Управление ШИМом вручную, улучшено измерение RPM

hddtempserial.ino

+//Попробовать работать с таймером.
+//Чтобы при его помощи вручную управлять шимом (это позволит точно знать время его включения, при этом иметь шим нормальной частоты)
+//И чтобы чтобы через прерывания чекать тахометры.
+//Можно еще попробовать реализовать вариант, когда для измерения оборотв на короткое время на питание подается постоянное напряжение вместо шима, и нужно успеть измерить обороты за это время.
 #include <Wire.h>
 
-#define BAUDRATE 57600 //Скорость serial порта
+#define FAN_COUNT 6 //Количество вентиляторов
+#define BAUDRATE 19200 //Скорость serial порта
 #define BEEP_INTERVAL 1000 //Частота пищания во время потери связи или перегрева
 #define BEEP_STRENGTH 100 //Уровень шима для пищалки. (При 255 не работает)
 #define BLINK_INTERVAL 200 //Частота мигания светодиода во время ожидания ответа от пк
-#define CHECK_TEMP_DELAY 500 //Задержка перед очередным получением температуры от пк
-#define GET_TEMP_TIMEOUT 1000 //таймаут получения температуры от пк
-#define ZERO_RPM_TIMEOUT 500 //таймаут обнуления RPM при отсутствии сигналов от вентилятора
-#define DEFAULT_RPM_VALUE 255 //Величина которая устанавливается сразу после загрузки (до подключения к пк)
+#define CHECK_TEMP_DELAY 1000 //Задержка перед очередным получением температуры от пк
+#define GET_TEMP_TIMEOUT 500 //Если в течение этого времени температура не была прислана, считается что пк не отвечает
+#define RPM_CHECK_INTERVAL 1000 //Частота подсчета rpm и обнуления tachRevs
+#define DEFAULT_TACT 1 //Величина которая устанавливается сразу после загрузки (до подключения к пк)
 
 #define SOUND_PIN 10
 #define LED_PIN 13
 
-#define pwmpinA 3 //Выход ШИМ 1
-#define pwmpinB 5 //Выход ШИМ 2
-#define pwmpinC 6 //Выход ШИМ 3
-int tachPins[6] = {14, 15, 16, 17, 18, 19};
-int rpms[6] = {};
-uint32_t lastSignalTimes[6] = {};
-bool rpm_states[6] = {};
+int pwmPins[3] = {3, 5, 6}; //Номера пинов ШИМа
+uint16_t pwr_tacts[3] = {1, 5, 10}; //питание будет включаться каждый n-ный такт
+uint16_t counters[3] = {1, 1, 1}; //счетчики тактов
+
+uint32_t last_power_starts[3] = {}; //времена начала импульсов питания
+uint32_t last_power_ends[3] = {}; //времена окончания импульсов питания
+uint32_t last_signal_starts[FAN_COUNT] = {}; //времена начала импульсов сигнала
+uint32_t last_signal_ends[FAN_COUNT] = {}; //времена окончания окончания питания
+
+int tachPins[FAN_COUNT] = {14, 15, 16, 17, 18, 19}; //Номера пинов для считывания оборотов
+uint16_t tachRevs[FAN_COUNT] = {}; //Обороты (просто сколько насчитано оборотов, а не rpm)
+uint16_t tachRpm[FAN_COUNT] = {}; //rpm
+bool tachStates[FAN_COUNT] = {}; //Состояния  (оборот считывается только если состояние == 0, и считывается 0)
+uint32_t lastRpmCheck = 0;
+
+int prev_pwr_tact_value = 0;
+
+
 int temp, rpmValue;  //целочисленные переменные для расчетов
-uint32_t lastSignalTime;
-typedef struct { // Вводим новый тип переменных для вентиляторов
-  char fantype;
-  unsigned int fandiv;
-} fanspec;
 
-fanspec fanspace[3] = {{0, 1}, {1, 2}, {2, 8}}; //Массив переменных нового типа
+struct fan{ //Данные о вентиляторе
+  int tachPin; //Номер пина для считывания оборотов
+  bool tachState; //Состояние датчика оборотов
+  uint16_t revs; //Количество оборотв (просто, не в минуту)
+  uint16_t rpm; //Обороты в минуту
+  uint32_t lastSignalStart; //Время начала последнего сигнала тахометра
+  uint32_t lastSignalEnd; //Время окончания последнего сигнала тахометра
+};
+
+//fanspec fanspace[3] = {{0, 1}, {1, 2}, {2, 8}}; //Массив переменных нового типа
 
 char fan = 1; //Переменная, отвечающая за выбор типа датчика вентилятора (1 – униполярный датчик Холла, 2 –биполярный датчик Холла)
 uint32_t last_beep_time = 0;
 uint32_t last_check_time = 0;
 
 
-void rpm_interrupt(){
-  if(rpm_states[1] == 0){
-    rpm_states[1] = 1;
-  }
-  else{
-    rpm_states[1] = 0;
-    return;
-  }
-  rpms[1] = 60000000 / (micros() - lastSignalTimes[1]);
-  lastSignalTimes[1] = micros();
-}
-
-void rpmcalc() { //Считывание оборотов
-  for (int i = 0; i < 6; i ++) {
-    if (digitalRead(tachPins[i]) == 0) {
-      if (rpm_states[i] == 0){
-        rpm_states[i] = 1;
-      }
-      else{
-        rpm_states[i] = 0;
-        continue;
-      }
-      
-      if (millis() - lastSignalTimes[i] != 0) {
-        rpms[i] = 60000 / (millis() - lastSignalTimes[i]);
-      }
-      else {
-        rpms[i] = 9999;
+void rpmcalc() { //Считывание оборотов и подсчет rpm
+  for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+    if (digitalRead(tachPins[i]) == 0 && tachStates[i] == 0) { //сигнал тахометра появился
+      last_signal_starts[i] = millis();
+      tachStates[i] = 1;
+    }
+    else if (digitalRead(tachPins[i]) == 1 && tachStates[i] == 1) { //сигнал тахометра пропал
+      if ((last_power_ends[i] - last_signal_starts[i]) - (last_signal_ends[i] - last_signal_starts[i]) > 2) { //оборот засчитывается только если длина сигнала тахометра меньше длины включения питания. В противном случае это фейковый сигнал
+        tachRevs[i]++;
       }
-      lastSignalTimes[i] = millis();
+
+      last_signal_ends[i] = millis();
+      tachStates[i] = 0;
     }
-    else if (millis() >= lastSignalTimes[i] + ZERO_RPM_TIMEOUT) {
-      rpms[i] = 0;
+  }
+
+
+  if (uint32_t(millis() - lastRpmCheck) >= RPM_CHECK_INTERVAL) { //раз в RPM_CHECK_INTERVAL обновляется значение rpm и обороты обнуляются
+    for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+      tachRpm[i] = (tachRevs[i] * (60000 / uint32_t(millis() - lastRpmCheck))) / 2;
+      tachRevs[i] = 0;
     }
+    lastRpmCheck = millis();
   }
+
 }
 
 
@@ -93,7 +103,7 @@ void wait_for_connection(bool beep) { //функция, которая мига
         analogWrite(SOUND_PIN, 0);
       }
     }
-
+    set_pwm();
   }
   digitalWrite(LED_PIN, 0); //гасим светодиод
   analogWrite(SOUND_PIN, 0); //и выключаем пищалку
@@ -109,20 +119,23 @@ void wait_for_connection(bool beep) { //функция, которая мига
 void tempFromPc()// получаем температуру от пк
 {
   String rpm_string = "send_rpm_";
-  for (int i = 0; i < 6; i++) {
-    rpm_string += String(rpms[i]);
+  for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+
+    rpm_string += String(tachRpm[i]);
     if (i < 5) {
       rpm_string += "_";
     }
   }
+
   Serial.println("req_temperature_" + rpm_string); //запрос к пк
   unsigned long query_time = millis();
   while (Serial.available() == 0) { //ждем пока ответит
     if (millis() >= query_time + GET_TEMP_TIMEOUT) { //если слишком долго не отвечает
       //Венитялторы на максимум
-      analogWrite(pwmpinA, 255);
-      analogWrite(pwmpinB, 255);
-      analogWrite(pwmpinC, 255);
+      for (int i = 0; i < 3; i++) {
+        pwr_tacts[i] = 1;
+        counters[i] = 1;
+      }
       wait_for_connection(true);//снова ждем подключения
       break;
     }
@@ -132,47 +145,88 @@ void tempFromPc()// получаем температуру от пк
 }
 
 
+
+
 void autocontrol()//Автоконтроль температуры
 {
   tempFromPc();//получаем температуру от пк
+  int pwr_tact_value = 1;
 
   if (temp < 20) {      //<20
-    rpmValue = 50;
+    //rpmValue = 50;
+    pwr_tact_value = 10;
   }
   else if (temp < 40) { //20-39
-    rpmValue = 100;
+    //rpmValue = 100;
+    pwr_tact_value = 7;
   }
   else if (temp < 60) { //40-59
-    rpmValue = 150;
+    //rpmValue = 150;
+    pwr_tact_value = 4;
   }
   else if (temp < 80) { //60-79
-    rpmValue = 200;
+    //rpmValue = 200;
+    pwr_tact_value = 2;
   }
   else {                //>=80
-    rpmValue = 255;
+    //rpmValue = 255;
+    pwr_tact_value = 1;
+  }
+
+  
+  if (prev_pwr_tact_value != pwr_tact_value) {
+    for (int i = 0; i < 3; i++) {
+      pwr_tacts[i] = pwr_tact_value;
+      counters[i] = 1;
+    }
+    prev_pwr_tact_value = pwr_tact_value;
+  }
+  
+}
+
+
+
+
+
+void set_pwm() {
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {
+    if (counters[i] == pwr_tacts[i]) {
+      digitalWrite(pwmPins[i], 1);
+      last_power_starts[i] = millis();
+      counters[i] = 0;
+    }
+    else {
+      digitalWrite(pwmPins[i], 0);
+      last_power_ends[i] = millis();
+    }
+    counters[i]++;
   }
 
-  analogWrite(pwmpinA, rpmValue);//задаем скорость вращения кулера 1
-  analogWrite(pwmpinB, rpmValue);//задаем скорость вращения кулера 2
-  analogWrite(pwmpinC, rpmValue);//задаем скорость вращения кулера 3
 }
 
+
+void get8bits(int num, bool *bits_array) {
+  for (int i = 0; i < 8; i++) {
+    bits_array[i] = num >> (8 - 1 - i) & 1;
+  }
+}
+
+
 void setup()  {
-  attachInterrupt(0, rpm_interrupt, FALLING);
   pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
+  pinMode(SOUND_PIN, OUTPUT);
+
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {
+    pinMode(pwmPins[i], OUTPUT);
+    pwr_tacts[i] = DEFAULT_TACT;
+  }
 
-  pinMode(pwmpinA, OUTPUT);
-  pinMode(pwmpinB, OUTPUT);
-  pinMode(pwmpinC, OUTPUT);
-  analogWrite(pwmpinA, DEFAULT_RPM_VALUE);
-  analogWrite(pwmpinB, DEFAULT_RPM_VALUE);
-  analogWrite(pwmpinC, DEFAULT_RPM_VALUE);
 
-  for (int i = 1; i < 6; i++) {
-    pinMode(tachPins[i], INPUT_PULLUP);  // Настраиваем pin на получение прерывания
+  for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+    pinMode(tachPins[i], INPUT_PULLUP);  //Подтигиваем пины для считывания оборотов
   }
   Serial.begin(BAUDRATE);
-  pinMode(SOUND_PIN, OUTPUT);
+
 
   wait_for_connection(false); //Ждем установленя связи с ПК
 }
@@ -198,5 +252,6 @@ void loop()  {
     }
   }
 
-  //rpmcalc();
+  rpmcalc();
+  set_pwm();
 }