ebk-unhb-co2ampel/src/ebk_co2ampel.cpp

263 lines
8.1 KiB
C++

#include <Arduino.h>
#include "MHZ19.h"
#include "SSD1306Wire.h"
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include "fonts-custom.h"
#include <Preferences.h>
#include "uptime_formatter.h"
// Grenzwerte für die CO2 Werte für grün und gelb, alles überhalb davon bedeutet rot
#define GREEN_CO2 800
#define YELLOW_CO2 1000
// CO2 Messintervall in Milisekunden
#define INTERVAL 15*1000
// Dauer der Kalibrierungsphase in Milisekunden
#define CALINTERVAL 180*1000
// Boot-Mode Konstanten
#define BOOT_NORMAL 42
#define BOOT_CALIBRATE 23
#define BOOT_UNKNOWN 63
// Pins für den MH-Z19b
#define RX_PIN 16
#define TX_PIN 17
// Pins für das SD1306 OLED-Display
#define SDA_PIN 21
#define SCL_PIN 22
// Pin für den LED-Ring
#define LED_PIN 4
// Anzahl der angeschlossenen LEDs am Ring
#define NUMPIXELS 8
Preferences preferences;
MHZ19 myMHZ19;
HardwareSerial mySerial(1);
SSD1306Wire display(0x3c, SDA_PIN, SCL_PIN);
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
String ampelversion = "0.12";
unsigned long getDataTimer = 0;
unsigned long calibrationStart = 0;
int countdown = 0;
int lastvals[120];
int dheight;
int safezone = false;
int currentBootMode;
void setBootMode(int bootMode) {
if(bootMode == BOOT_NORMAL) {
Serial.println("Startmodus nächster Reboot: Messmodus");
preferences.putUInt("cal", bootMode);
}
else if(bootMode == BOOT_CALIBRATE) {
Serial.println("Startmodus nächster Reboot: Kalibrierungsmodus");
preferences.putUInt("cal", bootMode);
} else {
Serial.println("Unerwarteter Boot-Mode soll gespeichert werden. Abgebrochen.");
}
}
void toggleBootMode(int bootMode) {
switch (bootMode){
case BOOT_CALIBRATE:
setBootMode(BOOT_NORMAL); break;
case BOOT_NORMAL:
setBootMode(BOOT_CALIBRATE); break;
case BOOT_UNKNOWN:
Serial.println("Bootmode Unbekannt! Neue Ampel? Nächster Start wird Messmodus.");
setBootMode(BOOT_NORMAL); break;
default:
Serial.print("Unerwarteter Bootmode-Wert: "); Serial.println(bootMode);
Serial.println("Nächster Start wird Messmodus.");
setBootMode(BOOT_NORMAL); break;
}
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("Starte...");
Serial.print("CO2-Ampel Firmware: ");Serial.println(ampelversion);
// Ab hier Bootmodus initialisieren und festlegen
preferences.begin("co2", false);
currentBootMode = preferences.getUInt("cal", BOOT_UNKNOWN); // Aktuellen Boot-Mode lesen und speichern
switch(currentBootMode){
case BOOT_CALIBRATE:
Serial.println("Startmodus Aktuell: Kalibrierungsmodus");
toggleBootMode(currentBootMode); // beim nächsten boot ggfs. im anderen modus starten, wird später nach 10 Sekunden zurückgesetzt
break;
case BOOT_NORMAL:
Serial.println("Startmodus Aktuell: Messmodus");
toggleBootMode(currentBootMode); // beim nächsten boot ggfs. im anderen modus starten, wird später nach 10 Sekunden zurückgesetzt
break;
default:
Serial.println("Startmodus Aktuell: Unbekannt oder Ungültig");
Serial.println("Nächster Start im Messmodus");
setBootMode(BOOT_NORMAL);
break;
}
// Ab hier Display einrichten
display.init();
display.setFont(Cousine_Regular_54);
display.setContrast(255);
delay(500);
display.clear();
display.flipScreenVertically();
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_CENTER);
display.drawString(64 ,0 , String(ampelversion));
display.display();
dheight = display.getHeight();
// Ab hier Sensor einrichten
mySerial.begin(9600, SERIAL_8N1, RX_PIN, TX_PIN);
myMHZ19.begin(mySerial);
myMHZ19.autoCalibration(false); // "Automatic Baseline Calibration" (ABC) erstmal aus
char myVersion[4];
myMHZ19.getVersion(myVersion);
Serial.print("\nMH-Z19b Firmware Version: ");
Serial.print(myVersion[0]);Serial.print(myVersion[1]);;Serial.print(".");Serial.print(myVersion[2]);Serial.println(myVersion[3]);
Serial.print("Range: "); Serial.println(myMHZ19.getRange());
Serial.print("Background CO2: "); Serial.println(myMHZ19.getBackgroundCO2());
Serial.print("Temperature Cal: "); Serial.println(myMHZ19.getTempAdjustment());
Serial.print("ABC Status: "); myMHZ19.getABC() ? Serial.println("ON") : Serial.println("OFF");
Serial.print("read EEPROM value: "); Serial.println(currentBootMode);
// Liste der Messwerte mit "-1" befüllen ("-1" wird beinm Graph nicht gezeichnet)
for (int x = 0; x <= 119; x = x + 1) {
lastvals[x] = -1;
}
// Ab hier LED-Ring konfigurien
pixels.begin();
pixels.clear();
pixels.fill(pixels.Color(0,0,0));
pixels.show();
}
int calc_vpos_for_co2(int co2val, int display_height) {
return display_height - int((float(display_height) / 3000) * co2val);
}
void set_led_color(int co2) {
if (co2 < GREEN_CO2) {
pixels.fill(pixels.Color(0,0,0)); // Grün
pixels.setPixelColor(4,pixels.Color(0,2,0));
} else if (co2 < YELLOW_CO2) {
pixels.fill(pixels.Color(40,30,0)); // Gelb
} else {
pixels.fill(pixels.Color(90,0,0)); // Rot
}
pixels.show();
}
void rainbow(int wait) {
for(long firstPixelHue = 0; firstPixelHue < 65536; firstPixelHue += 256) {
for(int i=0; i<NUMPIXELS; i++) {
int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / NUMPIXELS);
pixels.setPixelColor(i, pixels.gamma32(pixels.ColorHSV(pixelHue)));
}
pixels.show();
delay(wait);
}
}
void calibrateCO2() {
display.setFont(ArialMT_Plain_24);
display.clear(); display.drawString(64, 0, "Kalibriere!"); display.display();
Serial.println("Kalibrierung startet nun");
myMHZ19.setRange(5000);
delay(500);
myMHZ19.calibrateZero();
delay(500);
myMHZ19.autoCalibration(false);
delay(500);
display.clear(); display.drawString(64, 0, "Fertig!"); display.display();
preferences.putUInt("cal", BOOT_NORMAL);
delay(2000);
display.clear(); display.setFont(Cousine_Regular_54);
}
void readCO2(){
if (millis() - getDataTimer >= INTERVAL) {
// Neuen CO2 Wert lesen
int CO2 = myMHZ19.getCO2();
// Alle Werte in der Messwertliste um eins verschieben
for (int x = 1; x <= 119; x = x + 1) {
lastvals[x - 1] = lastvals[x];
}
// Aktuellen Messer am Ende einfügen
lastvals[119] = CO2;
// Display löschen und alles neu schreiben/zeichnen
display.clear();
for (int h = 1; h < 120; h = h + 1) {
int curval = lastvals[h];
if (curval > 0) {
int vpos = calc_vpos_for_co2(lastvals[h], dheight);
int vpos_last = calc_vpos_for_co2(lastvals[h - 1], dheight);
display.drawLine(h - 1, vpos_last, h, vpos);
}
}
// Farbe des LED-Rings setzen
if (currentBootMode == BOOT_NORMAL) { set_led_color(CO2); }
// Aktuellen CO2 Wert ausgeben
//display.setLogBuffer(1, 30);
display.setFont(Cousine_Regular_54);
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_CENTER);
display.drawString(64 ,0 , String(CO2));
//display.drawLogBuffer(0, 0);
display.display();
// Ein wenig Debug-Ausgabe
Serial.print("Neue Messung - Aktueller CO2-Wert: ");
Serial.print(CO2);
Serial.print("; Background CO2: " + String(myMHZ19.getBackgroundCO2()));
Serial.print("; Temperatur: " + String(myMHZ19.getTemperature()) + " Temperature Adjustment: " + String(myMHZ19.getTempAdjustment()));
Serial.println("; uptime: " + uptime_formatter::getUptime());
getDataTimer = millis();
}
}
void loop() {
// Nur für die ersten 10 Sekunden wichtig,
if ( (!safezone) & (millis() > 10000) ) {
Serial.println("=== 10 Sekunden im Betrieb, nächster Boot im Messmodus ===");
setBootMode(BOOT_NORMAL); //
safezone = true;
}
if (safezone) {
if (currentBootMode == BOOT_CALIBRATE){
if (millis() - calibrationStart <= CALINTERVAL) {
rainbow(10);
display.clear();
display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_CENTER);
countdown = ((calibrationStart + CALINTERVAL) - millis()) / 1000;
Serial.println("Countdown: " + String(countdown));
display.drawString(64, 0, String(countdown));
display.display();
}
else if (millis() - calibrationStart >= CALINTERVAL) {
calibrateCO2();
calibrationStart = millis();
}
}
}
readCO2();
}