agrobot_base/Firmware/Modulos/SensorFluxoModel_v2.h

#include "SerialService.h"
#include "Pinout.h"
#include "IComponenteCAN.h"

#ifndef SensorFluxoModel_v2_h
#define SensorFluxoModel_v2_h

class SensorFluxo_v2 : public ComponenteCAN {
  public:
    SensorFluxo_v2(
      const String& id,
      uint8_t idNum,
      int pino,
      TiposBarramentos barramento = CONTROLADOR
    )
    : _ID(id),
      ID_Num(idNum),
      _pino(pino, barramento, _INPUT_PULLUP, DIGITAL) {
    }

    String _ID;
    uint8_t ID_Num = 0;
    PinoModel _pino;

    bool Iniciado = false;

    unsigned long tempoAnterior = 0;
    unsigned int _Pulsos = 0;
    unsigned long _PeriodoTotal = 0;
    bool ultimaLeitura = false;
    unsigned long _UltimoPulsoMs = 0;

    unsigned int _PulsosLeitura = 0;
    unsigned long _PeriodoTotalLeitura = 0;
    float _Vazao = 0.0f;

    // Protege a janela de pulsos e o snapshot contra acessos concorrentes
    // do loop rapido, task de telemetria e controle da bomba.
    portMUX_TYPE _stateMux = portMUX_INITIALIZER_UNLOCKED;

    void Inicializar() {
      if (Iniciado) {
        MostrarLog("Sensor ja inicializado");
        return;
      }

      _pino.Conectar();
      Iniciado = _pino.Definido();

      if (Iniciado) {
        ResetarEstado();
        MostrarLog("Sensor iniciado");
      } else {
        MostrarLog("Sensor nao iniciado");
      }
    }

    void Desligar() {
      if (!Iniciado) {
        MostrarLog("Sensor nao esta inicializado");
        return;
      }

      _pino.Desconectar();
      ResetarEstado();

      _PulsosLeitura = 0;
      _PeriodoTotalLeitura = 0;
      _Vazao = 0.0f;
      Iniciado = false;

      MostrarLog("Sensor desligado");
    }

    void Loop() {
      if (!Iniciado) return;

      bool leituraAtual = (_pino.get() == 1);
      unsigned long tempoAtual = millis();

      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);

      if (leituraAtual != ultimaLeitura) {
        //MostrarLog("Mudou: ultima=" + String(ultimaLeitura) + " atual=" + String(leituraAtual));

        if (leituraAtual && !ultimaLeitura) {
          unsigned long intervalo = tempoAtual - tempoAnterior;
          tempoAnterior = tempoAtual;

          _Pulsos++;
          _PeriodoTotal += intervalo;
          _UltimoPulsoMs = tempoAtual;

          //MostrarLog("SUBIDA! Pulsos=" + String(_Pulsos) + " Periodo=" + String(_PeriodoTotal) + " Intervalo=" + String(intervalo));
        }

        ultimaLeitura = leituraAtual;
      }

      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

    void RequisitarDados() {
      AtualizarLeitura();
    }

    std::vector<uint8_t> MontarMensagemCAN(CanMessagePosicaoDados posicao) {
      std::vector<uint8_t> data;
      data.push_back(static_cast<uint8_t>(posicao));
      data.push_back(ID_Num);

      switch (posicao) {
        case CanMessagePosicaoDados::Status: {
          data.push_back(Iniciado ? 1 : 0);
          break;
        }

        case CanMessagePosicaoDados::Dados1: {
          unsigned int pulsosLeitura;
          unsigned long periodoLeitura;
          float vazao;

          portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
          pulsosLeitura = _PulsosLeitura;
          periodoLeitura = _PeriodoTotalLeitura;
          vazao = _Vazao;
          portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);

          uint16_t vazaoEscalada = (uint16_t)(vazao * 100.0f);

          data.push_back((uint8_t)pulsosLeitura);
          data.push_back((uint8_t)(periodoLeitura >> 8));
          data.push_back((uint8_t)(periodoLeitura & 0xFF));
          data.push_back((uint8_t)(vazaoEscalada >> 8));
          data.push_back((uint8_t)(vazaoEscalada & 0xFF));
          break;
        }

        default:
          break;
      }

      return data;
    }

    void ObterAmostragemAtual(unsigned int& pulsos, unsigned long& periodoMs) {
      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      pulsos = _Pulsos;
      periodoMs = _PeriodoTotal;
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

    // Snapshot somente-leitura para a malha rapida da bomba. A bomba nao chama
    // Loop(), nao reinicia a janela e nao disputa a aquisicao do sensor.
    void ObterSnapshotControle(
      unsigned int& pulsos,
      unsigned long& periodoMs,
      unsigned long& ultimoPulsoMs
    ) {
      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      pulsos = _Pulsos;
      periodoMs = _PeriodoTotal;
      ultimoPulsoMs = _UltimoPulsoMs;
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

  private:
    bool DebugMode = false;

    void AtualizarLeitura() {
      if (!Iniciado) return;

      unsigned int pulsos;
      unsigned long periodoMs;
      unsigned long agora = millis();

      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      pulsos = _Pulsos;
      periodoMs = _PeriodoTotal;

      _Pulsos = 0;
      _PeriodoTotal = 0;
      tempoAnterior = agora;
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);

      float vazao = CalcularVazao(pulsos, periodoMs);

      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      _PulsosLeitura = pulsos;
      _PeriodoTotalLeitura = periodoMs;
      _Vazao = vazao;
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

    void ResetarEstado() {
      bool leituraInicial = (_pino.get() == 1);
      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      _Pulsos = 0;
      _PeriodoTotal = 0;
      tempoAnterior = millis();
      ultimaLeitura = leituraInicial;
      _UltimoPulsoMs = 0;
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

    void ReiniciarAmostragem() {
      portENTER_CRITICAL(&_stateMux);
      _Pulsos = 0;
      _PeriodoTotal = 0;
      tempoAnterior = millis();
      portEXIT_CRITICAL(&_stateMux);
    }

    float CalcularVazao(uint16_t pulsos, unsigned long periodoMs) {
      if (periodoMs == 0) return 0.0f;

      float frequenciaHz = ((float)pulsos) * 1000.0f / (float)periodoMs;

      float q_L_min = (frequenciaHz + 3.0f) / 8.1f;
      if (q_L_min < 0.0f) q_L_min = 0.0f;
      if (q_L_min > 10.0f) q_L_min = 10.0f;

      float q_mL_s = q_L_min * (1000.0f / 60.0f);

      return q_mL_s;
    }

    void MostrarLog(String mensagem) {
      if (DebugMode) {
        PrintTela("[FLX " + _ID + "] " + mensagem);
      }
    }
};

#endif