Marijke Zondag / Mbed 2 deprecated Project_script_union_final_version

final version

Dependencies:   HIDScope MODSERIAL QEI biquadFilter mbed

Fork of Project_script_union_final by Jorine Oosting

main.cpp@32:56a8bd82e971, 2018-11-01 (annotated)

Committer:
MarijkeZondag
Date:
Thu Nov 01 18:58:28 2018 +0000
Revision:
32:56a8bd82e971
Parent:
31:0418ce58af56
Child:
33:976be2825a23
RKI q1ref motor --> q2ref ; Trage translatie snelle rotatie?

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