Low battery bugfix:
[heater.git] / firmware / main.c
index d35fb21..65801e8 100644 (file)
  * Buttons:
  * There are two buttons (+ and -). Any button can wake the system up from
  * the power-down state.
- * TODO: When the system is woken up by the "-" button,
- * it starts with the minimum output power, when it is woken up by the "+"
- * button, it start with the maximum output power.
  * When running, the "-" button is used for decreasing the output power,
  * the "+" button is for increasing it.
- * When on the lowest power state, the "-" button switches the system off.
- * Long "-" button press switches the system off, long "+" button
- * press sets the output power to maximum.
+ * Any long button press switches the system off.
  *
  * Status LED:
  * When powering up by a button press, the LED goes on to provide a visual
  * feedback, and is switched off after the button is released.
- * TODO: After a button press, the # of blinks of the LED reflects the
- * chosen output power level for some time. Afterwards, it displays
- * the battery level.
- * TODO: When the battery is completely exhausted, the output power is switched
+ * It displays the current power level and current battery voltage
+ * using # of blinks with different blinking lengths.
+ * When the battery is completely exhausted, the output power is switched
  * off, the LED keeps blinking for some time, and then the whole system is
  * switched off to avoid deep discharge of the battery.
  *
 #define WAKEUP_POLL 50 // msec
 #define WAKEUP_LIMIT 5 // times WAKEUP_POLL
 
+// #define BUTTONS_REVERSE
+
+#ifdef BUTTONS_REVERSE
+#      define BUTTON1  PB0
+#      define BUTTON2  PB1
+#else
+#      define BUTTON1  PB1
+#      define BUTTON2  PB0
+#endif /* !BUTTONS_REVERSE */
+
 /* which state (output on or output off) are we measuring now */
 static volatile unsigned char adc_type, adc_drop;
 #define ADC_RUNAVG_SHIFT 5     // running average shift on batt_on, batt_off
@@ -75,15 +79,17 @@ static volatile uint16_t batt_on, batt_off; // measured voltage
                                * (1024UL * (mV)) \
                                / (6UL * ADC_1100MV_VALUE)) >> 8))
 static unsigned char batt_levels[] = {
-       MV_TO_ADC8(3350),
-       MV_TO_ADC8(3700),
-       MV_TO_ADC8(3900),
+       MV_TO_ADC8(3000), // below this, do not enable load, and switch off
+       MV_TO_ADC8(3150), // below this, switch off after some time
+       MV_TO_ADC8(3450), // battery low
+       MV_TO_ADC8(3800), // battery ok, above that almost full
 };
 #define BATT_N_LEVELS  (sizeof(batt_levels) / sizeof(batt_levels[0]))
 
 /* output power and PWM calculation */
 #define PWM_TOP        255
 #define PWM_MAX        (PWM_TOP - 8)   // to allow for ADC "batt_off" measurements
+#define PWM_MIN        8               // to allow for ADC "batt_on" measurements
 
 /*
  * The values in power_levels[] array are voltages at which the load
@@ -107,6 +113,8 @@ static unsigned char power_levels[] = {
 
 static unsigned char power_level = 0; // selected power level
 
+#define LED_BATTEMPTY_COUNT    60
+
 /* timing by WDT */
 static volatile unsigned char jiffies, next_clock_tick;
 
@@ -114,14 +122,14 @@ static volatile unsigned char jiffies, next_clock_tick;
 #define BUTTON_SHORT_MIN       1
 #define BUTTON_LONG_MIN                10
 
+
 /* ========= Analog to Digital Converter (battery voltage) ========== */
 static void adc_init()
 {
        power_adc_enable();
 
-       ADCSRA = _BV(ADEN)                      // enable
-               | _BV(ADPS1) | _BV(ADPS0)       // clk/8 = 125 kHz
-               | _BV(ADIE);                    // enable IRQ
+       ADCSRA = _BV(ADEN)                      // enable
+               | _BV(ADPS1) | _BV(ADPS0);      // clk/8 = 125 kHz
        ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX1) | _BV(MUX0);
                // 1.1V reference, PB3 pin, single-ended
        DIDR0 |= _BV(ADC3D);    // PB3 pin as analog input
@@ -129,15 +137,17 @@ static void adc_init()
 
 static void adc_susp()
 {
-       ADCSRA &= ~_BV(ADEN);   // disable ADC
+       ADCSRA = 0;             // disable ADC
        DIDR0 &= ~_BV(ADC3D);   // disable analog input on PB3
 
        power_adc_disable();
 }
 
-static void adc_start_measurement()
+static void adc_start_measurement(unsigned char on)
 {
-       ADCSRA |= _BV(ADSC);
+       adc_drop = 1;
+       adc_type = on;
+       ADCSRA |= _BV(ADSC) | _BV(ADIE);
 }
 
 ISR(ADC_vect)
@@ -166,6 +176,7 @@ ISR(ADC_vect)
                        batt_on = adcw << ADC_RUNAVG_SHIFT;
                }
        }
+       ADCSRA &= ~_BV(ADIE);
 }
 
 /* ===================== Timer/Counter1 for PWM ===================== */
@@ -174,9 +185,18 @@ static void pwm_init()
        power_timer1_enable();
 
        DDRB |= _BV(PB4);
+       PORTB &= ~_BV(PB4);
 
        // TCCR1 = _BV(CS10); // clk/1 = 1 MHz
-       TCCR1 = _BV(CS11) | _BV(CS13); // clk/512 = 2 kHz
+       // TCCR1 = _BV(CS11) | _BV(CS13); // clk/512 = 2 kHz
+       /*
+        * clk/64 = 16 kHz. We use PWM_MIN and PWM_MAX, so we have at least
+        * 8 full T/C1 cycles to do two ADC measurements. The ADC with 125 kHz
+        * clock can do about 7000-9000 measurement per second, so we should
+        * be safe both on low and high OCR1B values with this clock
+        */
+       TCCR1 = _BV(CS12) | _BV(CS11) | _BV(CS10);
+
        GTCCR = _BV(COM1B1) | _BV(PWM1B);
        OCR1C = PWM_TOP;
        // OCR1B = steps[0];
@@ -187,20 +207,19 @@ static void pwm_init()
 static void pwm_susp()
 {
        TCCR1 = 0;
+       TIMSK = 0;
+       GTCCR = 0;
+       PORTB &= ~_BV(PB4);
 }
 
 ISR(TIM1_OVF_vect)
 {
-       adc_drop = 2;
-       adc_type = 1;
-       adc_start_measurement();
+       adc_start_measurement(1);
 }
 
 ISR(TIM1_COMPB_vect)
 {
-       adc_drop = 2;
-       adc_type = 0;
-       adc_start_measurement();
+       adc_start_measurement(0);
 }
 
 static void pwm_set(unsigned char pwm)
@@ -251,9 +270,9 @@ static void buttons_susp()
 static unsigned char buttons_pressed()
 {
        return (
-               (PINB & _BV(PB0) ? 0 : 1)
+               (PINB & _BV(BUTTON1) ? 0 : 1)
                |
-               (PINB & _BV(PB1) ? 0 : 2)
+               (PINB & _BV(BUTTON2) ? 0 : 2)
        );
 }
 
@@ -341,22 +360,87 @@ static void power_down()
        hw_setup();
 }
 
+/* ============ Status LED blinking =================================== */
+static unsigned char blink_on_time, blink_off_time, n_blinks;
+static unsigned char blink_counter;
+
+static unsigned char battery_level()
+{
+       unsigned char i, adc8;
+
+       // NOTE: we use 8-bit value only, so we don't need lock to protect
+       // us against concurrently running ADC IRQ handler:
+       adc8 = batt_off >> 8;
+
+       for (i = 0; i < BATT_N_LEVELS; i++)
+               if (batt_levels[i] > adc8)
+                       break;
+
+       return i;
+}
+
+static void status_led_next_pattern()
+{
+       static unsigned char battery_exhausted;
+       static unsigned char display_power_level;
+
+       if (display_power_level) {
+               n_blinks = power_level + 1;
+               if (batt_on >> 8 == batt_off >> 8) { // load unplugged
+                       n_blinks = 2 * n_blinks;
+                       blink_on_time = 0;
+                       blink_off_time = 0;
+               } else {
+                       blink_on_time = 2;
+                       blink_off_time = 2;
+               }
+       } else {
+               unsigned char b_level = battery_level();
+               if (b_level > 1) {
+                       battery_exhausted = 0;
+               } else if (battery_exhausted) {
+                       if (!--battery_exhausted)
+                               power_down();
+               } else {
+                       battery_exhausted = LED_BATTEMPTY_COUNT;
+               }
+
+               n_blinks = b_level ? b_level : 1;
+               blink_on_time = b_level ? 4 : 2;
+               blink_off_time = 0;
+       }
+
+       blink_counter = 12;
+       display_power_level = !display_power_level;
+}
+
+static void timer_blink()
+{
+       if (blink_counter) {
+               blink_counter--;
+       } else if (!status_led_is_on()) {
+               status_led_on();
+               blink_counter = blink_on_time;
+       } else if (n_blinks) {
+               --n_blinks;
+               status_led_off();
+               blink_counter = blink_off_time;
+       } else {
+               status_led_next_pattern();
+       }
+}
+
 /* ======== Button press detection and  handling ===================== */
 static void button_pressed(unsigned char button, unsigned char long_press)
 {
        // ignore simlultaneous button 1 and 2 press
        if (long_press) {
-               if (button == 1) {
-                       power_down();
-               } else if (button == 2) {
-                       power_level = N_POWER_LEVELS-1;
-               }
+               power_down();
+               return;
        } else { // short press
                if (button == 1) {
                        if (power_level > 0) {
                                --power_level;
-                       } else {
-                               power_down();
                        }
                } else if (button == 2) {
                        if (power_level < N_POWER_LEVELS-1) {
@@ -364,6 +448,7 @@ static void button_pressed(unsigned char button, unsigned char long_press)
                        }
                }
        }
+       status_led_next_pattern();
 }
 
 static unsigned char button_state, button_state_time;
@@ -397,63 +482,22 @@ static void timer_check_buttons()
        button_state_time = 0;
 }
 
-/* ============ Status LED blinking =================================== */
-static unsigned char blink_on_time, blink_off_time, n_blinks;
-static unsigned char blink_counter;
-
-static unsigned char battery_level()
-{
-       unsigned char i, adc8;
-
-       // NOTE: we use 8-bit value only, so we don't need lock to protect
-       // us against concurrently running ADC IRQ handler:
-       adc8 = batt_off >> 8;
-
-       for (i = 0; i < BATT_N_LEVELS; i++)
-               if (batt_levels[i] > adc8)
-                       break;
-
-       return i;
-}
-
-static void status_led_next_pattern()
-{
-
-       // for now, display the selected intensity
-       // n_blinks = power_level + 1;
-       n_blinks = battery_level() + 1;
-       blink_on_time = 0;
-       blink_off_time = 2;
-       blink_counter = 10;
-}
-
-static void timer_blink()
-{
-       if (blink_counter) {
-               blink_counter--;
-       } else if (status_led_is_on()) {
-               status_led_off();
-               blink_counter = blink_off_time;
-       } else if (n_blinks) {
-               --n_blinks;
-               status_led_on();
-               blink_counter = blink_on_time;
-       } else {
-               status_led_next_pattern();
-       }
-}
-
+/* ===================== Output power control ======================== */
 static void calculate_power_level()
 {
        uint32_t pwm;
        unsigned char batt_on8;
 
-       if (battery_level() == 0 || batt_on == 0) {
+       if (battery_level() == 0) {
                pwm_set(0);
                // TODO power_down() after some time
                return;
        }
 
+       if (!batt_on) {
+               batt_on = batt_off;
+       };
+
        batt_on8 = batt_on >> 8;
 
        pwm = (uint32_t)PWM_TOP * power_levels[power_level]
@@ -463,9 +507,14 @@ static void calculate_power_level()
        if (pwm > PWM_MAX)
                pwm = PWM_MAX;
 
+       if (pwm < PWM_MIN)
+               pwm = PWM_MIN;
+
+#if 0
        log_byte(0x10 + power_level);
        log_byte(batt_on8);
        log_byte(pwm & 0xFF);
+#endif
 
        pwm_set(pwm);
 }
@@ -515,6 +564,10 @@ int main()
                                log_byte(batt_on >> 8);
 #endif
                        }
+                       if (jiffies == 0) {
+                               log_byte(batt_on >> 8);
+                               log_byte(batt_off >> 8);
+                       }
                        log_flush();
                }
        }