git.techno-innov.fr Git - soft/lpc82x/exanh/blob - v04/main.c

   1 /****************************************************************************
   2  *   sensors/main.c
   3  *
   4  * Exanh Gardener soil moisture sensor support.
   5  *
   6  * Copyright 2016-2017 Nathael Pajani <nathael.pajani@ed3l.fr>
   7  *
   8  *
   9  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  21  *
  22  *************************************************************************** */
  23
  24
  25 #include "lib/stdint.h"
  26 #include "core/system.h"
  27 #include "core/systick.h"
  28 #include "core/watchdog.h"
  29 #include "core/pio.h"
  30 #include "core/iap.h"
  31 #include "lib/stdio.h"
  32 #include "drivers/i2c.h"
  33 #include "drivers/adc.h"
  34 #include "drivers/serial.h"
  35 #include "drivers/gpio.h"
  36 #include "drivers/timers.h"
  37
  38 #include "extdrv/ws2812.h"
  39 #include "extdrv/tsl256x_light_sensor.h"
  40 #include "extdrv/veml6070_uv_sensor.h"
  41 #include "extdrv/bme280_humidity_sensor.h"
  42
  43
  44 #define MODULE_VERSION   0x04
  45 #define MODULE_NAME "E-Xanh Gardener"
  46
  47 #define SELECTED_FREQ  FREQ_SEL_36MHz
  48
  49
  50 #define DEBUG 0
  51 #if (DEBUG == 1)
  52  #define debug_printf(...) \
  53         gpio_clear(tx_en); \
  54         uprintf(__VA_ARGS__); \
  55         gpio_set(tx_en);
  56
  57  #define debug(cond, ...) \
  58     if (cond) { \
  59                 gpio_clear(tx_en); \
  60                 uprintf(UART0, __VA_ARGS__ ); \
  61                 gpio_set(tx_en); \
  62         }
  63
  64 #else
  65  #define debug_printf(...) ;
  66  #define debug(...) ;
  67 #endif
  68
  69 /***************************************************************************** */
  70 /* Pins configuration */
  71 /* Pins blocks are passed to set_pins() for pins configuration.
  72  * Unused pin blocks can be removed safely with the corresponding set_pins() call
  73  * All pins blocks may be safelly merged in a single block for single set_pins() call..
  74  */
  75 const struct pio_config common_pins[] = {
  76         /* UART 0 */
  77         { LPC_GPIO_0_0, LPC_UART0_RX, 0 },
  78         { LPC_GPIO_0_4, LPC_UART0_TX, 0 },
  79         /* I2C 0 */
  80         { LPC_I2C0_SCL_PIO_0_10, LPC_FIXED, 0 },
  81         { LPC_I2C0_SDA_PIO_0_11, LPC_FIXED, 0 },
  82         /* ADC */
  83         { LPC_ADC_AD9_PIO_0_17, LPC_FIXED, 0 },
  84         /* Timers */
  85         { LPC_GPIO_0_9, LPC_SCT_POUT0, 0 },
  86         /* GPIO */
  87         { LPC_GPIO_0_2, LPC_GPIO, 0 },  /* Led */
  88     { LPC_GPIO_0_3, LPC_GPIO, 0 },  /* Tx enable */
  89         ARRAY_LAST_PIO,
  90 };
  91
  92 /* Configure pins as used for capacitance sensing */
  93 const struct pio_config capacitance_pins[] = {
  94         { LPC_GPIO_0_9, LPC_SCT_POUT0, 0 },
  95         { LPC_ADC_AD9_PIO_0_17, LPC_FIXED, 0 },
  96         ARRAY_LAST_PIO,
  97 };
  98
  99
 100 const struct pio button = LPC_GPIO_0_13; /* Mode button */
 101 const struct pio ws2812_data_out_pin = LPC_GPIO_0_2; /* Led control data pin */
 102 const struct pio tx_en = LPC_GPIO_0_3; /* Enable comminication output */
 103
 104 const struct pio cap_trig_gpio = LPC_GPIO_0_9;
 105 const struct pio cap_adc_gpio = LPC_GPIO_0_17;
 106
 107
 108 /***************************************************************************** */
 109 /* External Sensors */
 110
 111 /* Note : 8bits address */
 112 #define BME280_ADDR   0xEC
 113 struct bme280_sensor_config bme280_sensor = {
 114         .bus_num = I2C0,
 115         .addr = BME280_ADDR,
 116         .humidity_oversampling = BME280_OS_x16,
 117         .temp_oversampling = BME280_OS_x16,
 118         .pressure_oversampling = BME280_OS_x16,
 119         .mode = BME280_NORMAL,
 120         .standby_len = BME280_SB_62ms,
 121         .filter_coeff = BME280_FILT_OFF,
 122 };
 123
 124
 125
 126 /***************************************************************************** */
 127 /* Luminosity */
 128
 129 /* Note : These are 8bits address */
 130 #define TSL256x_ADDR   0x52 /* Pin Addr Sel (pin2 of tsl256x) connected to GND */
 131 struct tsl256x_sensor_config tsl256x_sensor = {
 132         .bus_num = I2C0,
 133         .addr = TSL256x_ADDR,
 134         .gain = TSL256x_LOW_GAIN,
 135         .integration_time = TSL256x_INTEGRATION_100ms,
 136         .package = TSL256x_PACKAGE_T,
 137 };
 138
 139
 140
 141
 142 /***************************************************************************** */
 143 /* UV */
 144
 145 /* The I2C UV light sensor is at addresses 0x70, 0x71 and 0x73 */
 146 /* Note : These are 8bits address */
 147 #define VEML6070_ADDR   0x70
 148 struct veml6070_sensor_config veml6070_sensor = {
 149         .bus_num = I2C0,
 150         .addr = VEML6070_ADDR,
 151 };
 152
 153
 154
 155 /***************************************************************************** */
 156 /* Soil humidity sensor  */
 157
 158 uint16_t raw_humidity = 0;
 159 void soil_humidity_sample(void)
 160 {
 161         /* Get ADC values */
 162         adc_get_value(&raw_humidity, LPC_ADC(9));
 163 }
 164
 165
 166 /* Set led */
 167 void set_led(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)
 168 {
 169         ws2812_set_pixel(0, red, green, blue);
 170         ws2812_send_frame(0);
 171 }
 172
 173
 174
 175 /***************************************************************************** */
 176 void system_init()
 177 {
 178         system_set_default_power_state();
 179         clock_config(SELECTED_FREQ);
 180         set_pins(common_pins);
 181         gpio_on();
 182         /* System tick timer MUST be configured and running in order to use the sleeping
 183          * functions */
 184         systick_timer_on(1); /* 1ms */
 185         systick_start();
 186 }
 187
 188 /* Define our fault handler. This one is not mandatory, the dummy fault handler
 189  * will be used when it's not overridden here.
 190  * Note : The default one does a simple infinite loop. If the watchdog is deactivated
 191  * the system will hang.
 192  */
 193 void fault_info(const char* name, uint32_t len)
 194 {
 195         debug_printf(UART0, name);
 196         while (1);
 197 }
 198
 199 const struct lpc_timer_pwm_config pwm_conf = {
 200         .nb_channels = 1,
 201         .period = 30,
 202         .outputs_initial_state = 0x01,
 203         .match_values = { 10, },
 204         .outputs = { 0, },
 205 };
 206
 207
 208 enum states {
 209         IDLE = 0,
 210         MSG_START,
 211         ADDRESSSED,
 212         NEED_DATA,
 213 };
 214 #define MSG_FIRST_BYTE  '#'
 215 volatile uint8_t send_data = 0;
 216 volatile uint8_t req_cmd = 0;
 217 volatile uint8_t req_data_len = 0;
 218 #define DATA_LEN_MAX 8
 219 volatile uint8_t req_data[DATA_LEN_MAX];
 220
 221 volatile uint8_t address = 0;
 222 volatile uint8_t store_address = 0;
 223 volatile uint8_t addr_req = 0;
 224
 225 /* serial_req */
 226 void serial_req(uint8_t c)
 227 {
 228         static int state = IDLE;
 229         static uint8_t req_need_data_len = 0;
 230         static uint8_t tmp_req_cmd = 0;
 231         switch (state) {
 232                 case IDLE:
 233                         if (c == MSG_FIRST_BYTE) {
 234                                 state = MSG_START;
 235                         }
 236                         break;
 237
 238                 case MSG_START:
 239                         if ((c == address) || (c == 0xFF)) {
 240                                 state = ADDRESSSED;
 241                         } else {
 242                                 state = IDLE;
 243                         }
 244                         break;
 245
 246                 case ADDRESSSED:
 247                         if ((address == 0) & (addr_req == 1)) {
 248                                 /* We received our address, store it */
 249                                 address = c;
 250                                 store_address = 1;
 251                                 state = IDLE;
 252                                 break;
 253                         }
 254                         switch (c) {
 255                                 case 'a':
 256                                         send_data = 1;
 257                                         state = IDLE;
 258                                         break;
 259                                 case 'l':
 260                                         req_need_data_len = 3;
 261                                         tmp_req_cmd = 'l';
 262                                         state = NEED_DATA;
 263                                         break;
 264                         }
 265                         break;
 266
 267                 case NEED_DATA:
 268                         req_data[req_data_len++] = c;
 269                         if (req_data_len >= req_need_data_len) {
 270                                 req_need_data_len = 0;
 271                                 state = IDLE;
 272                                 req_cmd = tmp_req_cmd;
 273                                 tmp_req_cmd = 0;
 274                         }
 275                         break;
 276
 277                 default:
 278                         state = IDLE;
 279         }
 280 }
 281
 282 /* Should check button "hold" duration and act accordingly
 283  * When pressed with no addresss : should request address from host
 284  */
 285 volatile uint8_t need_config = 0;
 286 void button_request(uint32_t gpio)
 287 {
 288         static uint32_t tick_press_date = 0;
 289         int delta;
 290         if (gpio_read(button) == 0) {
 291                 tick_press_date = systick_get_tick_count();
 292                 return;
 293         }
 294         delta = systick_get_tick_count() - tick_press_date;
 295         if (delta < 0) {
 296                 return; /* Timer wrapped while reading button hold duration ... let user press again. */
 297         }
 298         if (address == 0) {
 299                 need_config = 1;
 300                 return;
 301         }
 302         if (delta < 2000) {
 303                 /* Send a sample .... */
 304                 /* This should enter the "menu" loop */
 305                 send_data = 1;
 306         } else {
 307                 address = 0;
 308                 need_config = 1;
 309         }
 310 }
 311 /***************************************************************************** */
 312 int main(void)
 313 {
 314         uint8_t got_tsl = 1, got_veml = 1, got_bme = 1;
 315         /* TSL2561 and VEML6070 */
 316         uint16_t uv = 0, ir = 0;
 317         uint32_t lux = 0;
 318         /* BME280 */
 319         uint32_t pressure = 0, temp = 0;
 320         uint16_t humidity = 0;
 321         int comp_temp = 0;
 322         int ret = 0;
 323
 324         system_init();
 325
 326         /* Communication */
 327         uart_on(UART0, 115200, serial_req);
 328         config_gpio(&tx_en, 0, GPIO_DIR_OUT, 1);
 329
 330         /* ADC */
 331         config_gpio(&cap_trig_gpio, 0, GPIO_DIR_OUT, 0);
 332         config_gpio(&cap_adc_gpio, 0, GPIO_DIR_OUT, 0);
 333         adc_on(NULL);
 334         adc_start_burst_conversion(ADC_MCH(9), LPC_ADC_SEQA);
 335         debug_printf(UART0, "ADC config done\n");
 336
 337         /* Led strip configuration */
 338         ws2812_config(&ws2812_data_out_pin);
 339         debug_printf(UART0, "Led config done\n");
 340
 341         /* Timer config */
 342         timer_on(LPC_SCT, (10 * 1000 * 1000), NULL);
 343         timer_pwm_config(LPC_SCT, &pwm_conf);
 344         debug_printf(UART0, "Timer config done\n");
 345
 346         /* Start sampling */
 347         set_pins(capacitance_pins);
 348         timer_start(LPC_SCT);
 349
 350         /* Register callback on button */
 351         set_gpio_callback(button_request, &button, EDGES_BOTH);
 352
 353         i2c_on(I2C0, I2C_CLK_100KHz, I2C_MASTER);
 354
 355         msleep(10);
 356
 357         /* Configure lux sensor */
 358         ret = tsl256x_configure(&tsl256x_sensor);
 359         if (ret != 0) {
 360                 got_tsl = 0;
 361                 debug_printf(UART0, "Lux config error: %d\n", ret);
 362         }
 363         msleep(10);
 364
 365         /* Configure uv sensor */
 366         ret = veml6070_configure(&veml6070_sensor);
 367         if (ret != 0) {
 368                 got_veml = 0;
 369                 debug_printf(UART0, "UV config error: %d\n", ret);
 370         }
 371         msleep(10);
 372
 373         /* Configure barometric + humidity + temp sensor */
 374         ret = bme280_configure(&bme280_sensor);
 375         if (ret != 0) {
 376                 got_bme = 0;
 377                 debug_printf(UART0, "Humidity config error: %d\n", ret);
 378         }
 379         msleep(10);
 380
 381         /* Read our address from Flash */
 382         memcpy((void*)&address, (void*)(0x00003FC0), 1);
 383         if (address == 0) {
 384                 /* No sensor should have adrress 0, which is reserved for the "waiting for new address" state */
 385                 address = 255;
 386         }
 387         debug_printf(UART0, "Address: %d\n", address);
 388
 389         send_data = 0;
 390         store_address = 0;
 391         req_cmd = 0;
 392         need_config = 0;
 393
 394         while (1) {
 395
 396                 /* Enter sleep / low-power ? */
 397
 398                 /* Leave some time for the others */
 399                 msleep(50); /* Add some delay */
 400
 401                 if (store_address == 1) {
 402                         char buf[64] = "";
 403                         store_address = 0;
 404
 405                         ret = iap_prepare_flash(15, 15);  /* Prepare sector 15 (16K flash size) for erase */
 406                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error preparing flash: %d\n", ret);
 407
 408                         ret = iap_erase_flash_pages(255, 255); /* Erase the last page of the Flash */
 409                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error erasing page 255: %d\n", ret);
 410
 411                         ret = iap_prepare_flash(15, 15);  /* Prepare sector 15 (16K flash size) for write */
 412                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error preparing flash: %d\n", ret);
 413
 414                         buf[0] = address;
 415                         ret = iap_copy_ram_to_flash(0x00003FC0, (uint32_t)(&buf), 64);
 416                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error writting our number: %d\n", ret);
 417
 418                         debug(1, "Changed our address to %d\n", address);
 419                 }
 420
 421                 if (req_cmd != 0) {
 422                         switch (req_cmd) {
 423                                 case 'l':
 424                                         set_led(req_data[0], req_data[1], req_data[2]);
 425                                         debug(1, "Set led to %d %d %d\n", req_data[0], req_data[1], req_data[2]);
 426                                         break;
 427
 428                                 default:
 429                                         debug(1, "Unhandled command 0x%02x (%c)\n", req_cmd, req_cmd);
 430                         }
 431                         req_cmd = 0;
 432                         req_data_len = 0;
 433                 }
 434
 435                 /* Get hold of Tx line */
 436                 if (need_config == 1) {
 437                         /* Request a new address from host */
 438                         gpio_clear(tx_en);
 439                         if (serial_send_quickbyte(UART0, 'c') == 0) {
 440                                 addr_req = 1;
 441                                 need_config = 0;
 442                         }
 443                         gpio_set(tx_en);
 444                 }
 445
 446                 if (send_data == 1) {
 447                         send_data = 0;
 448                         /* Take humidity sample */
 449                         soil_humidity_sample();
 450
 451                         if (got_tsl == 1) {
 452                                 ret = tsl256x_sensor_read(&tsl256x_sensor, NULL, &ir, &lux);
 453                                 debug((ret != 0), "Lux read error: %d\n", ret);
 454                                 msleep(2);
 455                         }
 456                         if (got_veml == 1) {
 457                                 ret = veml6070_sensor_read(&veml6070_sensor, &uv);
 458                                 debug((ret != 0), "UV read error: %d\n", ret);
 459                                 msleep(2);
 460                         }
 461                         if (got_bme == 1) {
 462                                 ret = bme280_sensor_read(&bme280_sensor, &pressure, &temp, &humidity);
 463                                 debug((ret != 0), "Humidity read error: %d\n", ret);
 464
 465                                 comp_temp = bme280_compensate_temperature(&bme280_sensor, temp) / 10;
 466                                 pressure = bme280_compensate_pressure(&bme280_sensor, pressure) / 100;
 467                                 humidity = bme280_compensate_humidity(&bme280_sensor, humidity) / 10;
 468                         }
 469
 470                         /* Display all */
 471                         debug(1, "Sensor %d:\n\tSoil: %d\n", address, raw_humidity);
 472                         debug(1, "\tLux: %d, IR: %d, UV: %d\n", lux, ir, uv);
 473                         debug(1, "\tPatm: %d hPa, Temp: %d,%02d degC, Humidity: %d,%d rH\n\n",
 474                                         pressure,
 475                                         comp_temp / 10,  (comp_temp > 0) ? (comp_temp % 10) : ((-comp_temp) % 10),
 476                                         humidity / 10, humidity % 10);
 477
 478                         set_led(0, 0, ((raw_humidity >> 6) & 0xFF));
 479
 480                         /* Send for control */
 481                         if (1) {
 482                                 char buff[20];
 483                                 uint16_t* data = (uint16_t*)buff;
 484
 485                                 buff[0] = '#';
 486                                 buff[1] = address | (got_tsl << 5) | (got_veml << 6) | (got_bme << 7);
 487                                 data[1] = (uint16_t)htons(raw_humidity);
 488                                 data[2] = (uint16_t)htons(lux);
 489                                 data[3] = (uint16_t)htons(ir);
 490                                 data[4] = (uint16_t)htons(uv);
 491                                 data[5] = (uint16_t)htons(pressure);
 492                                 data[6] = (uint16_t)htons(comp_temp);
 493                                 data[7] = (uint16_t)htons(humidity);
 494
 495                                 gpio_clear(tx_en);
 496                                 serial_write(UART0, buff, 20);
 497                                 gpio_set(tx_en);
 498                         }
 499                 }
 500         }
 501
 502         return 0;
 503 }
 504