Merge pull request #830 from entrylabs/develop-hw

Develop hw

Author: Tnks2U

app/firmwares/examples/smartCodingHouse/smartCodingHouse.ino

@@ -0,0 +1,399 @@
+#include <Servo.h>
+#include <DHT.h>
+#include <math.h>
+
+// 초음파 센서 핀 정의
+#define ULTRASONIC_TRIG_PIN A0 // 트리거 핀: A0
+#define ULTRASONIC_ECHO_PIN A1 // 에코 핀: A1
+
+// DHT11 센서 핀 정의
+// 온습도 센서는 무조건 a2(analog channel 2)에 연결되어야 함
+#define DHTPIN A2
+#define DHTTYPE DHT11
+DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
+
+char remainData;
+Servo servoMotor; // 서보 객체 생성
+
+// 서보 모터 핀 번호 (디지털 핀 2)
+const int SERVO_MOTOR = 2;
+
+// 온습도 센서(DHT11) 데이터 갱신 주기 관련 전역 변수
+unsigned long lastDHTTime = 0;
+uint16_t lastDHTValue = 0;
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// 자동문(비동기) 상태 관리용 전역 변수
+// ─────────────────────────────────────────────
+bool autoDoorActive = false;        // 자동문 동작 중 여부
+int autoDoorPhase = 0;              // 자동문 동작 단계
+unsigned long autoDoorLastTime = 0; // 마지막 상태 전환 시각 (millis())
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// 초음파 센서 관련 전역 변수 (측정 주기 제한용)
+// ─────────────────────────────────────────────
+unsigned long lastUltrasonicTime = 0;
+uint16_t lastUltrasonicValue = 0;
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// 초음파 센서 측정 함수 (cm 단위)
+// ─────────────────────────────────────────────
+uint16_t readUltrasonicSensor()
+{
+    long duration;
+
+    // 트리거 핀 LOW로 안정화
+    digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG_PIN, LOW);
+    delayMicroseconds(2);
+
+    // 트리거 핀을 HIGH로 10us 동안 유지하여 초음파 발사
+    digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG_PIN, HIGH);
+    delayMicroseconds(10);
+    digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG_PIN, LOW);
+
+    // 에코 핀에서 HIGH 펄스의 길이 측정 (타임아웃 30000us)
+    duration = pulseIn(ULTRASONIC_ECHO_PIN, HIGH, 30000);
+    if (duration == 0)
+    {
+        // 측정 실패 시 오류값 999 반환
+        return 999;
+    }
+
+    // 거리(cm) = (duration * 0.034) / 2
+    uint16_t distance = duration * 0.034 / 2;
+    return distance;
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// setup()
+// ─────────────────────────────────────────────
+void setup()
+{
+    Serial.begin(9600);
+    Serial.flush();
+
+    // 초음파 센서 핀 모드 설정
+    pinMode(ULTRASONIC_TRIG_PIN, OUTPUT);
+    pinMode(ULTRASONIC_ECHO_PIN, INPUT);
+
+    initPorts();
+
+    // DHT 센서 초기화 (DHT 센서는 A2에 연결됨)
+    dht.begin();
+
+    // 서보 모터 초기화: 디지털 핀 2에 연결 후 기본값 90도로 설정 (멈춤 상태)
+    servoMotor.attach(SERVO_MOTOR);
+    servoMotor.write(90);
+
+    delay(200);
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// initPorts()
+//  - 서보 모터 핀는 제외하고 초기화 (DHT 센서는 아날로그 채널이므로 디지털 초기화 대상 아님)
+// ─────────────────────────────────────────────
+void initPorts()
+{
+    for (int pinNumber = 0; pinNumber < 14; pinNumber++)
+    {
+        if (pinNumber == SERVO_MOTOR)
+        {
+            continue; // 서보 모터 핀은 건너뜀
+        }
+        pinMode(pinNumber, OUTPUT);
+        digitalWrite(pinNumber, LOW);
+    }
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// loop()
+//  - 시리얼 수신 → updateDigitalPort()로 처리
+//  - 자동문 상태 업데이트 (non-blocking)
+//  - pinValues 전송
+// ─────────────────────────────────────────────
+void loop()
+{
+    // 시리얼에 데이터가 있으면 읽어 처리
+    while (Serial.available())
+    {
+        char c = Serial.read();
+        updateDigitalPort(c);
+    }
+
+    // 자동문 상태 머신 업데이트
+    if (autoDoorActive)
+    {
+        updateAutoDoor();
+    }
+
+    delay(15);
+    sendPinValues();
+    delay(10);
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// updateAutoDoor()
+//  - 비동기로 LED와 서보 모터를 동시에 제어
+// ─────────────────────────────────────────────
+void updateAutoDoor()
+{
+    unsigned long now = millis();
+
+    switch (autoDoorPhase)
+    {
+    case 1:
+        if (now - autoDoorLastTime >= 1300)
+        {
+            servoMotor.write(90); // 서보 멈춤
+            autoDoorPhase = 2;
+            autoDoorLastTime = now;
+        }
+        break;
+
+    case 2:
+        if (now - autoDoorLastTime >= 10000)
+        {
+            servoMotor.write(180); // 반대 방향 회전 시작
+            autoDoorPhase = 3;
+            autoDoorLastTime = now;
+        }
+        break;
+
+    case 3:
+        if (now - autoDoorLastTime >= 1100)
+        {
+            servoMotor.write(90); // 서보 정지
+            autoDoorActive = false;
+            autoDoorPhase = 0;
+        }
+        break;
+    }
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// updateDigitalPort()
+//  - 시리얼로 수신된 명령(디지털/아날로그)을 해석해 핀에 반영
+// ─────────────────────────────────────────────
+void updateDigitalPort(char c)
+{
+    if (c >> 7)
+    {
+        // 상위 비트가 1인 경우
+        if ((c >> 6) & 1)
+        {
+            // 디지털 쓰기
+            if ((c >> 5) & 1)
+            {
+                int port = (c >> 1) & B1111;
+                if (port == SERVO_MOTOR)
+                {
+                    // 서보 제어는 아래 아날로그 방식으로 처리
+                }
+                else
+                {
+                    setPortWritable(port);
+                    if (c & 1)
+                    {
+                        digitalWrite(port, HIGH);
+                    }
+                    else
+                    {
+                        digitalWrite(port, LOW);
+                    }
+                }
+            }
+            else
+            {
+                remainData = c;
+            }
+        }
+        else
+        {
+            // 디지털 읽기
+            int port = (c >> 1) & B1111;
+            setPortReadable(port);
+        }
+    }
+    else
+    {
+        // 아날로그 값 처리
+        int port = (remainData >> 1) & B1111;
+        int value = ((remainData & 1) << 7) + (c & B1111111);
+
+        if (port == SERVO_MOTOR)
+        {
+            setPortWritable(port);
+            if (value == 1)
+            {
+                // open_door
+                servoMotor.write(0);
+                delay(1300);
+                servoMotor.write(90);
+            }
+            else if (value == 2)
+            {
+                // close_door
+                servoMotor.write(180);
+                delay(1100);
+                servoMotor.write(90);
+            }
+            else if (value == 3)
+            {
+                // auto_door (blocking 방식)
+                servoMotor.write(0);
+                delay(1300);
+                servoMotor.write(90);
+                delay(2000);
+                servoMotor.write(180);
+                delay(1100);
+                servoMotor.write(90);
+            }
+            else if (value == 4)
+            {
+                // 자동문 - 논블로킹 방식
+                digitalWrite(11, HIGH);
+                digitalWrite(8, HIGH);
+                digitalWrite(5, HIGH);
+                digitalWrite(12, HIGH);
+                digitalWrite(9, HIGH);
+                digitalWrite(6, HIGH);
+                digitalWrite(13, HIGH);
+                digitalWrite(10, HIGH);
+                digitalWrite(7, HIGH);
+
+                autoDoorActive = true;
+                autoDoorPhase = 1;
+                autoDoorLastTime = millis();
+                servoMotor.write(0);
+            }
+            else
+            {
+                servoMotor.write(90);
+            }
+        }
+        else
+        {
+            setPortWritable(port);
+            analogWrite(port, value);
+        }
+        remainData = 0;
+    }
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// sendPinValues()
+//  - 디지털/아날로그 값 전송
+// ─────────────────────────────────────────────
+void sendPinValues()
+{
+    for (int pinNumber = 0; pinNumber < 14; pinNumber++)
+    {
+        if (pinNumber == SERVO_MOTOR)
+            continue;
+        sendDigitalValue(pinNumber);
+    }
+    for (int pinNumber = 0; pinNumber < 6; pinNumber++)
+    {
+        sendAnalogValue(pinNumber);
+    }
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// sendAnalogValue(), sendDigitalValue()
+//  - 센서값을 시리얼로 전송
+// ─────────────────────────────────────────────
+void sendAnalogValue(int pinNumber)
+{
+    int value;
+
+    if (pinNumber == 1)
+    {
+        // 초음파 센서: A1의 경우 주기를 제한하여 초음파 센서 측정값 사용
+        if (millis() - lastUltrasonicTime >= 60)
+        {
+            lastUltrasonicValue = readUltrasonicSensor();
+            lastUltrasonicTime = millis();
+        }
+        value = lastUltrasonicValue;
+    }
+    else if (pinNumber == 2)
+    {
+        // 온습도 센서: a2는 DHT11 센서로부터 온도와 습도를 결합한 값을 전송
+        if (millis() - lastDHTTime >= 2000)
+        { // 최소 2초 간격
+            int temperature = (int)round(dht.readTemperature());
+            int humidity = (int)round(dht.readHumidity());
+            if (isnan(temperature) || isnan(humidity))
+            {
+                lastDHTValue = 0; // 읽기 실패 시 0 전송
+            }
+            else
+            {
+                // (온도×100 + 습도)를 5로 나눈 값
+                lastDHTValue = (uint16_t)round((temperature * 100.0 + humidity) / 5.0);
+            }
+            lastDHTTime = millis();
+        }
+        value = lastDHTValue;
+    }
+    else
+    {
+        value = analogRead(pinNumber);
+    }
+
+    // 아날로그 데이터 전송 (2바이트)
+    Serial.write(0xC0 | ((pinNumber & 0x07) << 3) | ((value >> 7) & 0x07));
+    Serial.write(value & 0x7F);
+}
+
+void sendDigitalValue(int pinNumber)
+{
+    if (isPortWritable(pinNumber))
+    {
+        // 출력 모드
+        Serial.write(0x80 | ((pinNumber & 0x0F) << 2));
+    }
+    else
+    {
+        // 입력 모드
+        if (digitalRead(pinNumber) == HIGH)
+        {
+            Serial.write(0x80 | ((pinNumber & 0x0F) << 2) | 0x01);
+        }
+        else
+        {
+            Serial.write(0x80 | ((pinNumber & 0x0F) << 2));
+        }
+    }
+}
+
+// ─────────────────────────────────────────────
+// setPortReadable(), setPortWritable()
+// ─────────────────────────────────────────────
+void setPortReadable(int port)
+{
+    if (isPortWritable(port))
+    {
+        pinMode(port, INPUT);
+    }
+}
+
+void setPortWritable(int port)
+{
+    if (!isPortWritable(port))
+    {
+        pinMode(port, OUTPUT);
+    }
+}
+
+boolean isPortWritable(int port)
+{
+    if (port > 7)
+    {
+        return bitRead(DDRB, port - 8);
+    }
+    else
+    {
+        return bitRead(DDRD, port);
+    }
+}