HACC2 - Hashilus Air Control Controller 2

概要

HACC2は、Hashilusの空気制御システムのコントローラーです。Mbed OSを使用して実装されており、UDP経由でコマンドを受け付け、SSRとRGB LEDを制御します。

バージョン

• 現在のバージョン: 2.2.0
• 主な変更点:
  • SSR制御周期の設定範囲を-1〜10に拡張（-1=設定変更無効）
  • 設定変更無効化機能の追加（-1設定時の設定変更保護）
  • ゼロクロス検出機能の追加（P3_9ピン、両エッジ検出）
  • トライアック制御機能の実装（1サイクル内でのON時間可変制御）
  • 商用電源周波数の自動検出（50Hz/60Hz対応）
  • SSR制御の高精度化（ゼロクロス同期制御）
  • 設定色読み取りコマンドの追加（config rgb0 status, config rgb100 status）
  • enablePWMメソッドの削除（非推奨機能の整理）
  • SSR-LED連動機能の完全実装
  • ステータスLEDの動作仕様を追加
  • ネットワーク接続の安定性向上
  • パケット処理の最適化
  • バッファサイズの拡大（8KB）
  • パフォーマンス監視機能の追加
  • バージョン情報の一元管理

ハードウェア要件

• Mbed対応ボード
• イーサネットインターフェース
• SSRドライバー（4チャンネル）
• RGB LEDドライバー（3チャンネル）

ソフトウェア要件

• Mbed OS 6.x
• コンパイラ: ARM GCC

ビルド方法

mbed compile -m <TARGET> -t GCC_ARM

使用方法

UDPコマンド

UDPコマンドは、デバイスのIPアドレスとポート（デフォルト: 5000）に送信します。

基本コマンド

• help - コマンド一覧を表示
• info - システム情報を表示
• config - 現在の設定を表示
• config load - 設定を読み込む
• config save - 設定を保存

SSR制御

• set <channel> <duty> - SSRのデューティ比を設定（0-100%）
• get <channel> - SSRのデューティ比を取得
• freq <channel> <freq> - SSRの周波数を設定（-1-10Hz、-1=設定変更無効）

RGB LED制御

• rgb <led_id> <r>,<g>,<b> - RGB LEDの色を設定（0-255）
• rgbget <led_id> - RGB LEDの色を取得

SSR-LED連動設定

• config ssrlink <on/off> - SSR-LED連動の有効/無効を設定
• config ssrlink status - SSR-LED連動の状態を表示
• config rgb0 <led_id>,<r>,<g>,<b> - LEDの0%時の色を設定（led_id: 1-4）
• config rgb0 status <led_id> - LEDの0%時の色を読み取り（led_id: 1-4）
• config rgb100 <led_id>,<r>,<g>,<b> - LEDの100%時の色を設定（led_id: 1-4）
• config rgb100 status <led_id> - LEDの100%時の色を読み取り（led_id: 1-4）
• config trans <ms> - トランジション時間を設定（100-10000ms）

デバッグ

• debug level <0-3> - デバッグレベルを設定
• debug status - 現在のデバッグレベルを表示

シリアルコマンド

シリアルコマンドは、115200bpsで送信します。改行コードはLF。

UDPコマンド仕様

基本形式

• コマンドはカンマ区切りの形式で送信
• 応答はOKまたはERRORで終了
• エラー時はコマンド名,ERRORの形式で返信

基本コマンド

デバイス情報取得

• コマンド: info
• 応答: info,<デバイス名>,2.0.0,OK
• 例: info → info,HACC2,2.0.0,OK

SSR制御

出力制御

• コマンド: set <id>,<value>
  • id: 0-4 (0は全チャンネル)
  • value: 0-100 (0=OFF, 100=ON)
  • 応答: set <id>,<value>,OK
• エイリアス: ssr <id>,<value>
• 特殊値:
  • ON: 100%出力
  • OFF: 0%出力
• 例:
  • set 1,50 → set 1,50,OK (チャンネル1を50%で制御)
  • set 0,ON → set 0,100,OK (全チャンネルを100%で制御)
  • ssr 2,OFF → ssr 2,0,OK (チャンネル2をOFF)

PWM周波数設定

• コマンド: freq <id>,<value>
  • id: 0-4 (0は全チャンネル)
  • value: -1-10 (Hz、-1=設定変更無効)
  • 応答: freq <id>,<value>,OK
• 例:
  • freq 0,5 → freq 0,5,OK (全チャンネルを5Hzに設定)
  • freq 1,-1 → freq 1,-1,OK (チャンネル1を設定変更無効に設定)

状態取得

• コマンド: get <id>
  • id: 1-4
  • 応答: get <id>,<duty>,<freq>,OK
• 例: get 1 → get 1,50,5,OK (チャンネル1の状態: デューティ比50%, 周波数5Hz)

RGB LED制御

色設定

• コマンド: rgb <id>,<r>,<g>,<b>
  • id: 0-4 (0は全LED)
  • r,g,b: 0-255
  • 応答: rgb <id>,<r>,<g>,<b>,OK
• 例:
  • rgb 1,255,0,0 → rgb 1,255,0,0,OK (LED1を赤色に設定)
  • rgb 0,0,255,0 → rgb 0,0,255,0,OK (全LEDを緑色に設定)

状態取得

• コマンド: rgbget <id>
  • id: 1-4
  • 応答: rgbget <id>,<r>,<g>,<b>,OK
• 例: rgbget 1 → rgbget 1,255,0,0,OK (LED1の現在の色: 赤)

設定コマンド

SSR-LED連動設定

• コマンド: config ssrlink <on/off>

  • 応答: SSR-LED link enabled/disabled

• 例: config ssrlink on → SSR-LED link enabled

• コマンド: config ssrlink status

  • 応答: SSR-LED link is enabled/disabled

• 例: config ssrlink status → SSR-LED link is enabled

設定色の設定

• コマンド: config rgb0 <led_id>,<r>,<g>,<b>

  • led_id: 1-4
  • r,g,b: 0-255
  • 応答: LED<id> 0% color set to R:<r> G:<g> B:<b>

• 例: config rgb0 1,0,0,0 → LED1 0% color set to R:0 G:0 B:0

• コマンド: config rgb100 <led_id>,<r>,<g>,<b>

  • led_id: 1-3
  • r,g,b: 0-255
  • 応答: LED<id> 100% color set to R:<r> G:<g> B:<b>

• 例: config rgb100 1,255,255,255 → LED1 100% color set to R:255 G:255 B:255

設定色の読み取り

• コマンド: config rgb0 status <led_id>

  • led_id: 1-4
  • 応答: LED<id> 0% color: R:<r> G:<g> B:<b>

• 例: config rgb0 status 1 → LED1 0% color: R:0 G:0 B:0

• コマンド: config rgb100 status <led_id>

  • led_id: 1-3
  • 応答: LED<id> 100% color: R:<r> G:<g> B:<b>

• 例: config rgb100 status 1 → LED1 100% color: R:255 G:255 B:255

トランジション時間設定

• コマンド: config trans <ms>
  • ms: 100-10000 (ミリ秒)
  • 応答: Transition time set to <ms> ms
• 例: config trans 1000 → Transition time set to 1000 ms

SSR制御周期設定

• コマンド: config ssr_freq <freq>
  • freq: -1-10 (Hz、-1=設定変更無効)
  • 応答: All SSR PWM frequencies set to <freq> Hz または All SSR PWM frequencies set to -1 (設定変更無効)
• 例:
  • config ssr_freq 5 → All SSR PWM frequencies set to 5 Hz
  • config ssr_freq -1 → All SSR PWM frequencies set to -1 (設定変更無効)

SSR制御周期状態確認

• コマンド: config ssr_freq status
  • 応答: 各チャンネルの設定値を表示
• 例: config ssr_freq status →

  SSR PWM frequencies:
  SSR1: 5 Hz
  SSR2: -1 (設定変更無効)
  SSR3: 3 Hz
  SSR4: 1 Hz
  

個別SSR制御周期確認

• コマンド: config ssr_freq status <id>
  • id: 1-4
  • 応答: SSR<id> PWM frequency is <freq> Hz または SSR<id> PWM frequency is -1 (設定変更無効)
• 例:
  • config ssr_freq status 1 → SSR1 PWM frequency is 5 Hz
  • config ssr_freq status 2 → SSR2 PWM frequency is -1 (設定変更無効)

特殊コマンド

ミスト制御

• コマンド: mist <duration>
  • duration: 0-10000 (ミリ秒)
  • 応答: mist <duration>,OK
• 動作: スプレーを指定時間噴射する
• 例: mist 1000 → mist 1000,OK (1秒間ミストを制御)

ゼロクロス検出状態確認

• コマンド: zerox
• 応答: zerox,<status>,<interval>,<count>,<frequency>,OK
  • status: DETECTED/NOT_DETECTED
  • interval: 最後のゼロクロス間隔（マイクロ秒）
  • count: 検出回数
  • frequency: 計算された周波数（Hz）
• 例: zerox → zerox,DETECTED,8333,1200,120.0,OK

エアー制御

• コマンド: air <level>
  • level: 0-2
    • 0: エアーOFF
    • 1: エアーLOW
    • 2: エアーHIGH
  • 応答: air <level>,OK
• 例: air 2 → air 2,OK (エアーガンの出力をHIGHにする)

かわいいコマンド

• コマンド: sofia
• 応答: sofia,KAWAII,OK (ソフィアはかわいい、いいね？)

パフォーマンス監視

• パケット処理時間の統計情報
  • 平均処理時間
  • 最大処理時間
  • 処理パケット数
• 100パケットごとに統計情報を表示
• 処理時間が100msを超える場合に警告を表示

ゼロクロス検出・トライアック制御機能

ゼロクロス検出

• 検出ピン: P3_9（両エッジ検出）
• 検出方式: 立ち上がり・立ち下がりエッジの両方を検出
• 周波数測定: 商用電源周波数（50Hz/60Hz）を自動検出
• 精度: マイクロ秒単位での高精度測定

トライアック制御

• 制御方式: ゼロクロス同期制御
• ON時間: 1msec固定（高精度タイマー制御）
• デューティ比: 0-100%の範囲で1%単位制御
• 応答性: 次のゼロクロスで即座に反映
• 制御精度: マイクロ秒単位での高精度制御
• 半波整流対応: 立ち上がりエッジのみを使用した制御
• 割り込み禁止: 15msec間の割り込み禁止によるノイズ対策
• 履歴計算: 過去100回の割り込みから電源周波数を算出

動作原理

1. ゼロクロス検出: P3_9ピンで商用電源のゼロクロス点を検出
2. 周波数測定: 立ち上がりエッジ間隔から電源周波数を計算
3. タイミング計算: デューティ比に応じたONタイミングを計算
4. トライアック制御: 計算されたタイミングでSSRをON/OFF制御

制御モード

設定変更無効モード（freq = -1）

• 制御方式: ゼロクロス同期制御（0と同じ動作）
• 設定変更: 0以外の設定変更を無効化
• 解除方法: 0を設定することで設定変更を可能にする
• 適用場面: 設定の誤変更を防ぎたい場合

ゼロクロス制御（freq = 0）

• 制御方式: ゼロクロス同期制御
• デューティ比変換: 0-100%を20-85%に変換
• 制御精度: 電源周波数に同期した高精度制御
• 適用場面: 高精度な電力制御が必要な場合

非ゼロクロス制御（freq = 1-10Hz）

• 制御方式: カウンタベース制御
• デューティ比: 0-100%をそのまま使用
• 制御精度: 設定周波数に基づく制御
• 適用場面: 固定周波数での制御が必要な場合

制御精度

• 50Hz地域: 10msec周期での精密制御
• 60Hz地域: 8.33msec周期での精密制御
• デューティ比変換: 0-100%を20-85%に変換（ゼロクロス制御時）
• 電源周波数精度: float型での高精度計算（過去100回の平均）
• 割り込み優先度: 最高優先度でのゼロクロス検出
• ノイズ対策: 15msec間の割り込み禁止による安定化

SSR-LED連動機能

SSR-LED連動機能により、SSR1のデューティ比に応じてRGB LEDの色が自動的に変化します。

動作原理

• SSR1のデューティ比（0-100%）を監視
• 0%時の色と100%時の色の間を線形補間
• 設定されたトランジション時間で滑らかに色を変化
• 独立したスレッドで100Hzで更新

設定項目

• SSR-LED連動: 有効/無効の切り替え
• 0%時の色: SSR出力0%時のRGB LEDの色（LED1-4）
• 100%時の色: SSR出力100%時のRGB LEDの色（LED1-4）
• トランジション時間: 色変化にかける時間（100-10000ms）

使用例

# SSR-LED連動を有効化
config ssrlink on

# LED1の0%時の色を黒に設定
config rgb0 1,0,0,0

# LED1の100%時の色を白に設定
config rgb100 1,255,255,255

# トランジション時間を1秒に設定
config trans 1000

# SSR1を50%で制御（LED1は灰色に変化）
set 1,50

エラー処理

• ネットワーク切断時の自動再接続
• ソケットエラー時の自動再初期化
• パケット処理時間の監視と警告
• エラー発生時のログ出力
  • レベル0: エラーのみ
  • レベル1: 基本情報
  • レベル2: 詳細情報

技術的な変更点

削除された機能

• enablePWMメソッド: 非推奨機能として削除（何もしないメソッドだったため）

追加された機能

• SSR制御周期拡張: 設定範囲を-1〜10に拡張（-1=設定変更無効）
• 設定変更無効化機能: -1設定時の設定変更保護機能
• ゼロクロス検出機能: P3_9ピンでの立ち上がりエッジ検出（半波整流対応）
• トライアック制御: ゼロクロス同期での高精度制御
• 電源周波数自動検出: 50Hz/60Hz地域の自動判定（過去100回の平均）
• ゼロクロス状態確認コマンド: zeroxコマンド
• 制御モード: 設定変更無効制御（freq=-1）、ゼロクロス制御（freq=0）、非ゼロクロス制御（freq=1-10Hz）
• デューティ比変換: ゼロクロス制御時は0-100%を20-85%に変換
• ノイズ対策: 15msec間の割り込み禁止による安定化
• 設定色読み取りコマンド: config rgb0 status, config rgb100 status
• SSR-LED連動機能の完全実装
• トランジション制御の改善

パフォーマンス改善

• 不要なメソッド呼び出しの削除
• コードの最適化と整理
• SSR制御の高精度化（ゼロクロス同期）
• 割り込み優先度の最適化

ハードウェア要件の変更

• ゼロクロス検出回路: P3_9ピンへの接続が必要（半波整流対応）
• 高精度タイマー: マイクロ秒単位での制御
• 割り込み処理: 最高優先度でのゼロクロス検出
• プルアップ抵抗: P3_9ピンの内部プルアップ設定
• ノイズ対策: 15msec間の割り込み禁止による安定化

ライセンス

• プロプライエタリ

作者

• Hashilus

シリアルコンソール

接続方法

• ボーレート: 115200 bps
• データビット: 8
• パリティ: なし
• ストップビット: 1
• フロー制御: なし
• 改行コード LF

コマンド一覧

基本コマンド

• help: ヘルプを表示
• info: デバイス情報を表示
• reboot: デバイスを再起動
• debug level <0-3>: デバッグレベルを設定
• debug status: 現在のデバッグレベルを表示

SSR制御

• set <id> <value>: SSRの出力を設定
  • id: 1-4
  • value: 0-100 (0=OFF, 100=ON)
  • 例: set 1 50 (チャンネル1を50%で制御)
• freq <id> <value>: PWM周波数を設定
  • id: 1-4
  • value: -1-10 (Hz、-1=設定変更無効)
  • 例:
    • freq 1 5 (チャンネル1を5Hzに設定)
    • freq 1 -1 (チャンネル1を設定変更無効に設定)
• get <id>: SSRの状態を取得
  • id: 1-4
  • 例: get 1 (チャンネル1の状態を表示)

RGB LED制御

• rgb <id> <r> <g> <b>: RGB LEDの色を設定
  • id: 1-4
  • r,g,b: 0-255
  • 例: rgb 1 255 0 0 (LED1を赤色に設定)
• rgbget <id>: RGB LEDの状態を取得
  • id: 1-4
  • 例: rgbget 1 (LED1の現在の色を表示)

設定コマンド

• config: 現在の設定を表示
• config save: 設定を保存
• config load: 設定を読み込み
• config netbios <name>: NETBIOS名を設定
• config ip <address>: IPアドレスを設定
• config mask <netmask>: サブネットマスクを設定
• config gateway <address>: デフォルトゲートウェイを設定
• config dhcp on/off: DHCPの有効/無効
• config ssr_freq <freq>: SSR制御周期を設定（-1-10Hz、-1=設定変更無効）

特殊コマンド

• sofia: かわいいコマンド

コマンド入力機能

• コマンド履歴: 上下矢印キーで履歴を参照
• カーソル移動: 左右矢印キーでカーソルを移動
• バックスペース: 文字を削除
• タブ補完: サポート予定

応答形式

• 成功時: コマンドの実行結果を表示
• エラー時: エラーメッセージを表示
• デバッグ情報: デバッグレベルに応じて詳細情報を表示

ステータスLED

システムの状態を表示する3色LED（赤、緑、青）の動作仕様です。

LEDの配置

• LED1: 赤色
• LED2: 緑色
• LED3: 青色

表示パターン

1. 初期化中（青色点滅）

   • 青色LEDが500ms周期で点滅
   • システム起動時に表示

2. 正常動作（緑色点灯）

   • 緑色LEDが常時点灯
   • 通常動作時の状態

3. エラー状態（赤色点滅）

   • 赤色LEDが1秒周期で点滅
   • エラー発生時に表示

4. パケット受信（紫色点灯）

   • 赤色と青色LEDが同時点灯
   • 一時的（200ms）に表示
   • UDPパケット受信時に表示

5. コマンド実行（オレンジ色点灯）

   • 赤色と緑色LEDが同時点灯
   • 一時的（500ms）に表示
   • コマンド実行時に表示

動作の特徴

• 独立したスレッドで動作（50ms間隔で更新）
• 一時的な状態は自動的に元の状態に戻る
• パケット受信とコマンド実行は優先度が高い状態を表示