/elec/propeller-clock

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  • Committer: edam
  • Date: 2011-11-04 00:49:57 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20111104004957-6lv2138atk3y3519
added electronics info and (unfinished) scematic and changed Notes to
be a text file

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

src/propeller-clock.ino
1
 
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v make"; -*- */
2
 
/*
3
 
 * propeller-clock.ino
4
 
 *
5
 
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <tim@ed.am> and Dan Marston.
6
 
 *
7
 
 * This file is part of propeller-clock (hereafter referred to as "this
8
 
 * program"). See http://ed.am/dev/software/arduino/propeller-clock for more
9
 
 * information.
10
 
 *
11
 
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
12
 
 * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
13
 
 * by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
14
 
 * (at your option) any later version.
15
 
 *
16
 
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
17
 
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18
 
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19
 
 * GNU Lesser General Public License for more details.
20
 
 *
21
 
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
22
 
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
23
 
 */
24
 
 
25
 
/******************************************************************************
26
 
 
27
 
Set up:
28
 
 
29
 
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
30
 
 
31
 
 * the fan's SENSE (tachiometer) pin connected to pin 2 on the
32
 
   arduino.
33
 
 
34
 
 * the pins 4 to 13 on the arduino should directly drive an LED (the
35
 
   LED on pin 4 is in the centre of the clock face and the LED on pin
36
 
   13 is at the outside.
37
 
 
38
 
 * if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can be
39
 
   used to indirectly drive a transistor which in turn drives several
40
 
   LEDs that turn on anf off in unison in the centre of the clock.
41
 
 
42
 
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
43
 
 
44
 
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analog pins 4 and 5.
45
 
 
46
 
Implementation details:
47
 
 
48
 
 * for a schematic, see ../project/propeller-clock.sch.
49
 
 
50
 
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
51
 
   every rotation of the propeller.
52
 
    
53
 
 * a PC fan actually sends 2 tachiometer pulses per revolution, so the
54
 
   software skips every other one. This means that the clock may
55
 
   appear upside-down if started with the propeller in the wrong
56
 
   position. You will need to experiment to dicsover the position that
57
 
   the propeller must be in when starting the clock.
58
 
    
59
 
Usage instructions:
60
 
 
61
 
 * pressing the button cycles between variations of the current
62
 
   display mode.
63
 
  
64
 
 * pressing and holding the button for a second cycles between display
65
 
   modes (e.g., analogue and digital).
66
 
 
67
 
 * pressing and holding the button for 5 seconds enters "time set"
68
 
   mode. In this mode, the following applies:
69
 
    - the field that is being set flashes
70
 
    - pressing the button increments the field currently being set
71
 
    - pressing and holding the button for a second cycles through the
72
 
      fields that can be set
73
 
    - pressing and holding the button for 5 seconds sets the time and
74
 
      exits "time set" mode
75
 
 
76
 
******************************************************************************/
77
 
 
78
 
 
79
 
#include <button.h>
80
 
#include "config.h"
81
 
#include "time.h"
82
 
#include "mode_switcher.h"
83
 
#include "drawer.h"
84
 
 
85
 
//_____________________________________________________________________________
86
 
//                                                                         data
87
 
 
88
 
 
89
 
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
90
 
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
91
 
// restarted
92
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
93
 
 
94
 
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
95
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
96
 
 
97
 
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
98
 
static unsigned long segment_step = 0;
99
 
 
100
 
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
101
 
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
102
 
static unsigned long segment_step_sub = 0;
103
 
 
104
 
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
105
 
static bool inc_draw_mode = false;
106
 
 
107
 
// a bounce-managed button
108
 
static Button button( 3 );
109
 
 
110
 
//_____________________________________________________________________________
111
 
//                                                                         code
112
 
 
113
 
 
114
 
// check for button presses
115
 
void checkButtons()
116
 
{
117
 
        // update buttons
118
 
        int event = button.update();
119
 
 
120
 
        // handle any events
121
 
        switch( event ) {
122
 
        case 1:
123
 
                inc_draw_mode = true;
124
 
                break;
125
 
        }
126
 
}
127
 
 
128
 
 
129
 
// turn an led on/off
130
 
void ledOn( int num, bool on )
131
 
{
132
 
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
133
 
 
134
 
        // convert to pin no.
135
 
        num += 4;
136
 
 
137
 
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
138
 
        if( num == 4 ) on = !on;
139
 
 
140
 
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
141
 
}
142
 
 
143
 
 
144
 
// draw a display segment
145
 
void drawNextSegment( bool reset )
146
 
{
147
 
        static ModeSwitcher mode_switcher;
148
 
        static bool init = false;
149
 
 
150
 
        if( !init ) {
151
 
                init = true;
152
 
                mode_switcher.activate();
153
 
        }
154
 
 
155
 
        // keep track of segment
156
 
#if CLOCK_FORWARD
157
 
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
158
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
159
 
#else
160
 
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
161
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
162
 
#endif
163
 
 
164
 
        // draw
165
 
        Drawer &drawer = mode_switcher.get_drawer();
166
 
        if( reset ) drawer.draw_reset();
167
 
        drawer.draw( segment );
168
 
 
169
 
#if CLOCK_FORWARD
170
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
171
 
#else
172
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
173
 
#endif
174
 
}
175
 
 
176
 
 
177
 
// calculate time constants when a new pulse has occurred
178
 
void calculateSegmentTimes()
179
 
{
180
 
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
181
 
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
182
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
183
 
        {
184
 
                // new segment stepping times
185
 
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
186
 
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
187
 
                segment_step_sub = 0;
188
 
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
189
 
        }
190
 
 
191
 
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
192
 
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
193
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
194
 
        new_pulse_at = 0;
195
 
}
196
 
 
197
 
 
198
 
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
199
 
// occurred
200
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
201
 
{
202
 
        static unsigned long end_time = 0;
203
 
 
204
 
        // handle reset
205
 
        if( reset )
206
 
                end_time = last_pulse_at;
207
 
 
208
 
        // work out the time that this segment should be displayed until
209
 
        end_time += segment_step;
210
 
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
211
 
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
212
 
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
213
 
                end_time++;
214
 
        }
215
 
 
216
 
        // wait
217
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
218
 
}
219
 
 
220
 
 
221
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
222
 
void fanPulseHandler()
223
 
{
224
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
225
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
226
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
227
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
228
 
        static bool ignore = true;
229
 
        ignore = !ignore;
230
 
        if( !ignore )
231
 
        {
232
 
                // set a new pulse time
233
 
                new_pulse_at = micros();
234
 
        }
235
 
}
236
 
 
237
 
 
238
 
// main setup
239
 
void setup()
240
 
{
241
 
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
242
 
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
243
 
        digitalWrite( 2, HIGH );
244
 
  
245
 
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
246
 
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
247
 
                pinMode( a, OUTPUT );
248
 
 
249
 
        // set up mode-switch button on pin 3
250
 
        pinMode( 3, INPUT );
251
 
        digitalWrite( 3, HIGH );
252
 
        button.add_event_at( 5, 1 );
253
 
        button.add_event_at( 1000, 2 );
254
 
        button.add_event_at( 4000, 3 );
255
 
 
256
 
        // serial comms
257
 
        Serial.begin( 9600 );
258
 
}
259
 
 
260
 
 
261
 
// main loop
262
 
void loop()
263
 
{
264
 
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
265
 
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
266
 
 
267
 
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
268
 
        // that no state changes mid-display
269
 
        if( reset )
270
 
        {
271
 
                // check buttons
272
 
                checkButtons();
273
 
 
274
 
                // keep track of time
275
 
                Time &time = Time::get_instance();
276
 
                time.update();
277
 
        }
278
 
 
279
 
        // draw this segment
280
 
        drawNextSegment( reset );
281
 
 
282
 
        // do we need to recalculate segment times?
283
 
        if( reset )
284
 
                calculateSegmentTimes();
285
 
 
286
 
        // wait till it's time to draw the next segment
287
 
        waitTillNextSegment( reset );
288
 
}