battery_tester.ino

   1 #include <LightChrono.h>
   2 #include <Chrono.h>
   3
   4 const float APPARENT_SHUNT_RESISTANCE = 0.453;
   5 const float VOLTAGE_REFERENCE = 2.494;
   6
   7 float ampseconds = 0;
   8 float wattseconds = 0;
   9
  10 const int digits[] = {2, 3, 4, 5};
  11 const int segments[] = {6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13};
  12
  13 const bool one[7] = {false, true, true, false, false, false, false};
  14 const bool two[7] = {true, true, false, true, true, false, true};
  15 const bool three[7] = {true, true, true, true, false, false, true};
  16 const bool four[7] = {false, true, true, false, false, true, true};
  17 const bool five[7] = {true, false, true, true, false, true, true};
  18 const bool six[7] = {true, false, true, true, true, true, true};
  19 const bool seven[7] = {true, true, true, false, false, false, false};
  20 const bool eight[7] = {true, true, true, true, true, true, true};
  21 const bool nine[7] = {true, true, true, true, false, true, true};
  22 const bool zero[7] = {true, true, true, true, true, true, false};
  23
  24 const bool U[7] = {false, true, true, true, true, true, false};
  25 const bool I[7] = {false, false, true, false, false, false, false};
  26 const bool P[7] = {true, true, false, false, true, true, true};
  27
  28 unsigned char display_state = 0;
  29
  30 Chrono timer;
  31 Chrono debounce;
  32
  33
  34 void writeDigit(char d, char val, bool dec) {
  35     const bool *segs;
  36     switch (val) {
  37         case 0:
  38             segs = zero;
  39             break;
  40         case 1:
  41             segs = one;
  42             break;
  43         case 2:
  44             segs = two;
  45             break;
  46         case 3:
  47             segs = three;
  48             break;
  49         case 4:
  50             segs = four;
  51             break;
  52         case 5:
  53             segs = five;
  54             break;
  55         case 6:
  56             segs = six;
  57             break;
  58         case 7:
  59             segs = seven;
  60             break;
  61         case 8:
  62             segs = eight;
  63             break;
  64         case 9:
  65             segs = nine;
  66             break;
  67     }
  68     for (int i = 0; i < 7; ++i) {
  69         if (segs[i]) {
  70             digitalWrite(segments[i], HIGH);
  71         } else {
  72             digitalWrite(segments[i], LOW);
  73         }
  74     }
  75     if (dec) {
  76       digitalWrite(15, HIGH);
  77     }
  78     digitalWrite(digits[d], LOW);
  79     delay(1);
  80     digitalWrite(digits[d], HIGH);
  81     digitalWrite(15, LOW);
  82 }
  83
  84 void writeLetter(char d, const bool val[]) {
  85     for (int i = 0; i < 7; ++i) {
  86         if (val[i]) {
  87             digitalWrite(segments[i], HIGH);
  88         } else {
  89             digitalWrite(segments[i], LOW);
  90         }
  91     }
  92     digitalWrite(digits[d], LOW);
  93     delay(1);
  94     digitalWrite(digits[d], HIGH);
  95 }
  96
  97 void showNumber(float number) {
  98     int n = number;
  99     writeDigit(0, (n/1000U) % 10, false);
 100     writeDigit(1, (n/100U) % 10, false);
 101     writeDigit(2, (n/10U) % 10, false);
 102     writeDigit(3, n % 10, false);
 103 }
 104
 105 void showVoltage(float volts) {
 106     int cvolts = volts * 100;
 107     writeDigit(0, (cvolts/100U) % 10, true);
 108     writeDigit(1, (cvolts/10U) % 10, false);
 109     writeDigit(2, cvolts % 10, false);
 110     writeLetter(3, U);
 111 }
 112 void showCurrent(float current) {
 113     int camp = current * 100;
 114     writeDigit(0, (camp/100U) % 10, true);
 115     writeDigit(1, (camp/10U) % 10, false);
 116     writeDigit(2, camp % 10, false);
 117     writeLetter(3, I);
 118 }
 119
 120
 121 void setup() {
 122     // put your setup code here, to run once:
 123     Serial.begin(9600);
 124     analogReference(EXTERNAL);
 125
 126     for (int i = 0; i < 4; ++i) {
 127         pinMode(digits[i], OUTPUT);
 128         digitalWrite(digits[i], HIGH);
 129     }
 130     for (int i = 0; i < 8; ++i) {
 131         pinMode(segments[i], OUTPUT);
 132         digitalWrite(segments[i], LOW);
 133     }
 134
 135     pinMode(15, OUTPUT);
 136     digitalWrite(15, LOW);
 137
 138     pinMode(19, INPUT);
 139     pinMode(20, INPUT);
 140     pinMode(21, INPUT);
 141 }
 142
 143 void loop() {
 144     float shunt_voltage;
 145     float shunt_current;
 146     float battery_voltage;
 147     float amps_in_period;
 148     float watts_in_period;
 149     float mamphours;
 150     float mwatthours;
 151
 152     if (timer.hasPassed(1000)) {
 153         unsigned long passed = timer.elapsed();
 154         timer.restart();
 155         battery_voltage = readVoltage(A0);
 156
 157         if (battery_voltage < 0.8) {
 158             delay(200);
 159         } else {
 160
 161             shunt_voltage = readVoltage(A1);
 162             shunt_current = shunt_voltage/APPARENT_SHUNT_RESISTANCE;
 163
 164
 165             amps_in_period = shunt_current * passed/1000;
 166             watts_in_period = amps_in_period * battery_voltage;
 167
 168             ampseconds += amps_in_period;
 169             wattseconds += watts_in_period;
 170             mamphours = ampseconds/3.6;
 171             mwatthours = wattseconds/3.6;
 172         }
 173     }
 174     if (debounce.hasPassed(300) && !digitalRead(19)) {
 175         display_state = (display_state + 1) % 4;
 176         Serial.println(display_state);
 177         debounce.restart();
 178     } else {
 179         switch (display_state) {
 180           case 0:
 181             showNumber(mamphours);
 182             break;
 183           case 1:
 184             showVoltage(battery_voltage);
 185             break;
 186           case 2:
 187             showCurrent(shunt_current);
 188             break;
 189           case 3:
 190             showNumber(mwatthours);
 191             writeLetter(3, P);
 192             break;
 193         }
 194     }
 195 }
 196
 197 float readVoltage(int pin) {
 198
 199     int val = 0;
 200     for (int i = 0; i < 4; ++i) {
 201         val = val + analogRead(pin);
 202         delay(0.5);
 203     }
 204
 205     return (val / 4) * VOLTAGE_REFERENCE/1023.0;
 206 }