firmware/battery.c

   1 #include <avr/io.h>
   2
   3 #include "lights.h"
   4
   5 #define BATTERY_ADC_SHIFT       6
   6 #define RESISTOR_HI     1500    // kOhm
   7 #define RESISTOR_LO      100    // kOhm
   8
   9 static volatile uint16_t battery_adcval;
  10 volatile unsigned char battery_critical;
  11
  12 void init_battery()
  13 {
  14         battery_adcval = 0;
  15         battery_critical = 0;
  16 }
  17
  18 void battery_adc(uint16_t adcval)
  19 {
  20         if (battery_adcval == 0) {
  21                 battery_adcval = adcval << BATTERY_ADC_SHIFT;
  22         } else { // running average
  23                 battery_adcval += (adcval
  24                         - (battery_adcval >> BATTERY_ADC_SHIFT));
  25         }
  26 }
  27
  28 unsigned char battery_100mv()
  29 {
  30         /*
  31          * This is tricky: we need to maintain precision, so we first
  32          * multiply adcval by as big number as possible to fit uint16_t,
  33          * then divide to get the final value,
  34          * and finally type-cast it to unsigned char.
  35          * We don't do running average, as the required precision
  36          * is coarse (0.1 V).
  37          */
  38         return (unsigned char)
  39                 ((uint16_t)(
  40                 (battery_adcval >> BATTERY_ADC_SHIFT)
  41                 * (11                                      // 1.1V
  42                 * (RESISTOR_HI+RESISTOR_LO)/RESISTOR_LO    // resistor ratio
  43                 / 4)) >> 8);                               // divide by 1024
  44 }
  45
  46 /* convert value in mV to value of ADC shifted by BATTERY_ADC_SHIFT */
  47 #define MV_TO_ADC(x) \
  48         ((uint16_t)(((uint32_t)(x) * 1024 * (1 << BATTERY_ADC_SHIFT)) \
  49                 / ((uint32_t) 1100 \
  50                         * ((RESISTOR_HI+RESISTOR_LO)/RESISTOR_LO))))
  51
  52 /* convert value in mV to upper 8 bits of ADC value << BATTERY_ADC_SHIFT */
  53 #define MV_TO_ADC8(x)   ((unsigned char)(MV_TO_ADC(x) >> 8))
  54
  55 /*
  56  * Returns number from 1 to 10 (1 = battery almost empty, 10 = full)
  57  * Lithium cells have voltage from about 2.9V to 4.1V. We consider battery
  58  * above 4V full, and under 3.2V critically low. We guess whether
  59  * the battery has two or three cells - voltages above 8.6V are considered
  60  * from three-cell battery.
  61  */
  62 unsigned char battery_gauge()
  63 {
  64         unsigned char b8 = battery_adcval >> 8;
  65         unsigned char rv;
  66
  67         if        (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3200)) {
  68                 rv = 1;
  69         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3475)) {
  70                 rv = 2;
  71         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3577)) {
  72                 rv = 3;
  73         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3620)) {
  74                 rv = 4;
  75         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3741)) {
  76                 rv = 5;
  77         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3775)) {
  78                 rv = 6;
  79         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3844)) {
  80                 rv = 7;
  81         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 3930)) {
  82                 rv = 8;
  83         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 4000)) {
  84                 rv = 9;
  85         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(2 * 4300)) {
  86                 rv = 10;
  87         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3200)) { // three-cell battery
  88                 rv = 1;
  89         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3475)) {
  90                 rv = 2;
  91         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3577)) {
  92                 rv = 3;
  93         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3620)) {
  94                 rv = 4;
  95         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3741)) {
  96                 rv = 5;
  97         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3775)) {
  98                 rv = 6;
  99         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3844)) {
 100                 rv = 7;
 101         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 3930)) {
 102                 rv = 8;
 103         } else if (b8 < MV_TO_ADC8(3 * 4000)) {
 104                 rv = 9;
 105         } else {
 106                 rv = 10;
 107         }
 108
 109         if (rv == 1)
 110                 battery_critical = 1;
 111
 112 #if 0
 113         log_byte(0xbb);
 114         log_byte(rv);
 115         log_flush();
 116 #endif
 117
 118         return rv;
 119 }