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@bokunimowakaru
bokunimowakaru committed Jun 16, 2024
1 parent cf51537 commit c703b23
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Showing 4 changed files with 299 additions and 30 deletions.
142 changes: 129 additions & 13 deletions stick_c/ex52_rpm/ex52_rpm.ino
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Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -3,7 +3,10 @@ Example 52: 加速度センサMPU6886で回転数を測定し、Wi-Fiで送信
使用機材(例)：M5StickC (加速度センサは本体内蔵品)
・160 x 80 サイズ
使用方法・詳細：
https://bokunimo.net/blog/audio/4592/
画面サイズ：160 x 80
Copyright (c) 2024 Wataru KUNINO
*******************************************************************************
Expand All @@ -23,6 +26,7 @@ This code was forked by Wataru KUNINO from the following authors:

#include <M5StickC.h> // M5StickC用ライブラリ
#include <WiFi.h> // ESP32用WiFiライブラリ
#include <WebServer.h> // HTTPサーバ用ライブラリ
#include <WiFiUdp.h> // UDP通信を行うライブラリ

#define SSID "1234ABCD" // 無線LANアクセスポイントSSID
Expand All @@ -36,8 +40,10 @@ This code was forked by Wataru KUNINO from the following authors:
#define GRAV_MPS2 9.80665 // 重力加速度(m/s2)
#define DEG_MAX 6.0 // 水平レベル測定用最大角度
#define ERR_MAX 20. // RPM測定用最大誤差(%)
#define RPM_TYP 33.333 // RPM測定用基準値(RPM)
#define RPM_TYP_33 33.333 // 33 1/3 回転RPM測定用基準値(RPM)
#define RPM_TYP_45 45.000 // 45 回転時 RPM測定用基準値(RPM)
#define BUF_N 10 // 残像表示用バッファ数
#define CSV_N 212 // CSV用バッファ数(212固定)

RTC_DATA_ATTR float CAL_GyroX = 0.; // 角速度Xキャリブレーション値
RTC_DATA_ATTR float CAL_GyroY = 0.; // 角速度Yキャリブレーション値
Expand All @@ -49,14 +55,22 @@ RTC_DATA_ATTR float CAL_AccmZ = 1.; // 加速度Zキャリブレーション値(
WiFiUDP udp; // UDP通信用のインスタンスを定義
IPAddress UDPTO_IP = {255,255,255,255}; // UDP宛先 IPアドレス

WebServer server(80); // Webサーバ(ポート80=HTTP)定義

int pos_x_prev[BUF_N]; // = 120;
int pos_y_prev[BUF_N]; // = 67;
int rpm1_y_prev[BUF_N]; // = 67;
int rpm2_y_prev[BUF_N]; // = 67;
int udp_len_prev = 1;
unsigned long started_time_ms = millis();
int disp_mode = 0; // 表示モード(ボタンで切り替わる)
int i_rpm = CSV_N - 1; // RPM測定結果の保存位置
uint16_t rpm[CSV_N]; // RPM測定結果 1000倍値
uint16_t wow[CSV_N]; // WOW測定結果 100倍値
uint16_t level[CSV_N]; // 角度測定結果 1000倍値
uint16_t meas[CSV_N]; // 測定時刻
int line_x = 27; // 折れ線グラフのX座標
float rpm_typ = RPM_TYP_33; // 33回転を設定

void buf_init(){
for(int i=0; i<BUF_N; i++){
Expand All @@ -73,6 +87,8 @@ void buf_append(int *array, int val){
}

void lcd_init(int mode){
char s[65];
uint32_t ip = WiFi.localIP();
switch(mode){
case 0: // 通常モード、水平計＋回転数計
M5.Lcd.setRotation(1); // Rotate the screen. 将屏幕旋转
Expand All @@ -90,28 +106,95 @@ void lcd_init(int mode){
M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
M5.Lcd.setCursor(0, 0); // set the cursor location.
M5.Lcd.drawRect(26, 1, 133, 78, DARKGREY);
M5.Lcd.setCursor(1,1); M5.Lcd.printf("%4.1f",RPM_TYP*(1+ERR_MAX/100.));
M5.Lcd.setCursor(1,1); M5.Lcd.printf("%4.1f",rpm_typ*(1+ERR_MAX/100.));
M5.Lcd.drawLine(26, 20, 158, 20, DARKGREY);
M5.Lcd.setCursor(1,16); M5.Lcd.printf("%4.1f",RPM_TYP*(1+ERR_MAX/200.));
M5.Lcd.setCursor(1,16); M5.Lcd.printf("%4.1f",rpm_typ*(1+ERR_MAX/200.));
M5.Lcd.drawLine(26, 39, 158, 39, DARKGREY);
M5.Lcd.setCursor(1,35); M5.Lcd.printf("%4.1f",RPM_TYP);
M5.Lcd.setCursor(1,35); M5.Lcd.printf("%4.1f",rpm_typ);
M5.Lcd.drawLine(26, 58, 158, 58, DARKGREY);
M5.Lcd.setCursor(1,54); M5.Lcd.printf("%4.1f",RPM_TYP*(1-ERR_MAX/200.));
M5.Lcd.setCursor(1,71); M5.Lcd.printf("%4.1f",RPM_TYP*(1-ERR_MAX/100.));
M5.Lcd.setCursor(1,54); M5.Lcd.printf("%4.1f",rpm_typ*(1-ERR_MAX/200.));
M5.Lcd.setCursor(1,71); M5.Lcd.printf("%4.1f",rpm_typ*(1-ERR_MAX/100.));
line_x = 27;
break;
case 2: // 回転数の数値表示
M5.Lcd.setRotation(1); // Rotate the screen. 将屏幕旋转
M5.Lcd.setTextFont(7); // 75ピクセルのフォント(数値表示)
M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
break;
case 3: // QRコード表示
M5.Lcd.setRotation(1); // Rotate the screen. 将屏幕旋转
M5.Lcd.setTextFont(1); // 75ピクセルのフォント(数値表示)
M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
snprintf(s,65,"http://%d.%d.%d.%d/",ip&255,ip>>8&255,ip>>16&255,ip>>24);
M5.Lcd.setCursor(1,1); M5.Lcd.print(s);
M5.Lcd.qrcode(s, 90, 10, 70, 2);
break;
case -1:
break;
default:
M5.Lcd.setRotation(1); // Rotate the screen. 将屏幕旋转
M5.Lcd.setTextFont(1); // 8x6ピクセルのフォント
M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
}
}

void handleRoot(){
String rx, tx; // 受信用,送信用文字列
if(server.hasArg("mode")){ // 引数Lが含まれていた時
rx = server.arg("mode"); // 引数Lの値を変数rxへ代入
disp_mode = rx.toInt(); // 変数sの数値をled_statへ
lcd_init(disp_mode);
}
if(server.hasArg("stop")){ // 引数Lが含まれていた時
rx = server.arg("stop"); // 引数Lの値を変数rxへ代入
disp_mode = -1;
}
int wow_prev = i_rpm > 0 ? wow[i_rpm - 1] : wow[CSV_N-1];
wow_prev -= wow[i_rpm];
int wow_disp = (-100 < wow_prev && wow_prev < 100) ? wow[i_rpm] : 10000;
tx = getHtml(disp_mode,
(float)level[i_rpm]/1000.,
(float)rpm[i_rpm]/1000.,
(float)wow_disp/100.
);
server.send(200, "text/html", tx); // HTMLコンテンツを送信
}

void handleCSV(){
String tx = "time(ms), level(deg), rpm(rpm), wow(%)\n";
int i = i_rpm;
uint16_t ms = i < CSV_N-1 ? meas[i+1] : meas[0];
for(int t=0; t < CSV_N; t++){
i++;
if(i >= CSV_N) i = 0;
uint16_t ms_ui = meas[i] - ms;
tx += String((int)ms_ui)+", "
+ String((float)level[i]/1000.,3)+", "
+ String((float)rpm[i]/1000.,3)+", "
+ String((float)wow[i]/100.,2)+"\r\n";
}
server.send(200, "text/csv", tx); // HTMLコンテンツを送信
}

void handleBMP(){
uint8_t buf[160*3];
WiFiClient client = server.client();
client.println("HTTP/1.0 200 OK"); // HTTP OKを応答
client.println("Content-Type: image/bmp"); // コンテンツ
client.println("Content-Length: " + String(160*80*3+54)); // サイズ
client.println("Connection: close"); // 応答後に閉じる
client.println(); // ヘッダの終了
getBmpHeader(buf);
client.write((const uint8_t *)buf, 54);
for(int y=0; y<80; y++){
getBmpLine(buf,y);
client.write((const uint8_t *)buf, 160*3);
}
client.println(); // コンテンツの終了
client.flush(); // ESP32用 ERR_CONNECTION_RESET対策
client.stop(); // クライアントの切断
}

/* After M5StickC Plus is started or reset
the program in the setUp () function will be run, and this part will only be
run once. 在 M5StickC Plus
Expand All @@ -123,6 +206,13 @@ void setup() {
lcd_init(0);
WiFi.mode(WIFI_STA); // 無線LANをSTAモードに設定
WiFi.begin(SSID,PASS); // 無線LANアクセスポイントへ接続
server.on("/", handleRoot); // HTTP接続用コールバック先設定
server.on("/rpm.csv", handleCSV); // CSVデータ取得用
server.on("/screen.bmp", handleBMP); // 画像データ取得用
server.begin(); // Web サーバを起動する
for(int i=0; i<CSV_N; i++){ // CSV出力用データの初期化
rpm[i]=0; wow[i]=0; level[i]=0; meas[i]=0;
}
}

/* After the program in setup() runs, it runs the program in loop()
Expand All @@ -131,12 +221,14 @@ The loop() function is an infinite loop in which the program runs repeatedly
loop()函数是一个死循环，其中的程序会不断的重复运行 */

void loop() {
server.handleClient();
M5.update(); // ボタン状態の取得
if(M5.BtnA.wasPressed()){ // (過去に)ボタンが押された時
disp_mode++;
if(disp_mode > 2) disp_mode = 0;
if(disp_mode > 3) disp_mode = 0;
lcd_init(disp_mode);
}
if(disp_mode < 0 || disp_mode == 3) return;

float gyroX = 0.; float gyroY = 0.; float gyroZ = 0.;
float accX = 0.; float accY = 0.; float accZ = 0.;
Expand Down Expand Up @@ -185,10 +277,12 @@ void loop() {
// 水平計、回転数計、演算処理部
float degx = atan(accX/accZ) / 6.2832 * 360.;
float degy = atan(accY/accZ) / 6.2832 * 360.;
float deg = sqrt(pow(degx,2)+pow(degy,2));
rpm1 = fabs(gyroZ) / 6.;
rpm2 = 60 * sqrt(fabs(accY) / 39.478 / RADIUS_CM * 100);
int rpm1_y = int(39.5 - 39. * (rpm1 - RPM_TYP) / RPM_TYP / ERR_MAX * 100);
int rpm2_y = int(39.5 - 39. * (rpm2 - RPM_TYP) / RPM_TYP / ERR_MAX * 100);
rpm_typ = rpm1 < 38.73 ? RPM_TYP_33 : RPM_TYP_45;
int rpm1_y = int(39.5 - 39. * (rpm1 - rpm_typ) / rpm_typ / ERR_MAX * 100);
int rpm2_y = int(39.5 - 39. * (rpm2 - rpm_typ) / rpm_typ / ERR_MAX * 100);
int flag_dx = 0;

// モードに応じた処理部（メインボタン押下で切り替え）
Expand All @@ -214,7 +308,7 @@ void loop() {
for(int i=1; i<BUF_N; i++){
M5.Lcd.fillCircle(pos_x_prev[i], pos_y_prev[i], 2, DARKGREEN);
}
if(pow(degx,2)+pow(degy,2) < pow(DEG_MAX,2)){
if(deg < DEG_MAX){
int pos_x = -int(36 * degx / DEG_MAX + 0.5) + 80;
int pos_y = -int(36 * degy / DEG_MAX + 0.5) + 39;
M5.Lcd.fillCircle(pos_x, pos_y, 2, RED);
Expand All @@ -234,6 +328,10 @@ void loop() {
M5.Lcd.drawLine(131, rpm1_y, 157, rpm1_y, RED);
buf_append(rpm1_y_prev, rpm1_y);
}
if(rpm2_y >= 2 && rpm2_y <= 132){
M5.Lcd.drawLine(217, rpm2_y, 232, rpm2_y, RED);
buf_append(rpm2_y_prev, rpm2_y);
}
break;
case 1: // 回転数のグラフ表示
M5.Lcd.setCursor(0, 31);
Expand All @@ -252,9 +350,23 @@ void loop() {
break;
case 2: // 回転数の数値表示
M5.Lcd.setCursor(12, 16);
M5.Lcd.printf("%05.2f",rpm1);
M5.Lcd.printf("%5.2f",rpm1);
break;
}

// WOW推定値の計算
i_rpm++;
if(i_rpm > CSV_N-1) i_rpm = 0;
meas[i_rpm] = (uint16_t) millis();
rpm[i_rpm] = int(rpm1 * 1000. + 0.5); // RPM値の保存
float mse = 0., avr = 0.;
for(int i=0; i<CSV_N; i++) avr += (float)rpm[i]/1000.;
avr /= CSV_N;
for(int i=0; i<CSV_N; i++){
mse += pow(avr-(float)rpm[i]/1000.,2);
}
wow[i_rpm] = int(AVR_N * sqrt(mse) / CSV_N / avr * 10000. +.5);
level[i_rpm] = int(deg * 1000. +.5);

// CSVxUDP送信
if(rpm1 > 10. && millis()-started_time_ms > UDP_TX_MS && WiFi.status() == WL_CONNECTED){
Expand All @@ -275,7 +387,11 @@ void loop() {
// M5.Lcd.setCursor(6, 72);
// M5.Lcd.print(S.substring(8)); // 送信データSを表示
}
}else M5.Lcd.fillRect(6, 72, 54, 8, BLACK);
}else{
if(disp_mode == 0){
M5.Lcd.fillRect(6, 72, 54, 8, BLACK);
}
}
}

/******************************************************************************
Expand Down
30 changes: 30 additions & 0 deletions stick_c/ex52_rpm/get_html.ino
View file
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,30 @@
/*******************************************************************************
HTMLコンテンツ
Copyright (c) 2016-2024 Wataru KUNINO
*******************************************************************************/

#define _html_size 779 + 32

String getHtml(int target, float level, float rpm, float wow){
char html[_html_size],s[65],s_ip[16];
uint32_t ip = WiFi.localIP();

sprintf(s_ip,"%d.%d.%d.%d",
ip & 255,
ip>>8 & 255,
ip>>16 & 255,
ip>>24
);
snprintf(html,_html_size,"<html>\n<head>\n<title>Wi-Fi 回転数RPM計</title>\n<meta http-equiv=\"Content-type\" content=\"text/html; charset=UTF-8\">\n<meta http-equiv=\"refresh\" content=\"5;URL=http://%s/\">\n</head>\n<body>\n<h3>M5Stick STATUS</h3>\n",s_ip);
if(wow>=100) sprintf(s,"---"); else sprintf(s,"%.2f",wow);
snprintf(html,_html_size,"%s\n<p>Level=%.3f °</p><p>RPM=%.3f rpm</p><p>WOW=%s %%</p>",html,level,rpm,s);
if(target<0) sprintf(s,"<p>Pause</p>"); else sprintf(s,"<p>Mode=%d</p>",target);
snprintf(html,_html_size,"%s\n%s\n<hr>\n<h3>LCD切替</h3>\n<p>http://%s/?mode=n<br>\n</p>",html,s,s_ip);
sprintf(s,"<form method=\"GET\" action=\"http://%s/\">",s_ip);
snprintf(html,_html_size,"%s\n%s\n<input type=\"submit\" name=\"mode\" value=\"-1 (Pause)\">\n<input type=\"submit\" name=\"mode\" value=\"0 (水平器)\">",html,s);
snprintf(html,_html_size,"%s\n<input type=\"submit\" name=\"mode\" value=\"1 (グラフ)\">\n<input type=\"submit\" name=\"mode\" value=\"2 (回転数)\">\n</form>",html);
snprintf(html,_html_size,"%s\n<hr>\n<h3>CSVデータ取得</h3>\n<p><a href=\"http://%s/rpm.csv\">http://%s/rpm.csv</a><br>\n</p>",html,s_ip,s_ip);
snprintf(html,_html_size,"%s\n</body>\n</html>",html);
Serial.println("sizeof(html)=" + String(strlen(html)+1));
return String(html);
}
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