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 "lib/utils.h"
  33 #include "drivers/i2c.h"
  34 #include "drivers/adc.h"
  35 #include "drivers/serial.h"
  36 #include "drivers/gpio.h"
  37 #include "drivers/timers.h"
  38
  39 #include "extdrv/ws2812.h"
  40 #include "extdrv/tsl256x_light_sensor.h"
  41 #include "extdrv/veml6070_uv_sensor.h"
  42 #include "extdrv/bme280_humidity_sensor.h"
  43
  44
  45 #define MODULE_VERSION   0x04
  46 #define MODULE_NAME "E-Xanh Gardener"
  47
  48 #define SELECTED_FREQ  FREQ_SEL_36MHz
  49
  50
  51 #define DEBUG 1
  52 #if (DEBUG == 1) /* Send only on prog output */
  53  #define debug_printf(...) \
  54         uprintf(__VA_ARGS__); \
  55
  56  #define debug(cond, ...) \
  57     if (cond) { \
  58                 uprintf(UART0, __VA_ARGS__ ); \
  59         }
  60
  61 #elif (DEBUG == 2) /* Send on comm port */
  62  #define debug_printf(...) \
  63         gpio_clear(tx_en); \
  64         uprintf(__VA_ARGS__); \
  65         serial_flush(UART0); \
  66         gpio_set(tx_en);
  67
  68  #define debug(cond, ...) \
  69     if (cond) { \
  70                 gpio_clear(tx_en); \
  71                 uprintf(UART0, __VA_ARGS__ ); \
  72                 serial_flush(UART0); \
  73                 gpio_set(tx_en); \
  74         }
  75 #else
  76  #define debug_printf(...) ;
  77  #define debug(...) ;
  78 #endif
  79
  80 /***************************************************************************** */
  81 /* Pins configuration */
  82 /* Pins blocks are passed to set_pins() for pins configuration.
  83  * Unused pin blocks can be removed safely with the corresponding set_pins() call
  84  * All pins blocks may be safelly merged in a single block for single set_pins() call..
  85  */
  86 const struct pio_config common_pins[] = {
  87         /* UART 0 */
  88         { LPC_GPIO_0_0, LPC_UART0_RX, 0 },
  89         { LPC_GPIO_0_4, LPC_UART0_TX, 0 },
  90         /* I2C 0 */
  91         { LPC_I2C0_SCL_PIO_0_10, LPC_FIXED, 0 },
  92         { LPC_I2C0_SDA_PIO_0_11, LPC_FIXED, 0 },
  93         /* ADC */
  94         { LPC_ADC_AD9_PIO_0_17, LPC_FIXED, 0 },
  95         /* Timers */
  96         { LPC_GPIO_0_9, LPC_SCT_POUT0, 0 },
  97         /* GPIO */
  98         { LPC_GPIO_0_2, LPC_GPIO, 0 },  /* Led */
  99     { LPC_GPIO_0_3, LPC_GPIO, 0 },  /* Tx enable */
 100         ARRAY_LAST_PIO,
 101 };
 102
 103 /* Configure pins as used for capacitance sensing */
 104 const struct pio_config capacitance_pins[] = {
 105         { LPC_GPIO_0_9, LPC_SCT_POUT0, 0 },
 106         { LPC_ADC_AD9_PIO_0_17, LPC_FIXED, 0 },
 107         ARRAY_LAST_PIO,
 108 };
 109
 110
 111 const struct pio button = LPC_GPIO_0_13; /* Mode button */
 112 const struct pio ws2812_data_out_pin = LPC_GPIO_0_2; /* Led control data pin */
 113 const struct pio tx_en = LPC_GPIO_0_3; /* Enable comminication output */
 114
 115 const struct pio cap_trig_gpio = LPC_GPIO_0_9;
 116 const struct pio cap_adc_gpio = LPC_GPIO_0_17;
 117
 118
 119 /***************************************************************************** */
 120 /* External Sensors */
 121
 122 /* Note : 8bits address */
 123 #define BME280_ADDR   0xEC
 124 struct bme280_sensor_config bme280_sensor = {
 125         .bus_num = I2C0,
 126         .addr = BME280_ADDR,
 127         .humidity_oversampling = BME280_OS_x16,
 128         .temp_oversampling = BME280_OS_x16,
 129         .pressure_oversampling = BME280_OS_x16,
 130         .mode = BME280_NORMAL,
 131         .standby_len = BME280_SB_62ms,
 132         .filter_coeff = BME280_FILT_OFF,
 133 };
 134
 135
 136
 137 /***************************************************************************** */
 138 /* Luminosity */
 139
 140 /* Note : These are 8bits address */
 141 #define TSL256x_ADDR   0x52 /* Pin Addr Sel (pin2 of tsl256x) connected to GND */
 142 struct tsl256x_sensor_config tsl256x_sensor = {
 143         .bus_num = I2C0,
 144         .addr = TSL256x_ADDR,
 145         .gain = TSL256x_LOW_GAIN,
 146         .integration_time = TSL256x_INTEGRATION_100ms,
 147         .package = TSL256x_PACKAGE_T,
 148 };
 149
 150
 151
 152
 153 /***************************************************************************** */
 154 /* UV */
 155
 156 /* The I2C UV light sensor is at addresses 0x70, 0x71 and 0x73 */
 157 /* Note : These are 8bits address */
 158 #define VEML6070_ADDR   0x70
 159 struct veml6070_sensor_config veml6070_sensor = {
 160         .bus_num = I2C0,
 161         .addr = VEML6070_ADDR,
 162 };
 163
 164
 165
 166 /***************************************************************************** */
 167 /* Soil humidity sensor  */
 168
 169 uint16_t raw_humidity = 0;
 170 void soil_humidity_sample(void)
 171 {
 172         /* Get ADC values */
 173         adc_get_value(&raw_humidity, LPC_ADC(9));
 174 }
 175
 176
 177 /* Set led */
 178 void set_led(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue)
 179 {
 180         ws2812_set_pixel(0, red, green, blue);
 181         ws2812_send_frame(0);
 182 }
 183
 184
 185
 186 /***************************************************************************** */
 187 void system_init()
 188 {
 189         system_set_default_power_state();
 190         clock_config(SELECTED_FREQ);
 191         set_pins(common_pins);
 192         gpio_on();
 193         /* System tick timer MUST be configured and running in order to use the sleeping
 194          * functions */
 195         systick_timer_on(1); /* 1ms */
 196         systick_start();
 197 }
 198
 199 /* Define our fault handler. This one is not mandatory, the dummy fault handler
 200  * will be used when it's not overridden here.
 201  * Note : The default one does a simple infinite loop. If the watchdog is deactivated
 202  * the system will hang.
 203  */
 204 void fault_info(const char* name, uint32_t len)
 205 {
 206         debug_printf(UART0, name);
 207         while (1);
 208 }
 209
 210 const struct lpc_timer_pwm_config pwm_conf = {
 211         .nb_channels = 1,
 212         .period = 30,
 213         .outputs_initial_state = 0x01,
 214         .match_values = { 10, },
 215         .outputs = { 0, },
 216 };
 217
 218
 219 enum states {
 220         IDLE = 0,
 221         MSG_START,
 222         ADDRESSSED,
 223         NEED_DATA,
 224 };
 225 #define MSG_FIRST_BYTE  '#'
 226 volatile uint8_t send_data = 0;
 227 volatile uint8_t req_cmd = 0;
 228 volatile uint8_t req_data_len = 0;
 229 #define DATA_LEN_MAX 8
 230 volatile uint8_t req_data[DATA_LEN_MAX];
 231
 232 volatile uint8_t address = 0;
 233 volatile uint8_t store_address = 0;
 234 volatile uint8_t addr_req = 0;
 235
 236 /* serial_req */
 237 void serial_req(uint8_t c)
 238 {
 239         static int state = IDLE;
 240         static uint8_t req_need_data_len = 0;
 241         static uint8_t tmp_req_cmd = 0;
 242         switch (state) {
 243                 case IDLE:
 244                         if (c == MSG_FIRST_BYTE) {
 245                                 state = MSG_START;
 246                         }
 247                         break;
 248
 249                 case MSG_START:
 250                         if ((c == address) || (c == 0xFF)) {
 251                                 state = ADDRESSSED;
 252                         } else {
 253                                 state = IDLE;
 254                         }
 255                         break;
 256
 257                 case ADDRESSSED:
 258                         if ((address == 0) & (addr_req == 1)) {
 259                                 /* We received our address, store it */
 260                                 address = c;
 261                                 store_address = 1;
 262                                 state = IDLE;
 263                                 break;
 264                         }
 265                         switch (c) {
 266                                 case 'a':
 267                                         send_data = 1;
 268                                         state = IDLE;
 269                                         break;
 270                                 case 'l':
 271                                         req_need_data_len = 3;
 272                                         tmp_req_cmd = 'l';
 273                                         state = NEED_DATA;
 274                                         break;
 275                         }
 276                         break;
 277
 278                 case NEED_DATA:
 279                         req_data[req_data_len++] = c;
 280                         if (req_data_len >= req_need_data_len) {
 281                                 req_need_data_len = 0;
 282                                 state = IDLE;
 283                                 req_cmd = tmp_req_cmd;
 284                                 tmp_req_cmd = 0;
 285                         }
 286                         break;
 287
 288                 default:
 289                         state = IDLE;
 290         }
 291 }
 292
 293 /* Should check button "hold" duration and act accordingly
 294  * When pressed with no addresss : should request address from host
 295  */
 296 volatile uint8_t need_config = 0;
 297 void button_request(uint32_t gpio)
 298 {
 299         static uint32_t tick_press_date = 0;
 300         int delta;
 301         if (gpio_read(button) == 0) {
 302                 tick_press_date = systick_get_tick_count();
 303                 return;
 304         }
 305         delta = systick_get_tick_count() - tick_press_date;
 306         if (delta < 0) {
 307                 return; /* Timer wrapped while reading button hold duration ... let user press again. */
 308         }
 309         if (address == 0) {
 310                 need_config = 1;
 311                 return;
 312         }
 313         if (delta < 2000) {
 314                 /* Send a sample .... */
 315                 /* This should enter the "menu" loop */
 316                 send_data = 1;
 317         } else {
 318                 address = 0;
 319                 need_config = 1;
 320         }
 321 }
 322 /***************************************************************************** */
 323 int main(void)
 324 {
 325         uint8_t got_tsl = 1, got_veml = 1, got_bme = 1;
 326         /* TSL2561 and VEML6070 */
 327         uint16_t uv = 0, ir = 0;
 328         uint32_t lux = 0;
 329         /* BME280 */
 330         uint32_t pressure = 0, temp = 0;
 331         uint16_t humidity = 0;
 332         int comp_temp = 0;
 333         int ret = 0;
 334
 335         system_init();
 336
 337         /* Communication */
 338         uart_on(UART0, 115200, serial_req);
 339         config_gpio(&tx_en, 0, GPIO_DIR_OUT, 1);
 340
 341         /* ADC */
 342         config_gpio(&cap_trig_gpio, 0, GPIO_DIR_OUT, 0);
 343         config_gpio(&cap_adc_gpio, 0, GPIO_DIR_OUT, 0);
 344         adc_on(NULL);
 345         adc_start_burst_conversion(ADC_MCH(9), LPC_ADC_SEQA);
 346         debug_printf(UART0, "ADC config done\n");
 347
 348         /* Led strip configuration */
 349         ws2812_config(&ws2812_data_out_pin);
 350         debug_printf(UART0, "Led config done\n");
 351
 352         /* Timer config */
 353         timer_on(LPC_SCT, (10 * 1000 * 1000), NULL);
 354         timer_pwm_config(LPC_SCT, &pwm_conf);
 355         debug_printf(UART0, "Timer config done\n");
 356
 357         /* Start sampling */
 358         set_pins(capacitance_pins);
 359         timer_start(LPC_SCT);
 360
 361         /* Register callback on button */
 362         set_gpio_callback(button_request, &button, EDGES_BOTH);
 363
 364         i2c_on(I2C0, I2C_CLK_100KHz, I2C_MASTER);
 365
 366         msleep(10);
 367
 368         /* Configure lux sensor */
 369         ret = tsl256x_configure(&tsl256x_sensor);
 370         if (ret != 0) {
 371                 got_tsl = 0;
 372                 debug_printf(UART0, "Lux config error: %d\n", ret);
 373         }
 374         msleep(10);
 375
 376         /* Configure uv sensor */
 377         ret = veml6070_configure(&veml6070_sensor);
 378         if (ret != 0) {
 379                 got_veml = 0;
 380                 debug_printf(UART0, "UV config error: %d\n", ret);
 381         }
 382         msleep(10);
 383
 384         /* Configure barometric + humidity + temp sensor */
 385         ret = bme280_configure(&bme280_sensor);
 386         if (ret != 0) {
 387                 got_bme = 0;
 388                 debug_printf(UART0, "Humidity config error: %d\n", ret);
 389         }
 390         msleep(10);
 391
 392         /* Read our address from Flash */
 393         memcpy((void*)&address, (void*)(0x00003FC0), 1);
 394         if (address == 0) {
 395                 /* No sensor should have adrress 0, which is reserved for the "waiting for new address" state */
 396                 address = 255;
 397         }
 398         debug_printf(UART0, "Address: %d\n", address);
 399
 400         send_data = 0;
 401         store_address = 0;
 402         req_cmd = 0;
 403         need_config = 0;
 404
 405         while (1) {
 406
 407                 /* Enter sleep / low-power ? */
 408
 409                 /* Leave some time for the others */
 410                 msleep(50); /* Add some delay */
 411
 412                 if (store_address == 1) {
 413                         char buf[64] = "";
 414                         store_address = 0;
 415
 416                         ret = iap_prepare_flash(15, 15);  /* Prepare sector 15 (16K flash size) for erase */
 417                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error preparing flash: %d\n", ret);
 418
 419                         ret = iap_erase_flash_pages(255, 255); /* Erase the last page of the Flash */
 420                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error erasing page 255: %d\n", ret);
 421
 422                         ret = iap_prepare_flash(15, 15);  /* Prepare sector 15 (16K flash size) for write */
 423                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error preparing flash: %d\n", ret);
 424
 425                         buf[0] = address;
 426                         ret = iap_copy_ram_to_flash(0x00003FC0, (uint32_t)(&buf), 64);
 427                         debug((ret != IAP_STATUS_CMD_SUCCESS), "Error writting our number: %d\n", ret);
 428
 429                         debug(1, "Changed our address to %d\n", address);
 430                 }
 431
 432                 if (req_cmd != 0) {
 433                         switch (req_cmd) {
 434                                 case 'l':
 435                                         set_led(req_data[0], req_data[1], req_data[2]);
 436                                         debug(1, "Set led to %d %d %d\n", req_data[0], req_data[1], req_data[2]);
 437                                         break;
 438
 439                                 default:
 440                                         debug(1, "Unhandled command 0x%02x (%c)\n", req_cmd, req_cmd);
 441                         }
 442                         req_cmd = 0;
 443                         req_data_len = 0;
 444                 }
 445
 446                 /* Get hold of Tx line */
 447                 if (need_config == 1) {
 448                         /* Request a new address from host */
 449                         serial_flush(UART0);
 450                         /* Do not place any of the following instructions before the flush end */
 451                         isb();
 452                         gpio_clear(tx_en);
 453                         if (serial_write(UART0, "$c", 2) == 2) {
 454                                 addr_req = 1;
 455                                 need_config = 0;
 456                         }
 457                         /* And wait for fush end before relaesing the line */
 458                         isb();
 459                         serial_flush(UART0);
 460                         isb();
 461                         gpio_set(tx_en);
 462                 }
 463
 464                 if (send_data == 1) {
 465                         send_data = 0;
 466                         /* Take humidity sample */
 467                         soil_humidity_sample();
 468
 469                         if (got_tsl == 1) {
 470                                 ret = tsl256x_sensor_read(&tsl256x_sensor, NULL, &ir, &lux);
 471                                 debug((ret != 0), "Lux read error: %d\n", ret);
 472                                 msleep(2);
 473                         }
 474                         if (got_veml == 1) {
 475                                 ret = veml6070_sensor_read(&veml6070_sensor, &uv);
 476                                 debug((ret != 0), "UV read error: %d\n", ret);
 477                                 msleep(2);
 478                         }
 479                         if (got_bme == 1) {
 480                                 ret = bme280_sensor_read(&bme280_sensor, &pressure, &temp, &humidity);
 481                                 debug((ret != 0), "Humidity read error: %d\n", ret);
 482
 483                                 comp_temp = bme280_compensate_temperature(&bme280_sensor, temp) / 10;
 484                                 pressure = bme280_compensate_pressure(&bme280_sensor, pressure) / 100;
 485                                 humidity = bme280_compensate_humidity(&bme280_sensor, humidity) / 10;
 486                         }
 487
 488                         /* Display all */
 489                         debug(1, "Sensor %d:\n\tSoil: %d\n", address, raw_humidity);
 490                         debug(1, "\tLux: %d, IR: %d, UV: %d\n", lux, ir, uv);
 491                         debug(1, "\tPatm: %d hPa, Temp: %d,%02d degC, Humidity: %d,%d rH\n\n",
 492                                         pressure,
 493                                         comp_temp / 10,  (comp_temp > 0) ? (comp_temp % 10) : ((-comp_temp) % 10),
 494                                         humidity / 10, humidity % 10);
 495
 496                         set_led(0, 0, ((raw_humidity >> 6) & 0xFF));
 497
 498                         /* Send for control */
 499                         if (1) {
 500                                 char buff[20];
 501                                 uint16_t* data = (uint16_t*)buff;
 502                                 memset(buff, 0, 20);
 503                                 buff[0] = '#';
 504                                 buff[1] = address | (got_tsl << 5) | (got_veml << 6) | (got_bme << 7);
 505                                 data[1] = (uint16_t)htons(raw_humidity);
 506                                 data[2] = (uint16_t)htons(lux);
 507                                 data[3] = (uint16_t)htons(ir);
 508                                 data[4] = (uint16_t)htons(uv);
 509                                 data[5] = (uint16_t)htons(pressure);
 510                                 data[6] = (uint16_t)htons(comp_temp);
 511                                 data[7] = (uint16_t)htons(humidity);
 512
 513                                 serial_flush(UART0);
 514                                 /* Do not place any of the following instructions before the flush end */
 515                                 isb();
 516                                 gpio_clear(tx_en);
 517                                 serial_write(UART0, buff, 20);
 518                                 /* And wait for fush end before relaesing the line */
 519                                 isb();
 520                                 serial_flush(UART0);
 521                                 isb();
 522                                 gpio_set(tx_en);
 523                         }
 524                 }
 525         }
 526
 527         return 0;
 528 }
 529