main.cpp

00001 #include "mbed.h"
00002 #include "TextLCD.h"
00003 #include "math.h"
00004 #include "angleandposition.h"
00005 
00006 
00007 #define Nmax 200 // nombre d'echantillonnages sur une période
00008 #define nb_echantillon_max 10000 // 1s/20ms(temps acquisition pour une période) * Techantillonnage = 50 * 200 = 10 000 soit 10 000 echantillons par seconde
00009 #define ID 0x09 // ID commun entre les modules XBEE
00010 
00011 // Entrees/Sorties :
00012 AnalogIn  Iana(p16); // intensité mesurée
00013 AnalogIn  Uana(p17); // tension mesurée
00014 DigitalOut led_temoin(LED1); // LED témoin (sur la carte)
00015 
00016 // Objets :
00017 Serial pc(USBTX, USBRX); // (tx, rx) communication par port serie pour l'aide au débogage
00018 TextLCD lcd(p21, p22, p23, p24, p25, p26, TextLCD::LCD16x2); // (d4-d7, rs, e) afficheur LCD
00019 Serial xbee(p9, p10); // (tx,rx) module XBee
00020 
00021 // Interruptions :
00022 InterruptIn bouton_gauche(p27); // interruption du bouton gauche
00023 InterruptIn bouton_droit(p28); // interruption du bouton droit
00024 
00025 // Fonctions d'échantillonnages :
00026 Ticker echantillonnage; // déclaration d'un programme d'interruption
00027 Ticker echantillonnage_puissance; // déclaration d'un programme d'interruption
00028 
00029 // Fichiers externes :
00030 LocalFileSystem local("local"); // fichier créer afin de stocker des valeurs
00031 
00032 // Variables :
00033 char pos_menu = 0; // choix du menu à afficher
00034 char trame[14]; // tableau servant à l'envoi des trames
00035 float U0,  U20, U2n_1, Un, U2n, Veff, Ufinal = 0;//variable pour le calcul de la tension
00036 float I0,  I20, I2n_1, In, I2n, Ieff, Ifinal = 0;//variable pour le calcul de l'intensite
00037 float P = 0, S, Q, phi, energie_1 = 0, energie = 0;
00038 
00039 int ancien_en = 0; // La LED s'allume tous les Wh
00040 int compteur_echantillonnage = 0;
00041 
00042 
00043 void calcul() { // fonction qui effectue les calculs (tesion intensite,puissance etc.
00044 
00045     if (compteur_echantillonnage == 0) {
00046         
00047         Veff = 0;
00048         Ieff = 0;
00049 
00050         U0 = Uana;
00051         U0 = U0 - 0.5;
00052         U20 = U0 * U0;
00053         U2n_1 = U20;
00054 
00055 
00056         I0 = Iana;
00057         I0 = I0 - 0.5;
00058         I20 = I0 * I0;
00059         I2n_1 = I20;
00060 
00061         compteur_echantillonnage++;
00062     }
00063 
00064 
00065 
00066     if (compteur_echantillonnage > 0 && (compteur_echantillonnage < nb_echantillon_max)) {
00067 
00068         Un = Uana;
00069         Un = Un - 0.5;
00070         U2n = Un * Un;
00071 
00072         Veff = (U2n + U2n_1) / 2 + Veff;
00073         U2n_1 = U2n;
00074 
00075 
00076         In = Iana;
00077         In = In - 0.5;
00078         I2n = In * In;
00079 
00080         Ieff = (I2n + I2n_1) / 2 + Ieff;
00081         I2n_1 = I2n;
00082 
00083         compteur_echantillonnage++;
00084     }
00085 
00086 
00087 
00088     if (compteur_echantillonnage >= nb_echantillon_max) {
00089         
00090         Ufinal = 707.1*sqrt(Veff/nb_echantillon_max); // 707.1 = 2*sqrt(2)*250 (250 étant 250V, la tension maximale du secteur)
00091         Ifinal = 14.14*sqrt(Ieff/nb_echantillon_max); // 14.14 = 2*sqrt(2)*5 (5 étant 5A, l'intensité maximale du secteur)
00092 
00093         S = Veff*Ieff; // puissance apparente
00094         phi = acos(P/S);
00095         Q = P * tan(phi); // puisance réactive
00096     }
00097 
00098 }
00099 
00100 void puissance() { // calcul de la puissance toutes les secondes par interruption
00101     
00102     compteur_echantillonnage = 0; // réinitialisation du compteur pour la fonction calcul()
00103         
00104     P = Ufinal * Ifinal; // puissance
00105     energie_1 = (energie_1 + P) / 3600; // énergie en Ws et non en Wh
00106     energie = energie + energie_1;  // calcul de l'énergie consommée au total depuis le démarrage du microcontroleur
00107     
00108     if(energie > ancien_en + 1) { // si l'énergie augmente d'un Wh
00109         
00110         led_temoin = 1;  // allumer la LED
00111         wait_ms(500);
00112         led_temoin = 0;  // éteindre la LED
00113 
00114         ancien_en = energie;    // on garde en mémoire l'ancienne valeur de l'énergie
00115 
00116         FILE* pfile = fopen ("/local/log.txt",""); // ouverture du fichier log.txt
00117         fprintf(pfile,"En = %.4f Wh\n", energie);   // écriture sur le fichier de l'énergie
00118         fclose(pfile); // fermeture du fichier
00119     }
00120 }
00121 
00122 void menu() { // affichage de l'écran
00123     
00124     lcd.cls(); // on efface les anciennes donnees
00125 
00126     switch(pos_menu) {
00127         
00128         case 0:
00129             lcd.printf("En = %.4f Wh\n",energie); // on affiche 4 nombres après la virgule
00130             break;
00131         case 1:
00132             lcd.printf("Ueff = %.4f V\n",Ufinal);
00133             lcd.printf("Ieff = %.4f A\n",Ifinal);
00134             break;
00135         case 2:
00136             lcd.printf("P = %.4f W\n",P);
00137             lcd.printf("Q = %.4f Var\n",Q);
00138             break;
00139         case 3:
00140             lcd.printf("S = %.4f VA\n",S);
00141             lcd.printf("cos(phi)= %.0f deg\n",cos(phi));
00142             break;
00143         default:
00144             lcd.printf("En = %.4f Wh\n",energie);
00145             break;
00146     }
00147 
00148     wait_ms(200); // délai afin que l'affichage des nouvelles valeurs soit suffisament lent pour être lisible
00149 }
00150 
00151 
00152 void interupt_btn_gauche() { // interruption lors d'un appui sur le bouton gauche
00153     
00154     wait_ms(10); // délai d'attente pour que les parasites, liés à la pression du bouton, ne redéclanchent la fonction
00155     
00156     if(pos_menu == 0) { // si l'on arrive à la position 0 du menu
00157         pos_menu = 4;   // on retournes à la 3ème position du menu (max)
00158     } else pos_menu--; // on passe à l'affichage de gauche
00159 }
00160 
00161 
00162 void interupt_btn_droit() { // interruption lors d'un appui sur le bouton droit
00163     
00164     wait_ms(10); // délai d'attente pour que les parasites, liés à la pression du bouton, ne redéclanchent la fonction
00165     
00166     if(pos_menu == 3) { // si l'on arrive à la 3ème position du menu (max)
00167         pos_menu = 0;   // on retournes à la position 0
00168     } else pos_menu++; // on passe à l'affichage de droite
00169 }
00170 
00171 
00172 void envoi() {//fonction qui cree et envoie une trame au module Xbee
00173     uint16_t trame_4 = (Ufinal*100);
00174     uint16_t trame_6 = (Ifinal*100);
00175     uint16_t trame_8 = (P*100);
00176     uint16_t trame_10 = (energie*100);
00177     char sum;
00178     
00179     
00180     trame[1] = 0x55;
00181     trame[2] = ID;
00182     trame[3] = Ufinal*100;
00183     trame[4] = trame_4 >> 8;
00184     trame[5] = Ifinal*100;
00185     trame[6] = trame_6 >> 8;
00186     trame[7] = P*100;
00187     trame[8] = trame_8 >> 8;
00188     trame[9] = energie*100;
00189     trame[10] = trame_10 >> 8;
00190     trame[11] = trame_10 >> 16;
00191     trame[12] = trame_10 >> 24;
00192     for(int i = 1; i < 13; i++) { sum = sum + trame[i]; };// checksum
00193     sum = sum ;
00194     trame[13] = sum;
00195     
00196     for(int i = 1; i < 14; i++) {
00197         
00198         xbee.putc(trame[i]);
00199         wait(0.01);
00200         pc.printf("%d \t",trame[i]);
00201     }
00202     pc.printf("\r");
00203     
00204 }
00205 
00206 int main() {
00207     
00208     bouton_gauche.mode(PullUp);
00209     bouton_droit.mode(PullUp);
00210 
00211     bouton_gauche.fall(&interupt_btn_gauche);
00212     bouton_droit.fall(&interupt_btn_droit);
00213     
00214     led_temoin = 0; // la LED témoin est éteinte
00215 
00216     echantillonnage.attach(&calcul, 0.0001); // interruption toutes les 100µs
00217     echantillonnage_puissance.attach(&puissance, 1); // interruption toutes les 1s
00218     envoi();
00219     while(1) { // boucle infinie
00220         
00221         menu(); // fonction d'affichage
00222         envoi(); // fonction d'envoi des trames
00223         wait(10);
00224     }
00225 }