_in.read(); //give name to raw EMG0 data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 235 emg0_filt_x = emg0filter.step(emg0_raw); //Use biquad chain to filter raw EMG data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 236 emg0_filt = abs(emg0_filt_x); //rectifier. LET OP: volgorde filter: band-notch-rectifier. Eerst band-rect-notch, stel er komt iets raars uit, dan Notch uit de biquad chain halen en aparte chain voor aanmaken.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 237 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 238
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 239 void EMGFilter1()
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 240 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 241 emg1_raw = emg1_in.read(); //give name to raw EMG1 data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 242 emg1_filt_x = emg1filter.step(emg1_raw); //Use biquad chain to filter raw EMG data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 243 emg1_filt = abs(emg1_filt_x); //rectifier. LET OP: volgorde filter: band-notch-rectifier. Eerst band-rect-notch.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 244 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 245
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 246 void EMGFilter2()
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 247 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 248 emg2_raw = emg2_in.read(); //Give name to raw EMG1 data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 249 emg2_filt_x = emg2filter.step(emg2_raw); //Use biquad chain to filter raw EMG data
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 250 emg2_filt = abs(emg2_filt_x); //Rectifier. LET OP: volgorde filter: band-notch-rectifier.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 251 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 252
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 253 void MovAg() //Calculate moving average (MovAg), klopt nog niet!!
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 254 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 255 for (int i = windowsize-1; i>=0; i--) //Make arrays for the last datapoints of the filtered signals
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 256 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 257 StoreArray0[i] = StoreArray0[i-1]; //Shifts the i'th element one place to the right, this makes it "rolling or moving" average.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 258 StoreArray1[i] = StoreArray1[i-1];
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 259 StoreArray2[i] = StoreArray2[i-1];
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 260 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 261
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 262 StoreArray0[0] = emg0_filt; //Stores the latest datapoint of the filtered signal in the first element of the array
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 263 StoreArray1[0] = emg1_filt;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 264 StoreArray2[0] = emg2_filt;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 265
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 266 sum1 = 0.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 267 sum2 = 0.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 268 sum3 = 0.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 269
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 270 for(int a = 0; a<= windowsize-1; a++) //Sums the elements in the arrays
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 271 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 272 sum1 += StoreArray0[a];
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 273 sum2 += StoreArray1[a];
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 274 sum3 += StoreArray2[a];
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 275 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 276
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 277 movAg0 = sum1/windowsize; //calculates an average in the array
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 278 movAg1 = sum2/windowsize;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 279 movAg2 = sum3/windowsize;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 280 //serial getallen sturen, als het 1 getal is gaat hier wat fout, als het een reeks is dan gaat er bij de input naar HIDscope wat fout.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 281 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 282
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 283 void emg_filtered() //Call all filter functions
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 284 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 285 EMGFilter0();
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 286 EMGFilter1();
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 287 EMGFilter2();
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 288 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 289
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 290 /*
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 291 void HIDScope_sample()
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 292 {
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 293 scope.set(0,emg0_raw);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 294 scope.set(1,emg0_filt);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 295 scope.set(1,movAg0); //als moving average werkt
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 296 scope.set(2,emg1_raw);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 297 scope.set(3,emg1_filt);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 298 scope.set(3,movAg1); //als moving average werkt
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 299 scope.set(4,emg2_raw);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 300 scope.set(5,emg2_filt);
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 301 scope.set(5,movAg2); //als moving average werkt
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 302
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 303 scope.send(); //Send data to HIDScope server
MarijkeZondag 22:5d956c93b3ae 304 }
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 305 */
MarijkeZondag 8:895d941a5910 306
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 307
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 308 //---------PID controller 1 + 2 + motor control 1 & 2-----------------------------------------------------------//
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 309 void PID_control1()
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 310 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 311 //pc.printf("ik doe het, PDI \n\r");
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 312
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 313 // Proportional part:
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 314 double u_k1 = Kp1 * err1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 315
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 316 //Integral part
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 317 err_integral1 = err_integral1 + err1 * T;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 318 double u_i1 = Ki1 * err_integral1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 319
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 320 // Derivative part
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 321 double err_derivative1 = (err1 - err_prev1)/T;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 322 double filtered_err_derivative1 = LowPassFilterDer1.step(err_derivative1);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 323 double u_d1 = Kd1 * filtered_err_derivative1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 324 err_prev1 = err1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 325
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 326
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 327 // Sum all parts and return it
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 328 u1 = u_k1 + u_i1 + u_d1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 329 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 330
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 331 void PID_control2()
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 332 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 333 //pc.printf("ik doe het, PDI \n\r");
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 334
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 335 // Proportional part:
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 336 double u_k2 = Kp2 * err2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 337
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 338 //Integral part
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 339 err_integral2 = err_integral2 + err2 * T;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 340 double u_i2 = Ki2 * err_integral2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 341
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 342 // Derivative part
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 343 double err_derivative2 = (err2 - err_prev2)/T;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 344 double filtered_err_derivative2 = LowPassFilterDer2.step(err_derivative2);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 345 double u_d2 = Kd2 * filtered_err_derivative2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 346 err_prev2 = err2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 347
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 348
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 349 // Sum all parts and return it
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 350 u2 = u_k2 + u_i2 + u_d2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 351 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 352
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 353 void engine_control1() //Engine 1 is translational engine, connected with left side pins
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 354 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 355 //pc.printf("ik doe het, engine control 1\n\r");
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 356 encoder_radians1 = (double)encoder1.getPulses()*(2.0*PI)/8400.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 357 //pc.printf("encoder1 %f \n\r", (float)encoder1.getPulses());
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 358 //pc.printf("encoder_radians1 %f \n\r",(float) encoder_radians1);
JorineOosting 33:c9bfcf81f14e 359 err1 = q1_motor - encoder_radians1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 360 //pc.printf("err1 = %f\n\r",err1);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 361 PID_control1(); //PID controller function call
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 362
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 363 //pc.printf("u1 = %f\n\r",u1);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 364
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 365 //if(encoder1.getPulses()<12000 && encoder1.getPulses()>-1) //limits translation in counts, eerst 12600
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 366 //{
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 367 pwmpin1 = fabs(u1); //u_total moet nog geschaald worden om in de motor gevoerd te worden!!!
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 368 directionpin1.write(u1<0);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 369 //}
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 370 //else
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 371 // {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 372 // pwmpin1 = 0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 373 // }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 374 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 375
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 376 void engine_control2() //Engine 2 is rotational engine, connected with right side wires
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 377 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 378 encoder_radians2 = (float)encoder2.getPulses()*(2.0*PI)/8400.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 379 //pc.printf("encoder2 %f \n\r",(float)encoder2.getPulses());
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 380 //pc.printf("encoder_radians2 %f \n\r",(float)encoder_radians2);
JorineOosting 33:c9bfcf81f14e 381 err2 = q2_motor - encoder_radians2;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 382 //pc.printf("err2 = %f\n\r",err2);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 383 PID_control2(); //PID controller function call
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 384 //pc.printf("u2 = %f\n\r",u2);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 385
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 386 //if(encoder2.getPulses()<-5250 && encoder2.getPulses()>5250) //limits rotation, in counts
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 387 // {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 388 pwmpin2 = fabs(u2); //u_total moet nog geschaald worden om in de motor gevoerd te worden!!!
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 389 directionpin2.write(u2>0);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 390 // }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 391 //else
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 392 // {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 393 // pwmpin2 = 0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 394 // }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 395 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 396
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 397 //------------------ Inversed Kinematics --------------------------------//
MarijkeZondag 8:895d941a5910 398
Marle 25:bbef09ff226b 399 void inverse_kinematics()
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 400 {
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 401 //pc.printf("v_x is %f en v_y is %f\n\r",v_x, v_y);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 402
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 403 //Lq1 = q1ref*r_trans;
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 404 //Cq2 = q2ref/5.0;
Marle 25:bbef09ff226b 405
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 406 q1_dot = (v_x*cos(q2ref) + v_y*sin(q2ref))/cos(q2ref); //RKI systeem
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 407 q2_dot = v_y/(L3*cos(q2ref)); // Misschien gain toevoegen om te kijken of het dan werkt. Translatie gaat veel trager en moeizamer dan rotatie
Marle 25:bbef09ff226b 408
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 409 q1_ii = q1ref + q1_dot*T; //Omgezet naar motorhoeken
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 410 q2_ii = q2ref + q2_dot*T;
Marle 25:bbef09ff226b 411
Marle 25:bbef09ff226b 412 q1ref = q1_ii;
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 413 q2ref = q2_ii;
MarijkeZondag 32:56a8bd82e971 414
JorineOosting 33:c9bfcf81f14e 415 q1_motor = q1ref/r_trans;
JorineOosting 33:c9bfcf81f14e 416 q2_motor = q2ref*5.0;
MarijkeZondag 27:fa493551be99 417
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 418
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 419 //pc.printf("q1ref is %f en q2ref is %f\n\r",q1ref, q2ref);
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 420
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 421
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 422 //start_control = 1;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 423 engine_control1();
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 424 engine_control2();
Marle 25:bbef09ff226b 425 }
Marle 25:bbef09ff226b 426
Marle 25:bbef09ff226b 427 void v_des_calculate_qref()
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 428 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 429 while(emg_cal==1) //After calibration is finished, emg_cal will be 1. Otherwise 0.
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 430 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 431 if(movAg1>Threshold1 && movAg0<Threshold0) //If the filtered EMG signal of muscle 1 is higher than the threshold and the switch is off (movAg0)
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 432 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 433 v_x = 0.5; //movement in +x direction
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 434 v_y = 0.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 435
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 436 ledr = 0; //red
Marle 25:bbef09ff226b 437 ledb = 1;
Marle 25:bbef09ff226b 438 ledg = 1;
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 439 }
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 440 else if(movAg2>Threshold2 && movAg0<Threshold0) //If the filtered EMG signal of muscle 2 is higher than the threshold and the switch is off (movAg0)
MarijkeZondag 16:5f7196ddc77b 441 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 442 v_y = 0.5; //Movement in +y direction
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 443 v_x = 0.0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 444
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 445 ledr = 1; //Green
Marle 25:bbef09ff226b 446 ledb = 1;
Marle 25:bbef09ff226b 447 ledg = 0;
MarijkeZondag 24:6d63ad38fef7 448 }
Marle 25:bbef09ff226b 449
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 450 else if(movAg0>Threshold0 && movAg1>Threshold1) //If the filtered EMG signal of muscle 1 is higher than the threshold and the switch is on (movAg0)
MarijkeZondag 24:6d63ad38fef7 451 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 452 v_y = 0.0; //Movement in -x direction
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 453 v_x = -0.5;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 454
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 455 ledr = 0; //Purple
Marle 25:bbef09ff226b 456 ledb = 0;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 457 ledg = 1;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 458 }
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 459
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 460 else if(movAg0>Threshold0 && movAg2>Threshold2) //If the filtered EMG signal of muscle 2 is higher than the threshold and the switch is on (movAg0)
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 461 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 462 v_y = -0.5; //Movement in -y direction
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 463 v_x = 0.0;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 464
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 465 ledr = 1; //Blue
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 466 ledb = 0;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 467 ledg = 1;
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 468 }
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 469 else //If not higher than any threshold, motors will not turn at all
Marle 25:bbef09ff226b 470 {
Marle 25:bbef09ff226b 471 v_x = 0;
Marle 25:bbef09ff226b 472 v_y = 0;
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 473
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 474 ledr = 0; //White
MarijkeZondag 24:6d63ad38fef7 475 ledb = 0;
MarijkeZondag 24:6d63ad38fef7 476 ledg = 0;
MarijkeZondag 24:6d63ad38fef7 477 }
MarijkeZondag 27:fa493551be99 478
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 479 inverse_kinematics(); //Call inverse kinematics function
MarijkeZondag 27:fa493551be99 480
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 481 break;
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 482 }
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 483 }
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 484
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 485 void printFunction()
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 486 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 487 pc.printf("Movag0 = %f , Movag1 = %f, Movag2 = %f \n\r",movAg0, movAg1, movAg2);
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 488 pc.printf("Thresh0 = %f , Thresh1 = %f, Thresh2 = %f \n\r",Threshold0, Threshold1, Threshold2);
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 489 }
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 490
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 491
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 492
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 493 //------------------ Start main function --------------------------//
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 494
MarijkeZondag 26:ac5656aa35c7 495
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 496 int main()
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 497 {
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 498 pc.baud(115200);
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 499 pc.printf("Hello World!\r\n"); //Serial communication only works if hidscope is turned off.
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 500 pwmpin1.period_us(60); //60 microseconds PWM period, 16.7 kHz
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 501
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 502 emg0filter.add( &emg0band1 ).add( &emg0band2 ).add( &emg0band3 ).add( &notch1 ); //attach biquad elements to chain
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 503 emg1filter.add( &emg1band1 ).add( &emg1band2 ).add( &emg1band3 ).add( &notch2 );
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 504 emg2filter.add( &emg2band1 ).add( &emg2band2 ).add( &emg2band3 ).add( &notch3 );
MarijkeZondag 10:39ec51206c8b 505
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 506 emg_tick.attach(&emg_filtered,T); //EMG signals filtered + moving average every T sec.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 507 movag_tick.attach(&MovAg,T);
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 508 func_tick.attach(&v_des_calculate_qref,T); //v_des determined every T
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 509 print_tick.attach(&printFunction,T2);
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 510 // HIDScope_tick.attach(&HIDScope_sample,T); //EMG signals raw + filtered to HIDScope every T sec.
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 511
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 512 button1.rise(switch_to_calibrate); //Switch state of calibration (which muscle)
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 513 //wait(0.2f); //Wait to avoid bouncing of button
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 514 button2.rise(calibrate); //Calibrate threshold for 3 muscles
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 515 //wait(0.2f); //Wait to avoid bouncing of button
MarijkeZondag 28:5e54cd4525de 516
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 517 while(true)
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 518 {
MarijkeZondag 30:f04a35f2a06d 519 ;
MarijkeZondag 23:97a976a8f0fc 520 }
vsluiter 0:c8f15874531b 521 }