Sebastián Camilo Castaño
Controlador PID
Dependencies: Debounced Pulse1 QEI RTC-DS1307 TextLCD_1 mbed
Fork of
grafica_PID_android
by 
Nicolás Villegas Echavarría
main.cpp
- Committer:
- seccastanova
- Date:
- 2018-06-05
- Revision:
- 5:f39e8f190857
- Parent:
- 4:82ac4b34c3d9
File content as of revision 5:f39e8f190857:
/*
ESTE PROGRAMA SIMULA EL CONTROL DE UN HORNO DE REFLUJO CON UN PID, USANDO SALIDA ANALÓGICA
O PWM (OPCION DISPONIBLE EN MENU). ADEMÁS SE ENVÍAN LOS DATOS POR BLUETOOTH A UNA APLICACIÓN
EN ANDROID (DESARROLLADA EN APPINVENTOR) PARA SU VISUALIZACIÓN.
ESTA TAREA FUE DESARROLLADA POR SEBASTIÁN CAMILO CASTAÑO VANEGAS Y CARLOS MAURICIO ALZATE TORRES
PARA LA MATERIA DE PROCESADORES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MEDELLÍN SEMESTRE I DEL AÑO 2018
*/
#include "mbed.h"
#include "DebouncedIn.h"
#include "TextLCD.h"
#include "QEI.h"
#include "Rtc_Ds1307.h"
#include "string.h"
#include "Pulse1.h"
Serial GSM(PTE0,PTE1); // Módulo Bluetooh
TextLCD lcd(PTB10, PTB11, PTE2, PTE3, PTE4, PTE5); // rs, e, d4-d7
Rtc_Ds1307 rtc(PTC9, PTC8); //Reloj
QEI wheel (PTA13, PTD5, NC, 10);
Timer t;
AnalogIn y(PTC2); // Entrada análoga: Salida del sistema
AnalogOut u(PTE30); // Salida análoga: Señal de control
PwmOut u2(PTE29); // Salida wn PWM: Señal de control
DigitalOut rele(PTB8); // Activación de relé
DigitalOut red(LED1);
DigitalOut green(LED2);
DigitalOut blue(LED3);
DebouncedIn button3(PTC16); // Botón del encoder -> cambiar opciones dentro de los menu
DebouncedIn button4(PTC17); // Pulsador -> cambiar de menu
int C1=0x0F;
int C2=0x18;
int C3=0x1A;
int C4=0x0C;
int conta=0;
int m=0;
int cambio = 0, diferencia = 0;
float pid, o, ai, ad, ap, med, err, setpoint;
float err_v;
int spnum = 0, kinum = 15, kpnum = 50 ,kdnum = 3;
int j,k;
long t_pid = 0, t_btn = 0;
int c = 0; //consigna
int min = 0; //minutos
int seg = 0; //segundos
int T1 = 120,T2 = 180,T3 = 240; //tiempos consigna
int Tmax = 500; //temperatura maxima
int TI = 25; //temperatura ambiente (Fija)
int pos = 0; // posicion inicializada en cero
int state = 0; // estado inicializado en cero
int selsalida=0; //Salida Análoga:0 PWM:1
int salidaAn=0; int salidaPWM=0;
int tiemp=0;
// FUNCIONES ----------------------------------------------------------------------------------------------------
// Funcion para consigna
void cons(int m, int n){
tiemp= 60*m+ n; //el tiempo a segundos
if(tiemp <=T1){
c = ((Tmax-TI)*tiemp/T1)+TI; //Tramo 1: Rampa subida temperatura
}
else if(tiemp > T1 and tiemp <= T2){
c = Tmax;
}
else if(tiemp > T2 and tiemp <= T3){
c = ((TI - Tmax)*(tiemp-T2)/(T3-T2)) + Tmax;
}
else if(tiemp>T3){
c = TI;
}
}
//Funcion para presiones de botones
void buttpress(){
//Presion boton de encoder
if (button3.falling())
{
pos++;
}
if (button4.falling())
{
state++;
pos=0;
conta=0;
selsalida=0;
rele=0;
lcd.cls();
lcd.writeCommand(C1);
}
}
// FUNCIÓN PRINCIPAL
int main() {
red=1;
blue=1;
green=1;
rele=0;
Rtc_Ds1307::Time_rtc tm = {}; //Estructura para el reloj
rtc.getTime(tm); //lee el tiempo del DS1307
u2.period_ms(10);
// Se asigna baudrate y se configura el puerto serie de la USART
GSM.baud(9600);
GSM.format(8,Serial::None,1);
t.start();
lcd.cls();
lcd.locate(0,0);
lcd.printf(" Control PID ");
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("Horno de reflujo");
wait_ms(3000);
lcd.cls();
lcd.writeCommand(C1);
while(true){
switch(state%4){ //Menus
case 0: //Menu 1: Configuracion controlador
//Grafica titulos
if(conta==0){
lcd.locate(0,0);
lcd.printf(" Constantes PID ");
wait_ms(2000);
lcd.cls();
conta++;
}
lcd.locate(0,0);
lcd.printf("Kp= %03d",kpnum);
lcd.locate(8,0);
lcd.printf("Ki= %03d",kinum);
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("Kd= %03d",kdnum);
switch(pos%3){ //Configuracion variables
case 0: //Kp
red=0;
blue=1;
green=1;
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
kpnum+=m*3;
if (kpnum >= 999)
kpnum = 999;
else if (kpnum < 0)
kpnum = 0;
wheel.reset();
m=0;
}
lcd.locate(4,0);
lcd.printf("%03d", kpnum);
buttpress(); //Verifica si se presiono el boton
break;
case 1: //Ki
red=1;
blue=1;
green=0;
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
kinum+=m*3;
if (kinum >= 999)
kinum = 999;
else if (kinum < 0)
kinum = 0;
wheel.reset();
m=0;
}
lcd.locate(12,0);
lcd.printf("%03d", kinum);
buttpress(); //Verifica si se presiono el boton
break;
case 2: //Kd
red=1;
blue=0;
green=1;
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
kdnum+=m*3;
if (kdnum >= 999)
kdnum = 999;
else if (kdnum < 0)
kdnum = 0;
wheel.reset();
m=0;
}
lcd.locate(4,1);
lcd.printf("%03d", kdnum);
buttpress(); //Verifica si se presiono el boton
break;
}
break;
case 1: //Menu 2: Configuracion referencia
if(conta==0){
lcd.locate(0,0);
lcd.printf(" Parametros del ");
lcd.locate(0,1);
lcd.printf(" Horno ");
wait_ms(2000);
lcd.cls();
conta++;
}
//Grafica titulos
red=0;
blue=0;
green=0;
lcd.locate(0,0);
lcd.printf("Tmax=");
lcd.locate(9,0);
lcd.printf("T1=");
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("T2=");
lcd.locate(9,1);
lcd.printf("T3=");
//Grafica valores iniciales de variables
lcd.locate(5,0);
lcd.printf("%03d",Tmax);
lcd.locate(12,0);
lcd.printf("%04d",T1);
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%04d",T2);
lcd.locate(12,1);
lcd.printf("%04d",T3);
switch(pos%4){ // Se mueve entre las variables
case 0:
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
Tmax+=m*10;
if (Tmax >= 800)
Tmax = 800;
else if (Tmax < TI)
Tmax = TI;
wheel.reset();
m=0;
}
lcd.locate(5,0);
lcd.printf("%03d", Tmax);
buttpress();
break;
case 1:
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
T1+=m*10;
if (T1 >= 1800)
T1 = 1800;
else if (T1 < 0)
T1 = 0;
wheel.reset();
m=0;
}
if (T2<T1)T2=T1;
lcd.locate(12,0);
lcd.printf("%4d", T1);
buttpress();
break;
case 2:
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
T2+=m*10;
if (T2 >= 1800)
T2 = 1800;
else if (T2 < T1)
T2 = T1;
wheel.reset();
m=0;
}
if (T3<T2)T3=T2;
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%4d", T2);
buttpress();
break;
case 3:
m=0;
m=wheel.getPulses();
if (m!=0)
{
T3+=m*10;
if (T3 >= 1800)
T3 = 1800;
else if (T3 < T2)
T3 = T2;
wheel.reset();
m=0;
}
lcd.locate(12,1);
lcd.printf("%4d", T3);
buttpress();
break;
}
break;
////// ELECCIÓN DE SALIDA /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
case 2:
if(conta==0){
lcd.locate(0,0);
lcd.printf(" Seleccione el ");
lcd.locate(0,1);
lcd.printf(" tipo de salida ");
wait(2);
lcd.locate(0,0);
lcd.printf("-> Analogica ");
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("-- PWM ");
conta++;
}
if(selsalida==0) //Salida Analógica
{
red=0;
green=1;
blue=1;
salidaAn=1;
salidaPWM=0;
m=wheel.getPulses();
if(m!=0)
{
selsalida=1;
m=0;
wheel.reset();
lcd.locate(1,0);
lcd.printf("- Analogica ");
lcd.locate(1,1);
lcd.printf("> PWM ");
}
}
///////////////////
if(selsalida==1) //Salida PWM
{
red=1;
green=1;
blue=0;
salidaAn=0;
salidaPWM=1;
m=wheel.getPulses();
if(m!=0)
{
selsalida=0;
m=0;
wheel.reset();
lcd.locate(1,0);
lcd.printf("> Analogica ");
lcd.locate(1,1);
lcd.printf("- PWM ");
}
}
if (button4.falling())
{
state++;
pos=0;
conta=0;
lcd.cls();
lcd.writeCommand(C1);
}
break;
case 3: // Menu 3: Dinamica del sistema y visualizacion
//control:
rtc.getTime(tm); //READING THE RTC
//Grafica titulos
if(conta==0){
if (salidaAn==1){
red=0;
green=1;
blue=1;
}
if (salidaPWM==1){
red=1;
green=1;
blue=0;
rele=1;
}
lcd.locate(0,0);lcd.printf(" Parametros ");
lcd.locate(0,1);lcd.printf(" Guardados ");
wait(1.5);
lcd.locate(0,0);lcd.printf(" Inicia control ");
lcd.locate(0,1);lcd.printf(" de reflujo ");
wait(1.5);
lcd.cls();
tm.min=0;
tm.sec=0;
conta++;
rtc.setTime(tm,true,false);
}
min=tm.min;
seg=tm.sec;
cons(min,seg);
lcd.locate(0,0);
lcd.printf("y= %3.0f",med);
lcd.locate(8,0);
lcd.printf("e=%3.0f ",err);
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("r= %03d",c);
lcd.locate(8,1);
lcd.printf("t=%02d:%02d ",tm.min,tm.sec);
if (t.read_ms() - t_pid > 20) {
cons(min,seg);
med = y.read()*999;
err = c - med; // Se calcula el error
ap = kpnum*err*0.01f; // Se calcula la acción proporcional
ai += kinum*err*0.01f; // Cálculo de la integral del error
ad = kdnum*(err - err_v)*0.01f; // Cálculo de la acción derivativa
pid = ap + ai + ad;
if (pid <= 0) pid = 0;
if (pid > 999) pid = 999;
setpoint = c;
GSM.printf("#%3.0f%3.0f&", med, setpoint); // Se envía una cadena de caracteres por el puerto serial. Se agregan identificadores #...& que denotan el comienzo y la terminación de la misma.
// Esto se hace con el fin de evitar errores en la transmisión. Estos identificadores se usan en la aplicación de AppInventor.
err_v = err;
o = pid/999;
if (salidaAn==1)u.write(o);
if (salidaPWM==1)u2.write(o);
t_pid = t.read_ms();
}
buttpress();
break;
}
}
}