ELi15 Kommunikation

bluetooth.h

/**
 *  Bluetooth-Protokoll
 *
 *  Über den UART-Kanal werden die untenstehenden structs direkt verschickt.
 *  Die Sequenznummer in BTUpdateMessage wird von 0 bis 65535 inkrementiert und rollt dann zu 0 zurück und wird damit nie negativ.
 *  Auch die restlichen Felder dürfen nicht negativ werden.
 *  Der Empfänger prüft die Sequenznummer und die Felder um die Integrität der Nachricht sicherzustellen.
**/

typedef struct {
  uint16_t laps;           /* Anzahl Runden */
  uint16_t lap_length;     /* Rundenstrecke */
  uint16_t time_available; /* Gesamtzeit (Sekunden) */
} BTSettingsMessage;

typedef struct {
  int16_t seq;            /* Sequenznummer */
  int16_t time_elapsed;   /* Verstrichene Zeit (Sekunden) */
  int16_t distance;       /* Gefahrene Strecke (Meter) */
  int16_t current_speed;  /* Geschwindigkeit-Ist (Meter / h) */
  int16_t current_current;  /* Fahrstrom-Ist (Dezi-Ampere) */
} BTUpdateMessage;

ELi15-Kommunikation.md

ELi15 Kommunikationssysteme

• CAN: Motorcontroller <-> Stromcontroller <-> Displaycontroller
• Bluetooth-UART: Display-Controller -> Handy

CAN

Byte-Order in CAN-Datenfeldern ist little-endian.

Displaycontroller

ID: 0x01xx

Sendet:

Der Displaycontroller liest die Buttons aus und bestimmt daraus die Sollgeschwindigkeit etc.

Inputs:

• Totmannschalter
• Start-Button
• Hupe-Button
• Schneller-Button
• Langsamer-Button
• Bremssensor

Interner Zustand von eigenen Inputs:

• Totmannschalter geschlossen / offen
• Hupe an/aus
• Motor an/aus
• Fahrstrom / Geschwindigkeit Sollwert
• Vergangene Zeit seit Start des Rennens

Interner Zustand von externen Inputs (per CAN):

• Geschwindigkeit Ist (vom Motorcontroller)
• Fahrstrom Ist (vom Motorcontroller)
• Gefahrene Strecke (vom Motorcontroller)
• Notaus gezogen / nicht gezogen (vom Stromverteiler)
• Strom- und Spannungswerte (vom Stromverteiler)

Nachricht 0x0101

• Byte 0+1: Geschwindigkeit-Soll (in Meter / h oder Dezi-Ampere je nach Modus, signed 16-bit integer)
• Byte 7: Status-Flags (Horn-Flag, Totmann-Flag, TimeRunning-Flag, Speedmodus / Strommodus im Motor-Flag 1)

Motorcontroller

ID: 0x02xx

Sendet:

Der Motorcontroller überwacht die Fahrstrom-Spannung, berechnet die aktuelle Radgeschwindigkeit aus dem Rad-Geschwindigkeitssensor, und berechnet die zurückgelegte Distanz aus der Anzahl der gemessenen Radumdrehungen. Diese Daten werden alle 200ms gesendet.

Nachricht 0x0201:

• Byte 0+1: Eingangsspannung (Dezi-Volt, unsigned 16-bit integer)
• Byte 2+3: Geschwindigkeit-Ist (Meter / h, unsigned 16-bit integer)
• Byte 4+5: Gefahrene Distanz (Meter, unsigned 16-bit integer)

Stromcontroller

ID: 0x03xx

Sendet:

Der Stromcontroller überwacht Spannung und Strom im 48V und 12V Kreis sowie den Notaus-Zustand. Er sendet alle 200ms zwei Nachrichten, eine mit der Spannung (CurrentBit nicht gesetzt) und eine mit dem Strom.

Inputs (an Controller)

• Stromsensor 48V-Gesamt
• Stromsensor 12V-Schiene
• Stromsensor 48V-Output (Motorcontroller)
• Stromsensor PV
• Spannungssensor 48V
• Spannungssensor 12V
• Notaus

Interner Zustand von eigenen Inputs:

• ...

Interner Zustand von externen Inputs (per CAN):

• Motorcontroller an/aus

Nachricht 0x0301

• Byte 0+1: Spannung 48V (Dezi-Volt, unsigned 16-bit integer)
• Byte 2+3: Spannung 12V (Dezi-Volt, unsigned 16-bit integer)
• Byte 7: Statusflags (Notaus-Flag, Strom/Spannung-Flag)

Nachricht 0x0302

• Byte 0+1: Strom 48V (Dezi-Ampere, unsigned 16-bit integer)
• Byte 2+3: Strom 12V (Dezi-Ampere, unsigned 16-bit integer)
• Byte 4+5: Strom PV (Dezi-Ampere)
• Byte 7: Statusflags (Notaus-Flag, Strom/Spannung-Flag)

Bluetooth

Handy

Das Handy sendet an den Displaycontroller einmalig nach Aufbau der Verbindung:

• Rundenzahl
• Rundenstrecken
• Gesamtzeit

(Der Displaycontroller benutzt für diese Parameter zunächst hardcoded Default-Werte; falls eine SD-Karte eingesteckt ist liest er die Parameter von dieser; falls das Handy verbunden ist, aus der Bluetooth-Kommunikation)

Displaycontroller

Der Displaycontroller sendet an das Handy:

• Zeit seit Start (in Sekunden)
• Zurückgelegte Strecke (In Meter)
• Geschwindigkeit-Ist (In Meter / h)
• Energieverbrauch (Strom der an den Motorcontroller geht, in Dezi-Ampere)

Das Protokoll dazu sollte so aussehen:

• Displaycontroller startet
• Displaycontroller versucht Bluetooth-Verbindung herzustellen
• Handy schreibt Configdaten als 3 16-bit Unsigned Integers
• Displaycontroller liest - falls keine Bluetooth-Verbindung vorhanden ist, wird Config von SD-Karte oder aus Default-Wert gelesen
• Falls Bluetooth-Verbindung vorhanden ist, schreibt Controller alle 100ms die Daten als signed (!) Integers, mit einer Sequenznummer am Anfang.
• Bei einem Fehler in der Kommunikation versucht das Handy die Bluetooth-Verbindung neu herzustellen