firmware/ambient.c

   1 #include <avr/io.h>
   2 #include <avr/eeprom.h>
   3
   4 #include "lights.h"
   5
   6 #define AMBIENT_FAST_SHIFT 2    // running avg of ADC vals
   7 #define AMBIENT_SLOW_SHIFT 6    // 1 << AMBIENT_SLOW_SHIFT times slower
   8
   9 static uint16_t ambient_fast, ambient_slow;
  10 volatile unsigned char ambient_zone, ambient_shadow;
  11 static unsigned char ambient_min, ambient_max, ambient_drop;
  12
  13 /* logging */
  14 #define AMBIENT_LOG_SIZE 256
  15 static unsigned char ambient_log_offset_stored EEMEM;
  16 static unsigned char ambient_log_offset;
  17 static unsigned char ambient_log[AMBIENT_LOG_SIZE] EEMEM;
  18
  19 /* My photodiode reads 0x00C5 .. 0x033B */
  20 typedef struct {
  21         uint16_t lo, hi; // TODO: consider changing this to bytes
  22 } ambient_zone_t;
  23
  24 /*
  25  * Note: these have to be sorted, starting with 0, ending with 0xFFFF
  26  * and having small overlaps in order to provide a bit of hysteresis.
  27  */
  28 static ambient_zone_t ambient_zones[N_AMBIENT_ZONES] = {
  29 #ifdef PAVLINA
  30         { 0x0000, 0x02d0 }, // dark
  31         { 0x02b0, 0x0318 }, // evening
  32         { 0x0308, 0x032c }, // dawn
  33         { 0x0324, 0xffff }, // day
  34 #else
  35         { 0x0000, 0x0250 }, // dark
  36         { 0x0230, 0x02e8 }, // evening
  37         { 0x02d0, 0x0302 }, // dawn
  38         { 0x02fc, 0xffff }, // day
  39 #endif
  40 };
  41
  42 #define SHADOW_DROP_LIMIT       0x20 // in ADC units (0..0x3ff)
  43
  44 void init_ambient()
  45 {
  46         ambient_slow = 0;
  47         ambient_fast = 0;
  48         ambient_max = 0;
  49         ambient_min = 0xFF;
  50         ambient_zone = 1;
  51         ambient_drop = 0;
  52         ambient_shadow = 0;
  53
  54         ambient_log_offset = eeprom_read_byte(&ambient_log_offset_stored);
  55
  56         if (ambient_log_offset == AMBIENT_LOG_SIZE)
  57                 ambient_log_offset = 0; // start over
  58 }
  59
  60 void susp_ambient()
  61 {
  62         unsigned char stored_offset;
  63
  64         ambient_log_min_max();
  65
  66         stored_offset = eeprom_read_byte(&ambient_log_offset_stored);
  67         if (stored_offset != ambient_log_offset)
  68                 eeprom_write_byte(&ambient_log_offset_stored,
  69                         ambient_log_offset);
  70 }
  71
  72 void ambient_log_min_max()
  73 {
  74         if (ambient_log_offset >= AMBIENT_LOG_SIZE - 1)
  75                 ambient_log_offset = 0; // start over
  76
  77         ambient_max -= ambient_min;
  78         // ambient_max >>= 2;
  79         if (ambient_max > 15)
  80                 ambient_max = 15;
  81
  82         ambient_drop >>= 2;
  83         if (ambient_drop > 15)
  84                 ambient_drop = 15;
  85
  86         eeprom_write_byte(&ambient_log[ambient_log_offset++], ambient_min);
  87         eeprom_write_byte(&ambient_log[ambient_log_offset++],
  88                 (ambient_max << 4) | ambient_drop);
  89
  90         ambient_min = 0xFF;
  91         ambient_max = 0;
  92         ambient_drop = 0;
  93 }
  94
  95 static inline void ambient_zone_changed()
  96 {
  97         pwmled_select_brightness();
  98         pattern_reload();
  99 }
 100
 101 static unsigned char val_to_zone(uint16_t ambient_val)
 102 {
 103         unsigned char new_zone = ambient_zone;
 104
 105         if (new_zone >= N_AMBIENT_ZONES)
 106                 new_zone = N_AMBIENT_ZONES-1;
 107
 108         while (ambient_zones[new_zone].lo > ambient_val)
 109                 new_zone--;
 110
 111         while (ambient_zones[new_zone].hi < ambient_val)
 112                 new_zone++;
 113
 114         return new_zone;
 115 }
 116
 117 void ambient_adc(uint16_t adcval)
 118 {
 119         unsigned char new_zone, user_zone, new_shadow = 0;
 120         unsigned char byte_fast, byte_slow, drop;
 121         uint16_t fast_10bit, slow_10bit;
 122
 123         // running avg - shorter timespan
 124         ambient_fast += adcval - (ambient_fast >> AMBIENT_FAST_SHIFT);
 125
 126         // running avg - longer timespan
 127         fast_10bit = ambient_fast >> (AMBIENT_FAST_SHIFT + AMBIENT_ADC_SHIFT);
 128         ambient_slow += fast_10bit - (ambient_slow >> AMBIENT_SLOW_SHIFT);
 129
 130         // ambient zones are governed by shorter timespan by default
 131         new_zone = val_to_zone(fast_10bit);
 132
 133         slow_10bit = ambient_slow >> AMBIENT_SLOW_SHIFT;
 134
 135         if ((new_zone > ambient_zone)
 136                 || (new_zone > 1 && new_zone == ambient_zone - 1)) {
 137                 // but change to the neighbouring zone is governed by _slow,
 138                 // except to the darkest zone, where we want fast reaction.
 139                 new_zone = val_to_zone(slow_10bit);
 140         }
 141
 142         // user_param ambient zone override
 143         if ((user_zone = get_user_param(0)) > 0)
 144                 new_zone = user_zone - 1;
 145
 146 #if 0   // ignore shadow-entering code altogether for now
 147         // are we entering the shadow?
 148         if (!user_zone && new_zone < ambient_zone
 149                 && ambient_zone >= 2 && slow_10bit > fast_10bit
 150                 && slow_10bit - fast_10bit >= SHADOW_DROP_LIMIT) {
 151                 // we are entering the shadow
 152                 new_shadow = 0x30;
 153         }
 154
 155         if (ambient_shadow) {
 156                 if (new_shadow) {
 157                         new_zone = ambient_zone; // don't change while entering shadow
 158                         ambient_shadow = new_shadow; // update the timeout
 159                 } else {
 160                         ambient_shadow--;
 161                         if (!ambient_shadow) { // leaving the shadow
 162                                 ambient_zone_changed();
 163                         }
 164                 }
 165         } else if (new_shadow) {
 166                 ambient_shadow = new_shadow; // set up the timeout
 167                 new_zone = ambient_zone; // don't change while entering shadow
 168                 ambient_zone_changed();  // notify others the first time
 169         }
 170 #endif
 171
 172         // TODO: maybe use these values instead of 10-bit?
 173         byte_fast = fast_10bit >> 2;
 174         byte_slow = slow_10bit >> 2;
 175
 176         if (byte_slow > byte_fast) {
 177                 drop = byte_slow - byte_fast;
 178                 if (drop > ambient_drop)
 179                         ambient_drop = drop;
 180         }
 181
 182         if (ambient_min > byte_slow)
 183                 ambient_min = byte_slow;
 184
 185         if (ambient_max < byte_slow)
 186                 ambient_max = byte_slow;
 187
 188         if (new_zone != ambient_zone) {
 189                 ambient_zone = new_zone;
 190 #if 0
 191                 log_byte(0xab);
 192                 log_byte(ambient_zone);
 193                 log_word(adcval);
 194                 log_flush();
 195 #endif
 196                 ambient_zone_changed();
 197         }
 198 }
 199