File content as of revision 0:6ca6892a17d0:

#include "mbed.h"
#include "encoder.h"
#include "MODSERIAL.h"

/*******************************************************************************
*                                                                              *
*   Code can be found at http://mbed.org/users/vsluiter/code/BMT-K9-Regelaar/  *
*                                                                              *
********************************************************************************/

/** keep_in_range -> float in, and keep_in_range if less than min, or larger than max **/
void keep_in_range(float * in, float min, float max);

/** variable to show when a new loop can be started */
/** volatile means that it can be changed in an interrupt routine, and that that change is visible in the main loop. */

volatile bool looptimerflag;

/** function called by Ticker "looptimer"     */
/** variable 'looptimerflag' is set to 'true' each time the looptimer expires.*/
void setlooptimerflag(void)
{
    looptimerflag = true;
}

int main()
{
    //LOCAL VARIABLES
    AnalogIn potmeterA(PTC2);
    AnalogIn potmeterB(PTB2);
    Encoder motorA(PTD4,PTC8);
    Encoder motorB(PTD0,PTD2);
    MODSERIAL pc(USBTX,USBRX);      // MODSERIAL to get non-blocking Serial
    PwmOut pwm_motorA(PTA12);       // PWM control to motor
    PwmOut pwm_motorB(PTA5);        // PWM control to motor
    DigitalOut motordirA(PTD3);     // Direction pin
    DigitalOut motordirB(PTD1);     // Direction pin

    /* variable to store setpoint in */
    float setpointA;
    float setpointB;
    float setpoint_beginA;
    float setpoint_beginB;
    float setpoint_rechtsonderA;
    float setpoint_rechtsonderB;

    /* variable to store pwm value in*/
    float pwm_to_motorA;
    float pwm_to_begin_motorA = 0;
    float pwm_to_begin_motorB = 0;
    float pwm_to_motorB;
    float pwm_to_rechtsonder_motorA;
    float pwm_to_rechtsonder_motorB;

    /* variable for PD controller*/
    const float dt = 0.002;
    float Kp = 0.001;               //0.0208
    float Kd = 0.00004342;          //0.0006897
    float error_t0_A = 0;
    float error_t0_B = 0;
    float error_ti_A;
    float error_ti_B;
    float P_regelaar_A;
    float P_regelaar_B;
    float D_regelaar_A;
    float D_regelaar_B;
    float output_regelaar_A;
    float output_regelaar_B;

    /* variable to store positions in*/
    int32_t positionmotorA_t0;
    int32_t positionmotorB_t0;
    int32_t positionmotorA_t_1;
    int32_t positionmotorB_t_1;
    int32_t positiondifference_motorA;
    int32_t positiondifference_motorB;

    /* inverse kinematica */
    float dy;       //dy waarde tussen -1 en 1     -1 -vmax; 1 vmax
    float dx;       //dx waarde tussen -1 en 1     -1 -vmax; 1 vmax
    const float vmax = 0.08;          // m/s
    const float delta_t = 0.005;  // 1/samplefrequentie, dus tijd tussen twee meetpunten
    float X_positie;
    float Y_positie;
    float X_positie_begin;
    float Y_positie_begin;
    float puls_motorA;
    float puls_motorB;
    float kwadraat_X_positie;
    float kwadraat_Y_positie;
    float phi_A_pulsen_positie_begin;
    float phi_B_pulsen_positie_begin;
    float phi_A_positie_begin;
    float phi_B_positie_begin;
    float phi_1;
    float lengte_arm = 276;     // in mm anders rare imaginaire getallen
    float phi_A;
    float phi_B;
    float Puls_motorA;
    float Puls_motorB;
    float phi_A_pulsen;
    float phi_B_pulsen;
    float pi = 3.14159265;

    //START OF CODE

    pc.baud(115200);                // Set the baudrate (use this number in RealTerm too!)

    // In dit stukje code zorgen we ervoor dat de arm gaat draaien naar rechts en stopt als het tegen het frame komt. Eerst motor B botsen dan motor A botsen.
    // motor B zit onder en motor A zit boven en dus op zijn kop (en dus setpoint moet - zijn).

    motordirB.write(0);
    pwm_motorB.write(.1);   //0.08
    positionmotorB_t0 = motorB.getPosition();
    do {
        wait(0.2);
        positionmotorB_t_1 = positionmotorB_t0 ;
        positionmotorB_t0 = motorB.getPosition();
        positiondifference_motorB = abs(positionmotorB_t0 - positionmotorB_t_1);
    } while(positiondifference_motorB > 10);
    motorB.setPosition(0);
    pwm_motorB.write(0);

    wait(1);            // willen nu even dat tussen ene actie en andere actie 1 seconde wacht.

    motordirA.write(1);
    pwm_motorA.write(.1);
    positionmotorA_t0 = motorA.getPosition();
    do {
        wait(0.2);
        positionmotorA_t_1 = positionmotorA_t0 ;
        positionmotorA_t0 = motorA.getPosition();
        positiondifference_motorA = abs(positionmotorA_t0 - positionmotorA_t_1);
    } while(positiondifference_motorA > 10);
    motorA.setPosition(0);
    pwm_motorA.write(0);

    wait(1);            // willen nu even dat tussen ene actie en andere actie 1 seconde wacht.

    // Hierna willen we de motor van zijn alleruiterste positie naar de x-as hebben. Hiervoor moet motor A eerst op de x-as worden gezet. Hiervoor moet motor A 4.11 graden (63) naar links.

    motordirA.write(0);
    pwm_motorA.write(.08);
    do {
        wait(0.01);
        setpoint_beginA = -63;      // x-as
        pwm_to_begin_motorA = (setpoint_beginA - motorA.getPosition()) *.001;   // + omdat men met een negatieve hoekverdraaiing werkt.
        keep_in_range(&pwm_to_begin_motorA, -0.3, 0.3 );
        motordirA.write(0);
        pwm_motorA.write(abs(pwm_to_begin_motorA));
        pc.printf("s: %d, %f \n\r", motorA.getPosition(), pwm_to_begin_motorA);
    } while(pwm_to_begin_motorA >= 0);
    motorA.setPosition(0);
    pwm_motorA.write(0);

    wait(1);            // willen nu even dat tussen ene actie en andere actie 1 seconde wacht.

    // hierna moet motor A naar de rechtsonder A4. Motor A 532 (hoek 59.8 graden).

    motordirA.write(0);
    pwm_motorA.write(0.08);
    do {
        wait(0.01);
        setpoint_rechtsonderA = -532;     // rechtsonder positie A4
        pwm_to_rechtsonder_motorA = (setpoint_rechtsonderA - motorA.getPosition()) *.001;
        keep_in_range(&pwm_to_rechtsonder_motorA, -0.3, 0.3 );
        motordirA.write(0);
        pwm_motorA.write(abs(pwm_to_rechtsonder_motorA));
    } while(pwm_to_rechtsonder_motorA >= 0);
    pwm_motorA.write(0);

    wait(1);

    // Hierna moet motor B 21.6 (192) graden naar links om naar x-as te gaan.

    motordirB.write(1);
    pwm_motorB.write(.08);
    do {
        wait(0.01);
        setpoint_beginB = 192;      // x-as
        pwm_to_begin_motorB = (setpoint_beginB - motorB.getPosition()) *.001;
        keep_in_range(&pwm_to_begin_motorB, -0.3, 0.3 );
        motordirB.write(1);
        pwm_motorB.write(abs(pwm_to_begin_motorB));
    } while(pwm_to_begin_motorB >= 0);
    motorB.setPosition(0);
    pwm_motorB.write(0);

    wait(1);            // willen nu even dat tussen ene actie en andere actie 1 seconde wacht.

    // Hierna moet motor B van x-as naar de rechtsonder A4 positie. Motor B 268 (30.2 graden).

    motordirB.write(1);
    pwm_motorB.write(0.08);
    do {
        wait(0.01);
        setpoint_rechtsonderB = 268;      // rechtsonder positie A4
        pwm_to_rechtsonder_motorB = (setpoint_rechtsonderB - motorB.getPosition()) *.001;
        keep_in_range(&pwm_to_rechtsonder_motorB, -0.3, 0.3 );
        motordirB.write(1);
        pwm_motorB.write(abs(pwm_to_rechtsonder_motorB));
    } while(pwm_to_rechtsonder_motorB >= 0);
    pwm_motorB.write(0);

    wait(1);

    // Nu zijn de motoren gekalibreed en staan ze op de startpositie (rechtsonderhoek van A4).
    // Hierna het script dat EMG wordt omgezet in een positie verandering

    /*Create a ticker, and let it call the function 'setlooptimerflag' every 0.01s  */
    Ticker looptimer;
    looptimer.attach(setlooptimerflag,0.01);

    //INFINITE LOOP
    while(1) {

        while(looptimerflag != true);
        looptimerflag = false;

        dx = ((potmeterA.read()-0.5)*2000);
        dy = ((potmeterB.read()-0.5)*2000);  //waarde uit tussen -1 en 1

        // inverse kinematica
        phi_A_pulsen_positie_begin = motorA.getPosition();
        phi_B_pulsen_positie_begin = motorB.getPosition();
        //pc.printf("s: %f, %d \n\r", phi_A_pulsen_positie_begin, phi_B_pulsen_positie_begin);

        phi_A_positie_begin = (360/3200.0) * phi_A_pulsen_positie_begin * (pi/180);
        phi_B_positie_begin = (360/3200.0) * phi_B_pulsen_positie_begin * (pi/180);

        phi_1 = phi_A_positie_begin - phi_B_positie_begin;

        X_positie_begin = 2 * lengte_arm * sin(0.5 * phi_1) * cos(90 - 0.5 * phi_A_positie_begin - 0.5 * phi_B_positie_begin);
        Y_positie_begin = 2 * lengte_arm * sin(0.5 * phi_1) * sin(90 - 0.5 * phi_A_positie_begin - 0.5 * phi_B_positie_begin);

        X_positie = dx * vmax * delta_t + X_positie_begin;          // delta_t eruit want dx tussen -1 en 1 en dimensieloos
        Y_positie = dy * vmax * delta_t + Y_positie_begin;

        kwadraat_X_positie = pow(X_positie,2);
        kwadraat_Y_positie = pow(Y_positie,2);

        phi_A = pi - acos(sqrt(kwadraat_X_positie+kwadraat_Y_positie)/(2*lengte_arm)) - atan(Y_positie/X_positie);      //rad
        phi_B = pi - phi_A - acos(-(kwadraat_X_positie + kwadraat_Y_positie) / (2 * pow(lengte_arm,2))+1);

        phi_A_pulsen = (3200/(2*pi)) * phi_A;
        phi_B_pulsen = (3200/(2*pi)) * phi_B;

        // motor A moet de hoek altijd binnen 53.4 tot en met 124.3 graden liggen
        // motor B moet de hoek altijd binnen 30.2 tot en met -16.5 graden liggen
        keep_in_range(&phi_A_pulsen, -1104, -474);     // voor motor moet bereik zijn -1104 tot -474
        keep_in_range(&phi_B_pulsen, -146, 268);       // voor motor moet bereik zijn -146 tot 268

        Puls_motorA = phi_A_pulsen - phi_A_pulsen_positie_begin;
        Puls_motorB = phi_B_pulsen - phi_B_pulsen_positie_begin;

        // doe begin berekening
        pwm_to_motorA = Puls_motorA*.001;
        pwm_to_motorB = Puls_motorB*.001;

        keep_in_range(&pwm_to_motorA, -1,1);
        keep_in_range(&pwm_to_motorB, -1,1);

        if(pwm_to_motorA > 0)
            motordirA.write(1);
        else
            motordirA.write(0);
        if(pwm_to_motorB > 0)
            motordirB.write(1);
        else
            motordirB.write(0);

        pwm_motorA.write(abs(pwm_to_motorA));
        pwm_motorB.write(abs(pwm_to_motorB));


        /*/PD regelaar voor motor A
        wait(dt);
        error_ti_A = phi_A_pulsen - motorA.getPosition();                   // puls_motorA - motorA.getPosition();
        P_regelaar_A = Kp * error_ti_A;
        D_regelaar_A = Kd * ((error_ti_A - error_t0_A) / dt);
        error_t0_A = error_ti_A;
        output_regelaar_A = P_regelaar_A + D_regelaar_A;

        //PD regelaar voor motor B
        wait(dt);
        error_ti_B = phi_B_pulsen - motorB.getPosition();                           //puls_motorB - motorB.getPosition();
        P_regelaar_B = Kp * error_ti_B;
        D_regelaar_B = Kd * ((error_ti_B - error_t0_B) / dt);
        error_t0_B = error_ti_B;
        output_regelaar_B = P_regelaar_B + D_regelaar_B;
        `*/
        /* This is a PD-action! store in pwm_to_motor */
        /*pwm_to_motorA = output_regelaar_A;
        pwm_to_motorB = output_regelaar_B;

        keep_in_range(&pwm_to_motorA, -1,1);
        keep_in_range(&pwm_to_motorB, -1,1);

        if(pwm_to_motorA > 0)
            motordirA.write(1);
        else
            motordirA.write(0);
        if(pwm_to_motorB > 0)
            motordirB.write(1);
        else
            motordirB.write(0);

        pwm_motorA.write(abs(pwm_to_motorA));
        pwm_motorB.write(abs(pwm_to_motorB));*/
    }
}

void keep_in_range(float * in, float min, float max)
{
*in > min ? *in < max? : *in = max: *in = min;
}