File content as of revision 1:f63d8a73460c:

#include "mbed.h"
#include "FastPWM.h"
#include <iostream>
#include "HIDScope.h"
#include "math.h"
#include "biquadFilter.h"


DigitalOut Rood(LED_RED);
DigitalOut Groen(LED_GREEN);
DigitalOut Blauw(LED_BLUE);
DigitalIn Button1pressed(SW2);
DigitalIn Button2pressed(SW3);
volatile bool LoopTimerFlag = 0;
Serial pc(USBTX, USBRX);

int N;
bool Start(0);
bool Setting(0);
bool Dotask(0);
int i;

Ticker Finitestatemachine;

// Verklaren van de in en outputs
Ticker Loopticker;                  // Deze ticker wordt gebruikt om de looptimerflag aan te roepen.
volatile bool LoopTimerFlag2 = 0;    // Volatile, omdat deze heel vaak verandert van waar naar onwaar.
AnalogIn Referentie(A0);            // De schuifpotmeter naast de geleiding van de draad is de referentie.
AnalogIn Boardpotmeter(A1);         // POT1 op het board wordt gebruikt als input van de controlloop.
DigitalOut motor1direction(D7);     //D6 en D7 voor motor 1 (op het motorshield)
FastPWM motor1speed(D6);
DigitalOut Led(LED_RED);
AnalogIn Safety(A5);

float potmeter;
float Error;
float Referentie2=1.0;
float Input;
float Output;
double Error_prev = 0;
double Error_int = 0;
double Error_der;
double Ref_der = 0;
double Ref_prev = 0;
// Define the HIDScope and Ticker object
HIDScope    scope(4);
Ticker Hidscope;
// Lowpassfilter
const double a1_LP =  -1.561018075800718, a2_LP = 0.641351538057563;
const double b0_LP = 0.020083365564211, b1_LP = 0.040166731128423, b2_LP = 0.020083365564211;
const double a1_LP2 =  -1.561018075800718, a2_LP2 = 0.641351538057563;
const double b0_LP2 = 0.020083365564211, b1_LP2 = 0.040166731128423, b2_LP2 = 0.020083365564211;
//const double a1_LP2 =  -1.866892279711715, a2_LP2 = 0.875214548253684;
//const double b0_LP2 = 0.002080567135492, b1_LP2 = 0.004161134270985, b2_LP2 = 0.002080567135492;
//const double a1_HP = -1.982228929792529, a2_HP = 0.982385450614125;
//const double b0_HP =  0.991153595101663, b1_HP = -1.982307190203327, b2_HP = 0.991153595101663;

float time_;
const float time_increment = 0.01;

biquadFilter Filter1(a1_LP, a2_LP, b0_LP, b1_LP, b2_LP);
biquadFilter Filter2(a1_LP2, a2_LP2, b0_LP2, b1_LP2, b2_LP2);

double Referentieschaling(double A, double B)
{
    double Y= 787.3008916207206*pow(A,4) -565.1143141517078*pow(A,3) + 122.8516837382677*pow(A,2) + 0.0556616744031*A + 0.0912411880277;
    Referentie2 = Filter1.step(Y);
    if (Referentie2<=2.5 or Referentie2>=9.2) {
        Led = 0;
        Referentie2 = B;
    }
    return Referentie2;
}

double Inputberekening(double B)
{
    //double Inp = 10*B;            // De potmeter geeft ook waardes tussen 0 en 1, dit wordt met een factor 10 geschaald zodat deze als een positie in cm opgelegd kunnen worden.
    //Input = Filter2.step(Inp);
    Input = 5.5+(2.5*-cos(2*time_));
    if (Input>=9) {                             // De Input moet binnnen een aantal grenzen blijven. Groter dan 7 is mechanisch niet mogelijk.
        Input=9;                                // Bij een waarde kleiner dan 1,5 zijn de strings niet meer gewikkeld en werkt de controller averechts en is deze uiterst instabiel.
    } else if (Input<=3.0) {
        Input = 3.0;
    }
    return Input;
}


double Errorberekening(double Input,double Ref)
{
    Error = Input-Ref;                  // Het Error-signaal wordt ook gebruikt voor de PWMOut, dus mag deze niet hoger worden dan 1, 1 is immers al full speed voor de motor.
    /*if (Error>=1) {
        Error=1;
    } else if (Error<=-1) {
        Error = -1;
    } else if (fabs(Error)<0.01) {
        Error = 0;
    }
    */
    return Error;
}
double PID_controller(double Error, double KP, double KI, double KD, double Ts, double &Error_int, double &e_prev)
{
    Error_der = (Error-Error_prev)/Ts;
    Error_prev = Error;
    Error_int = Error_int + Ts*Error;

    return KP*Error+KI*Error_int+KD*Error_der;
}

// The data read and send function
void scopeSend()
{
    scope.set(0,Referentie2);       // Kanaal 1 van HIDscope geeft: De positie van de schuifpotmeter in cm.
    scope.set(1,Input);             // Kanaal 2 van HIDscope geeft: De gewenste positie in cm door de potmeter op het board ingesteld.
    scope.set(2,Error);             // Kanaal 3 van HIDscope geeft: De waarde van de Error die de P_controller in gaat.
    scope.set(3,motor1speed.read());// Kanaal 1 van HIDscope geeft: De snelheid van de motor, is een absolute waarde, richting wordt elders gegeven.
    scope.send();

}

void tickerfunctie2()                //Deze functie wordt elke honderdste seconde aangeroepen en zorgt ervoor dat de while-loop helemaal uitgevoerd kan worden.
{
    LoopTimerFlag2 = 1;
}

void Motor_controller()                 // De P_controller, door de ticker elke honderdste seconde uitgevoerd.
{
    if(Ref_der < 0) {
        if(Output>=0) {
            motor1direction.write(1);
            motor1speed = 0.01*fabs(Output);
        } else if (Output<0) {
            motor1direction.write(0);
            motor1speed = 0.05*fabs(Output);
        }
    }
    if(Ref_der >= 0) {
        if(Output>=0) {
            motor1direction.write(1);
            motor1speed = (20*fabs(Output));
        } else if (Output<0) {
            motor1direction.write(0);
            motor1speed = 0.01*fabs(Output);
        }
    }
}
    void Extendfinger(){
        Error = 0;
        int J = 0;
        time_ = 0;                                      // Voordat het hele programma begint, staat de Error op 0, zodat de motor niet spastisch gaat draaien om dit te compenseren.
        while(1 && J<=320) {
            Loopticker.attach(tickerfunctie2,0.01);
            Hidscope.attach(scopeSend,0.01);                // Verzenden naar HIDscope
            while(1 && J<=320) {
                while(LoopTimerFlag2 !=1);                   // Als LTF 0 is, blijft hij 0 en stopt de loop.
                LoopTimerFlag2 = 0;                         // Als voorgaand statement niet waar is, maken we de LTF weer 0 en gaan we verder met het programma
                J= J+1;
                pc.printf(" J is %i \n",J);
                Led = 1;
                double Input = Inputberekening(Boardpotmeter.read());
                time_ += time_increment;
                double Ref2 =  Referentieschaling(Referentie.read()/2,Input);       // De referentiewaarde is via deze functie (gevonden met metingen en polyfit) verbonden aan de afstand in centimeters voor waarden tussen 0 en 0.5.
                Ref_der = Referentie2-Ref_prev;
                Ref_prev = Referentie2;
                Error = Errorberekening(Input, Referentie2);
                Output = PID_controller(Error,5,1,0.1,0.01, Error_prev, Error_int);
                Motor_controller();
            }
        }
        motor1speed.write(0);

    }

    void tickerfunctie() {
        LoopTimerFlag = 1;
    }

    void Determinetask() {
        if (Button1pressed == 0) {

            Groen = 0;
            N++;
            wait (0.5);
            Groen = 1;
        }
    }

    /* void Extendfinger()
    {
        //i = i+1;
        wait (0.5);      // Knipper 2 keer met Rood en 1 keer met paars
        Rood = 0;
        wait (0.5);
        Rood = 1;
        wait (0.5);
        Rood = 0;
        wait (0.5);
        Rood = 1;
        wait (0.5);
        Rood = 0;
        Blauw = 0;
        wait (0.5);
        Rood = 1;
        Blauw = 1;
        wait (0.5);
    } */

    int main() {
        Rood = 1;
        Blauw = 1;
        Groen = 1;
        int i = 0;
        pc.printf("Hello World! %i \n", i);
        Finitestatemachine.attach(tickerfunctie,0.1);

        while (true) {
            while(LoopTimerFlag !=1);                   // Als LTF 0 is, blijft hij 0 en stopt de loop.
            LoopTimerFlag = 0;                           // Als voorgaand statement niet waar is, maken we de LTF weer 0 en gaan we verder met het programma
            if (Start==0 && Setting==0 && Dotask==0) { // In eerste instantie gaan de leds even uit

                Start = 1;
                Groen = 0;
                pc.printf("State 1\n");
            }

            if (Start==1 && Setting==0 && Dotask==0) {      // State 2 heeft Geel als kleur
                Groen = 0;
                Rood = 0;
                pc.printf("State 2\n");
                if (Button1pressed.read()==1 && Button2pressed.read()==0) {
                    Setting = true;
                    Start = false;
                    Groen = 1;
                    Rood = 1;
                    pc.printf("State 2 A\n");
                    wait(0.5);


                }
                if (Button1pressed.read()==0 && Button2pressed.read()==1 && N>0) {
                    Groen = 1;
                    Rood = 1;
                    Dotask = 1;
                    Start=0;
                    pc.printf("State 2 B\n");
                    wait(0.5);
                }
            }

            if (Start==0 && Setting==1 && Dotask==0) {          // Leds zijn uit, elke count gaat het groene lampje even branden.
                pc.printf("State 3\n");
                Determinetask();                            // Aantal gewenste herhalingen van Dotask instellen
                pc.printf("N = %i \n", N);
                if (Button1pressed.read()== 1 && Button2pressed.read()== 0) {
                    Setting = 0;
                    Dotask = 1;
                    pc.printf("State 3 B\n");
                }
            }

            if (Start==0 && Setting==0 && Dotask==1) {
                pc.printf("State 4\n");
                while(i < N) {

                    pc.printf("i = %i  N = %i \n", i, N);
                    Extendfinger();
                    //int J = 0;
                    pc.printf("Extendfinger()afgerond\n", i, N);
                    i++;
                }
                if (i==N) {
                    Dotask = 0;
                    Start = 1;
                    i=0;
                    pc.printf("Final state \n");
                }

            }
        }
    }