2 файла проишвки: удерживание заданных оборотов и регулятор температуры

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 FAN_COUNT 6 //Количество вентиляторов
 #define BAUDRATE 19200 //Скорость serial порта
-#define CHECK_TEMP_DELAY 200 //Интервал получения температуры от пк (мс)
+#define CHECK_TEMP_DELAY 1000 //Интервал получения температуры от пк (мс)
 #define GET_TEMP_TIMEOUT 1000 //Если в течение этого времени температура не была прислана, считается что пк не отвечает (мс)
 
 #define RPM_CHECK_INTERVAL 200 //Интервал подсчета rpm и обнуления tachRevs (мс)
 #define RPM_VALUES_COUNT 5 //Количество значений RPM, которые записываются и усредняются (скользящее среднее)
+#define MIN_PWM_DUTY_CYCLE 20 //Минимальная скважность ШИМ
 #define MAX_PWM_DUTY_CYCLE 254 //Максимальная скважность ШИМ
 #define DEFAULT_PWM_DUTY_CYCLE 254 //Скважность ШИМ по умолчанию (до подулючения к пк)
 
 #define BEEP_INTERVAL 1000 //Интервал пищания во время потери связи или перегрева (мс)
-#define BEEP_STRENGTH 255 //Уровень ШИМ для пищалки. (При 255 не работает, нужно чтобы был именно ШИМ)
+#define BEEP_STRENGTH 100 //Уровень ШИМ для пищалки. (При 255 не работает, нужно чтобы был именно ШИМ)
 #define BLINK_INTERVAL 200 //Интервал мигания светодиода во время ожидания ответа от пк (мс)
 
 #define SOUND_PIN 10 //Номер пина пищалки
@@ -49,7 +46,7 @@ volatile bool tachStates[FAN_COUNT] = {}; //Состояния  (оборот с
 */
 
 int temp;  //Температура, полученная от пк
-int target_rpm = 0;
+int target_temp = 33;
 
 uint32_t last_beep_time = 0;
 uint32_t last_check_time = 0;
@@ -60,9 +57,9 @@ float p = 0;
 float i = 0;
 float d = 0;
 
-float k_p = 0.3;
-float k_i = 0.0004;
-float k_d = 160;
+float k_p = 30;
+float k_i = 0.005;
+float k_d = 0;
 
 
 
@@ -163,7 +160,6 @@ void autocontrol()//Автоконтроль температуры
     //pwmDutyCycle = 254;
     }
   */
-  target_rpm = temp;
 }
 
 
@@ -177,27 +173,21 @@ void rpm_control() {
     tachRevs[fan] = 0;
   }
 
-  uint32_t avg_rpm = 0;
-  const int fan = 0;
-
-  for (int val = 0; val < RPM_VALUES_COUNT; val++) {
-    avg_rpm += tachRpm[fan][val];
-  }
-  avg_rpm /= RPM_VALUES_COUNT;
-
-
   float pwmDutyCycle = 0;
   uint8_t byte_pwmDutyCycle = 0;
 
-  d = (target_rpm - int(avg_rpm) - p) / float(millis() - lastRpmCheck);
-  p = target_rpm - int(avg_rpm);
+  d = (temp - target_temp - p) / float(millis() - lastRpmCheck);
+  p = temp - target_temp;
   i = i + p * (millis() - lastRpmCheck);
+  if (fabs(i * k_i) >= MAX_PWM_DUTY_CYCLE){
+    i = MAX_PWM_DUTY_CYCLE / k_i;
+  }
 
 
   pwmDutyCycle = round(p * k_p + i * k_i + d * k_d);
 
-  if (pwmDutyCycle <= 1) {
-    byte_pwmDutyCycle = 1;
+  if (pwmDutyCycle <= MIN_PWM_DUTY_CYCLE) {
+    byte_pwmDutyCycle = MIN_PWM_DUTY_CYCLE;
   }
   else if (pwmDutyCycle >= MAX_PWM_DUTY_CYCLE) {
     byte_pwmDutyCycle = MAX_PWM_DUTY_CYCLE;
@@ -232,7 +222,7 @@ void rpm_control() {
 
 
 ISR(TIMER2_COMPA_vect) { //Эта функия вызывается при прерывании по таймеру 2
-  
+
   if (pwmState == 1) {
     pwmState = 0;
   }
@@ -302,8 +292,8 @@ void loop()  {
     last_check_time = millis();
     autocontrol(); //Получаем температуру от ПК, устанавливаем соотв. скорость вращения
 
-    /*
-      if (temp >= 80) { //Если перегрев, включается пищалка
+
+    if (temp >= 80) { //Если перегрев, включается пищалка
       if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL * 2) {
         analogWrite(SOUND_PIN, BEEP_STRENGTH);
         last_beep_time = millis();
@@ -311,11 +301,11 @@ void loop()  {
       else if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL) {
         analogWrite(SOUND_PIN, 0);
       }
-      }
-      else {
+    }
+    else {
       analogWrite(SOUND_PIN, 0); //Чтобы постоянно не пищал, если температура станет < 80 в то время, как пищалка включена
-      }
-    */
+    }
+
   }
 
   if (uint32_t(millis() - lastRpmCheck) >= RPM_CHECK_INTERVAL) {

hddtempserial.py

@@ -169,13 +169,6 @@ while True:
                 print('Fan RPMs: ' + rpm_str)
                 if args.manual: print('Enter the temperature value: ')
 
-            if 'debug' in incoming_line:
-                debug_pos = incoming_line.find('debug')
-                debug_str = incoming_line[debug_pos + 6:]
-                if args.manual: print()
-                print('debug: ' + debug_str)
-                if args.manual: print('Enter the temperature value: ')
-
     except OSError:
         if connected:
             print('Serial divice was disconnected. Trying to reconnect...')

hddtempserial_rpm/hddtempserial_rpm.ino

+#include <Wire.h>
+
+#define FAN_COUNT 6 //Количество вентиляторов
+#define BAUDRATE 19200 //Скорость serial порта
+#define CHECK_TEMP_DELAY 200 //Интервал получения температуры от пк (мс)
+#define GET_TEMP_TIMEOUT 1000 //Если в течение этого времени температура не была прислана, считается что пк не отвечает (мс)
+
+#define RPM_CHECK_INTERVAL 200 //Интервал подсчета rpm и обнуления tachRevs (мс)
+#define RPM_VALUES_COUNT 5 //Количество значений RPM, которые записываются и усредняются (скользящее среднее)
+#define MAX_PWM_DUTY_CYCLE 254 //Максимальная скважность ШИМ
+#define DEFAULT_PWM_DUTY_CYCLE 254 //Скважность ШИМ по умолчанию (до подулючения к пк)
+
+#define BEEP_INTERVAL 1000 //Интервал пищания во время потери связи или перегрева (мс)
+#define BEEP_STRENGTH 100 //Уровень ШИМ для пищалки. (При 255 не работает, нужно чтобы был именно ШИМ)
+#define BLINK_INTERVAL 200 //Интервал мигания светодиода во время ожидания ответа от пк (мс)
+
+#define SOUND_PIN 10 //Номер пина пищалки
+#define LED_PIN 13 //Номер пина светодиода
+
+int pwmPins[3] = {3, 5, 6}; //Номера пинов ШИМ
+volatile bool pwmState = 0; //Состояние ШИМ
+volatile bool pwm_on = 1; // ==1, если ШИМ включен
+
+int tachPins[FAN_COUNT] = {14, 15, 16, 17, 18, 19}; //Номера пинов для считывания оборотов
+volatile uint16_t tachRevs[FAN_COUNT] = {}; //Обороты (просто сколько насчитано оборотов, а не rpm)
+uint16_t tachRpm[FAN_COUNT][RPM_VALUES_COUNT] = {}; //rpm
+volatile bool tachStates[FAN_COUNT] = {}; //Состояния  (оборот считывается только если состояние == 0, и считывается 0)
+
+
+/*
+  struct fan { //Данные о вентиляторе
+  int tachPin; //Номер пина тахометра
+  bool tachState; //Состояние тахометра
+  bool tachType; //Тип датчика. 0 = униполярный, 1 = биполярный
+  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
+  };
+
+  struct control { //Данные о контроллерах вентилятора
+  int pwmPin; //Номер пина ШИМ
+  bool pwmState; //Состояние пина ШИМ
+  };
+*/
+
+int temp;  //Температура, полученная от пк
+int target_rpm = 0;
+
+uint32_t last_beep_time = 0;
+uint32_t last_check_time = 0;
+uint32_t lastRpmCheck = 0;
+uint32_t lastRevTime = 0;
+
+float p = 0;
+float i = 0;
+float d = 0;
+
+float k_p = 0.3;
+float k_i = 0.0004;
+float k_d = 160;
+
+
+
+
+
+void wait_for_connection(bool beep) { //функция, которая мигает светодиодом и пищит (если beep == true) до тех пор, пока не будет установлено соединение с ПК
+  Serial.println("start_transmission");
+  digitalWrite(LED_PIN, 1);
+  unsigned long last_blink_time = millis();
+  while (Serial.available() == 0) {//ждем ответа
+    if (millis() >= last_blink_time + BLINK_INTERVAL * 2) {
+      digitalWrite(LED_PIN, 1);
+      last_blink_time = millis();
+    }
+    else if (millis() >= last_blink_time + BLINK_INTERVAL) {
+      digitalWrite(LED_PIN, 0);
+    }
+
+    if (beep) {
+      if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL * 2) {
+        analogWrite(SOUND_PIN, BEEP_STRENGTH);
+        last_beep_time = millis();
+      }
+      else if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL) {
+        analogWrite(SOUND_PIN, 0);
+      }
+    }
+  }
+  digitalWrite(LED_PIN, 0); //гасим светодиод
+  analogWrite(SOUND_PIN, 0); //и выключаем пищалку
+  while (Serial.available()) {// очистка буфера
+    Serial.readString();
+  }
+}
+
+
+
+
+
+void tempFromPc()// получаем температуру от пк
+{
+  String rpm_string = "send_rpm_";
+  for (int fan = 0; fan < FAN_COUNT; fan++) {
+    uint32_t avg_rpm = 0;
+
+    for (int val = 0; val < RPM_VALUES_COUNT; val++) {
+      avg_rpm += tachRpm[fan][val];
+    }
+    avg_rpm /= RPM_VALUES_COUNT;
+
+    rpm_string += String(avg_rpm);
+    if (fan < 5) {
+      rpm_string += "_";
+    }
+  }
+
+  Serial.println("req_temperature_" + rpm_string + "_debug_" + String(OCR2A)); //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
+      for (int i = 0; i < 3; i++) {
+        OCR2A = 254;
+      }
+      wait_for_connection(true);//снова ждем подключения
+      break;
+    }
+  }
+  String response = Serial.readStringUntil('\n');
+  temp = response.substring(12).toInt();
+}
+
+
+
+
+void autocontrol()//Автоконтроль температуры
+{
+  tempFromPc();//получаем температуру от пк
+
+  target_rpm = temp;
+}
+
+
+
+void rpm_control() {
+  for (int fan = 0; fan < FAN_COUNT; fan++) {
+    for (int val = 0; val < RPM_VALUES_COUNT - 1; val++) {
+      tachRpm[fan][val] = tachRpm[fan][val + 1];
+    }
+    tachRpm[fan][RPM_VALUES_COUNT - 1] = (tachRevs[fan] * (60000 / uint32_t(millis() - lastRpmCheck))) / 2;
+    tachRevs[fan] = 0;
+  }
+
+  uint32_t avg_rpm = 0;
+  const int fan = 0;
+
+  for (int val = 0; val < RPM_VALUES_COUNT; val++) {
+    avg_rpm += tachRpm[fan][val];
+  }
+  avg_rpm /= RPM_VALUES_COUNT;
+
+
+  float pwmDutyCycle = 0;
+  uint8_t byte_pwmDutyCycle = 0;
+
+  d = (target_rpm - int(avg_rpm) - p) / float(millis() - lastRpmCheck);
+  p = target_rpm - int(avg_rpm);
+  i = i + p * (millis() - lastRpmCheck);
+
+
+  pwmDutyCycle = round(p * k_p + i * k_i + d * k_d);
+
+  if (pwmDutyCycle <= 1) {
+    byte_pwmDutyCycle = 1;
+  }
+  else if (pwmDutyCycle >= MAX_PWM_DUTY_CYCLE) {
+    byte_pwmDutyCycle = MAX_PWM_DUTY_CYCLE;
+  }
+  else {
+    byte_pwmDutyCycle = pwmDutyCycle;
+  }
+
+  if (byte_pwmDutyCycle == 0) {
+    if (pwm_on == 1) {
+      pwm_on = 0; //выкл ШИМ
+      for (int i = 0; i < 3; i++) {//выкл пины ШИМ
+        digitalWrite(pwmPins[i], 0);
+      }
+    }
+  }
+  else {
+    if (pwm_on == 0) {
+      pwm_on = 1; //вкл ШИМ
+    }
+    OCR2A = byte_pwmDutyCycle; //установка скважности
+  }
+  //Почему-то иногда может заглючить: скважность стоит 254, pwm_on равно 1, но вентилятор не крутится (но пищит). Похоже каким-то образом меняется pwmState, когда не надо
+  //Serial.println("debug_" + String(byte_pwmDutyCycle));
+
+  lastRpmCheck = millis();
+}
+
+
+
+
+
+
+ISR(TIMER2_COMPA_vect) { //Эта функия вызывается при прерывании по таймеру 2
+
+  if (pwmState == 1) {
+    pwmState = 0;
+  }
+  else {
+    pwmState = 1;
+  }
+
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {//управление пинами ШИМ
+    digitalWrite(pwmPins[i], pwmState);
+  }
+
+
+
+
+  if (pwmState == 1) { //Если питание включилось, то проверяем состояния тахометров
+    for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+      if (digitalRead(tachPins[i]) == 0 && tachStates[i] == 0) { //сигнал тахометра появился
+        tachStates[i] = 1;
+        //digitalWrite(13, 1);
+      }
+      else if (digitalRead(tachPins[i]) == 1 && tachStates[i] == 1) { //сигнал тахометра пропал
+        //digitalWrite(13, 0);
+        tachStates[i] = 0;
+        tachRevs[i]++; //засчитывается оборот
+      }
+    }
+  }
+
+}
+
+
+
+
+
+
+
+
+void setup()  {
+  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
+  pinMode(SOUND_PIN, OUTPUT);
+
+  for (int i = 0; i < 3; i++) {
+    pinMode(pwmPins[i], OUTPUT);
+  }
+
+  for (int i = 0; i < FAN_COUNT; i++) {
+    pinMode(tachPins[i], INPUT_PULLUP);
+  }
+
+
+  TCCR2A |= (1 << WGM20); //запуск таймера
+  OCR2A = DEFAULT_PWM_DUTY_CYCLE; //скважность
+  TIMSK2 |= (1 << OCIE2A); //вкл. вызов прерывания
+
+
+  Serial.begin(BAUDRATE);
+
+  wait_for_connection(false); //Ждем установленя связи с ПК
+}
+
+
+
+
+
+void loop()  {
+  if (uint32_t(millis() - last_check_time) >= CHECK_TEMP_DELAY) {
+    last_check_time = millis();
+    autocontrol(); //Получаем температуру от ПК, устанавливаем соотв. скорость вращения
+
+    /*
+      if (temp >= 80) { //Если перегрев, включается пищалка
+      if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL * 2) {
+        analogWrite(SOUND_PIN, BEEP_STRENGTH);
+        last_beep_time = millis();
+      }
+      else if (millis() >= last_beep_time + BEEP_INTERVAL) {
+        analogWrite(SOUND_PIN, 0);
+      }
+      }
+      else {
+      analogWrite(SOUND_PIN, 0); //Чтобы постоянно не пищал, если температура станет < 80 в то время, как пищалка включена
+      }
+    */
+  }
+
+  if (uint32_t(millis() - lastRpmCheck) >= RPM_CHECK_INTERVAL) {
+    rpm_control();
+  }
+}