#include #include #include #include #include const char* ssid = WIFI_SSID; const char* password = WIFI_PASSWORD; const char* DISCORD_WEBHOOK = DISCORD_WEBHOOK_URL; // NTP-Server & Zeitzone für Deutschland const char* ntpServer = "pool.ntp.org"; const char* tzInfo = "CET-1CEST,M3.5.0,M10.5.0/3"; FastAccelStepperEngine engine = FastAccelStepperEngine(); FastAccelStepper *stepper = NULL; // ################ Variabeln ################ const uint32_t MAX_SPEED_HZ = 106000; const int32_t COLDTEMP_C = 70; const int32_t MIKROSTEPS = 3200; bool clickPlus = 0; bool clickMinus = 0; bool clickStop = 0; bool holdPlus = 0; bool holdMinus = 0; bool holdStop = 0; bool shouldRun = true; int lastSpeed = 0; uint32_t lastAutoHz = 0; int32_t lastControl = 0; uint32_t lastPlotTime = 0; bool autoStop = false; bool bSettings = false; int32_t curTemp = 0; bool send = false; bool stopMove = false; // Start/Stopp von der Weboberfläche (nur ohne Zeitschaltuhr) bool webRun = false; struct tm timeinfo; TimeEditStep timeEditStep = EDIT_NONE; // fest in den Speicher schreiben Preferences prefs; SystemSettings settings; //##################################### //########### Hilfsfunktion ########### //##################################### // Überladung des Präfix-Operators (++timeEditStep) TimeEditStep& operator++(TimeEditStep& step) { step = (step == EDIT_SPEED) ? EDIT_NONE : static_cast(step + 1); return step; } // Werte aus dem Flash speicher laden void loadSettings() { // Namespace öffnen (Name max. 15 Zeichen, "true" = read-only) prefs.begin("timer_cfg", true); // Werte auslesen settings.startHour = prefs.getUChar("s_hour", 0); settings.startMin = prefs.getUChar("s_min", 0); settings.endHour = prefs.getUChar("e_hour", 0); settings.endMin = prefs.getUChar("e_min", 0); settings.timerEnabled = prefs.getBool("t_on", false); settings.maxTemp = prefs.getShort("max_temp", 70); settings.coldTemp = prefs.getShort("cold_temp", 50); settings.accelRate = prefs.getInt("accel_rate", 20000); prefs.end(); Serial.println("[NVS] Einstellungen erfolgreich geladen."); } // Save Settings in Flash Speichern void saveSettings() { prefs.begin("timer_cfg", false); // "false" = Read/Write prefs.putUChar("s_hour", settings.startHour); prefs.putUChar("s_min", settings.startMin); prefs.putUChar("e_hour", settings.endHour); prefs.putUChar("e_min", settings.endMin); prefs.putBool("t_on", settings.timerEnabled); prefs.putShort("max_temp", settings.maxTemp); prefs.putShort("cold_temp", settings.coldTemp); prefs.putInt("accel_rate", settings.accelRate); prefs.end(); Serial.println("[NVS] Einstellungen im Flash gespeichert."); } void initWiFiAndTime() { WiFi.begin(ssid, password); // Zeitzone und NTP-Server setzen configTzTime(tzInfo, ntpServer); // Warten auf Verbindung (optional mit Timeout) int retries = 0; while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && retries < 20) { delay(500); retries++; } } void sendDiscordNotification(const String& message) { if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.println("[Discord] Nicht verbunden mit WiFi."); return; } WiFiClientSecure client; client.setInsecure(); // Überspringt die rechenintensive Zertifikatsketten-Prüfung HTTPClient http; if (http.begin(client, DISCORD_WEBHOOK)) { http.addHeader("Content-Type", "application/json"); // JSON-Payload: {"content": "Deine Nachricht"} String payload = "{\"content\": \"" + message + "\"}"; int httpResponseCode = http.POST(payload); if (httpResponseCode == 204 || httpResponseCode == 200) { Serial.println("[Discord] Nachricht erfolgreich gesendet."); } else { Serial.printf("[Discord] Fehler beim Senden: HTTP %d\n", httpResponseCode); } http.end(); } } // ############################################################ // ################ WEBOBERFLÄCHE ############################# // ############################################################ // Arbeitet die Befehle ab, die der Webserver in die Queue gelegt hat. // Läuft im loop() -> kein Zugriffskonflikt mit dem Webserver-Task. void handleWebCommands() { WebCmd c; const int32_t maxRpm = (MAX_SPEED_HZ * 60) / MIKROSTEPS; while (xQueueReceive(webQueue, &c, 0) == pdTRUE) { switch (c.type) { case WC_TIMER: settings.timerEnabled = (c.v[0] != 0); webRun = false; // Handbetrieb beim Umschalten beenden saveSettings(); break; case WC_SPEED: settings.autoSpeed = constrain(c.v[0], 50, maxRpm); saveSettings(); // wirkt live über applyMotor(MOTOR_AUTO) break; case WC_RUN: // Nur ohne Zeitschaltuhr erlaubt if (!settings.timerEnabled) webRun = (c.v[0] != 0); break; case WC_MAXTEMP: settings.maxTemp = constrain(c.v[0], -20, 150); settings.coldTemp = settings.maxTemp - 20; saveSettings(); break; case WC_ACCEL: settings.accelRate = constrain(c.v[0], 1000, 30000); stepper->setAcceleration(settings.accelRate); saveSettings(); break; case WC_WINDOW: settings.startHour = constrain(c.v[0], 0, 23); settings.startMin = constrain(c.v[1], 0, 59); settings.endHour = constrain(c.v[2], 0, 23); settings.endMin = constrain(c.v[3], 0, 59); saveSettings(); break; } } } // Schickt den aktuellen Status als JSON an alle verbundenen Browser void sendWebStatus(int32_t rpm, bool timeValid, int h, int m, bool overheat) { if (webSocket.count() == 0) return; // niemand verbunden -> nichts tun JsonDocument d; d["temp"] = curTemp; d["maxTemp"] = settings.maxTemp; d["overheat"] = overheat; d["rpm"] = rpm; d["running"] = stepper->isRunning(); d["timerOn"] = settings.timerEnabled; d["webRun"] = webRun; d["autoSpeed"] = settings.autoSpeed; d["maxRpm"] = (MAX_SPEED_HZ * 60) / MIKROSTEPS; d["accel"] = settings.accelRate; d["sh"] = settings.startHour; d["sm"] = settings.startMin; d["eh"] = settings.endHour; d["em"] = settings.endMin; char t[6]; if (timeValid) snprintf(t, sizeof(t), "%02d:%02d", h, m); else strcpy(t, "--:--"); d["time"] = t; String out; serializeJson(d, out); webSocket.textAll(out); webSocket.cleanupClients(); } //####################################################### //####################### Setup ######################### //####################################################### void setup() { Serial.begin(115200); delay(1000); // Zeit für USB-CDC-Verbindung geben // Daten aus Flash speicher laden loadSettings(); engine.init(); stepper = engine.stepperConnectToPin(stepPinStepper); if (stepper) { stepper->setDirectionPin(dirPinStepper); stepper->setEnablePin(enablePinStepper, true); stepper->setAutoEnable(true); stepper->setSpeedInHz(MAX_SPEED_HZ); } // Pin Config pinMode(buttonPlus, INPUT_PULLUP); pinMode(buttonMinus, INPUT_PULLUP); pinMode(buttonStop, INPUT_PULLUP); initWiFiAndTime(); // Weboberfläche starten initWebServer(); Serial.print("[Web] Erreichbar unter http://"); Serial.println(WiFi.localIP()); initDisplay(); // Start Animation } bool getCurrentTime(int &hour, int &minute, int &second) { if (!getLocalTime(&timeinfo, 50)) { // 50ms Timeout return false; // Noch keine NTP-Zeit synchronisiert } hour = timeinfo.tm_hour; minute = timeinfo.tm_min; second = timeinfo.tm_sec; return true; } // Rückgabe von Flanken (Klick) und Pegel (Halten) void getInputs(bool &clickPlus, bool &clickMinus, bool &clickStop, bool &holdPlus, bool &holdMinus, bool &holdStop) { // Physische Pegel einlesen (Active-Low) bool curPlus = (digitalRead(buttonPlus) == LOW); bool curMinus = (digitalRead(buttonMinus) == LOW); bool curStop = (digitalRead(buttonStop) == LOW); // Speicher für vorherigen Durchlauf static bool lastPlus = false; static bool lastMinus = false; static bool lastStop = false; // Nur bei Veränderung true (Sperre) clickPlus = (curPlus && !lastPlus); clickMinus = (curMinus && !lastMinus); clickStop = (curStop && !lastStop); // Dauerzustand (für Stepper-Handbetrieb) holdPlus = curPlus; holdMinus = curMinus; holdStop = curStop; // Zustand für nächsten Durchlauf merken lastPlus = curPlus; lastMinus = curMinus; lastStop = curStop; } // Liefert die Aktuelle Temperatur in °C int getTempInC(uint8_t senTemp){ int milliVolt = analogReadMilliVolts(senTemp); return ((milliVolt - 500)/10); } int32_t getFilteredTemp(int rawSensorPin) { constexpr uint8_t FILTER_SAMPLES = 100; // Puffergröße (100 Messwerte) Mittelwert über 10s static int readings[FILTER_SAMPLES]; static uint8_t readIndex = 0; static int32_t total = 0; static int average = 0; static bool initialized = false; static uint32_t lastSampleTime = 0; // Abtastrate: Alle 100 ms einen neuen Messwert erfassen if (millis() - lastSampleTime >= 100 || !initialized) { lastSampleTime = millis(); int rawVal = getTempInC(rawSensorPin); // Messwert in mV // Kaltstart: Puffer beim ersten Aufruf vollflächig vorbefüllen if (!initialized) { for (uint8_t i = 0; i < FILTER_SAMPLES; i++) { readings[i] = rawVal; } total = (int32_t)rawVal * FILTER_SAMPLES; average = rawVal; initialized = true; return average; } // Ältesten Wert abziehen, neuen Wert einfügen und addieren total -= readings[readIndex]; readings[readIndex] = rawVal; total += rawVal; // Index weiterschalten readIndex = (readIndex + 1) % FILTER_SAMPLES; // Ganzzahlige Division mit kaufmännischer Rundung (+ 5 bei 10 Werten) if (total >= 0) { average = (total + (FILTER_SAMPLES / 2)) / FILTER_SAMPLES; } else { average = (total - (FILTER_SAMPLES / 2)) / FILTER_SAMPLES; } } return average; } // Liefert true wenn der Timer aktuell Active ist und false wenn nicht aktiv bool isTimerActiveNow(int curH, int curM, int startH, int startM, int endH, int endM) { int current = curH * 60 + curM; int start = startH * 60 + startM; int end = endH * 60 + endM; // Fall A: Zeitfenster am selben Tag (z. B. 08:00 bis 16:00) if (start <= end) { return (current >= start && current < end); } // Fall B: Zeitfenster über Mitternacht (z. B. 22:00 bis 04:00) else { return (current >= start || current < end); } } // Die Funktion behandelt das gesammte Einstellungs menu void setting(){ //######### Timer Edit ######### if (timeEditStep != EDIT_NONE) { //PLUS GEDRÜCKT: Wert erhöhen if (clickPlus) { switch (timeEditStep) { case EDIT_START_HOUR: settings.startHour = (settings.startHour + 1) % 24; break; case EDIT_START_MIN: settings.startMin = (settings.startMin + 5) % 60; break; case EDIT_END_HOUR: settings.endHour = (settings.endHour + 1) % 24; break; case EDIT_END_MIN: settings.endMin = (settings.endMin + 5) % 60; break; case EDIT_SPEED: if(settings.autoSpeed < ((MAX_SPEED_HZ * 60)/MIKROSTEPS) - 50){ settings.autoSpeed += 50; } break; default: break; } } // MINUS GEDRÜCKT: Wert verringern if (clickMinus) { switch (timeEditStep) { case EDIT_START_HOUR: settings.startHour = (settings.startHour == 0) ? 23 : settings.startHour - 1; break; case EDIT_START_MIN: settings.startMin = (settings.startMin < 5) ? 55 : settings.startMin - 5; break; case EDIT_END_HOUR: settings.endHour = (settings.endHour == 0) ? 23 : settings.endHour - 1; break; case EDIT_END_MIN: settings.endMin = (settings.endMin < 5) ? 55 : settings.endMin - 5; break; case EDIT_SPEED: if(settings.autoSpeed >= 50){ settings.autoSpeed -= 50; } break; default: break; } } // STOP GEDRÜCKT: Zum nächsten Wert springen if (clickStop) { ++timeEditStep; } return; // Wichtig: Rest der Funktion überspringen, solange editiert wird! } //######### Max Temp Edit ######### if (settings.editMaxTemp) { // PLUS: Bis maximal 150 if (clickPlus) { if (settings.maxTemp <= 145) { settings.maxTemp += 5; } } // MINUS: Bis minimal -20 if (clickMinus) { if (settings.maxTemp >= -15) { settings.maxTemp -= 5; } } if (clickStop) { settings.coldTemp = settings.maxTemp - 20; settings.editMaxTemp = false; } return; // Wichtig: Rest der Funktion überspringen, solange editiert wird! } //######### Beschleunigung Edit ######### if (settings.editAcc) { // PLUS: Erhöhen in 1000er-Schritten bis max 20.000 if (clickPlus) { if (settings.accelRate <= 29000) { settings.accelRate += 500; } } // MINUS: Verringern in 1000er-Schritten bis min 1.000 (niemals 0!) if (clickMinus) { if (settings.accelRate >= 1000) { settings.accelRate -= 500; } } // STOP: Speichern / Verlassen if (clickStop) { settings.editAcc = false; stepper->setAcceleration(settings.accelRate); // Direkt am Stepper aktualisieren } return; // Wichtig: Rest der Funktion überspringen, solange editiert wird! } //######### Menü ######### // Menü bewegen if(clickPlus){ if(settings.settingIdx <= 3){ settings.settingIdx++; } } if(clickMinus){ if(settings.settingIdx >=1){ settings.settingIdx--; } } // Stop zum bestätigen if (clickStop) { if (settings.settingIdx == 0) { // Zeitschaltuhr-Einstellung starten timeEditStep = EDIT_START_HOUR; } else if (settings.settingIdx == 1) { // Zeitschaltuhr ON/OFF settings.timerEnabled = !settings.timerEnabled; }else if (settings.settingIdx == 2) { // Temperatur Grenze einstellen settings.editMaxTemp = true; }else if (settings.settingIdx == 3) { // Beschleunigung settings.editAcc = true; }else if (settings.settingIdx == 4) { // Menü verlassen bSettings = false; // Einstellungen Speichern saveSettings(); } } } // Prüft ob der Motor zu heiß wird (mit Hysterese: AN ab maxTemp, AUS erst bei coldTemp) // return: true wenn zu heiß // false wenn unter der Grenze bool checkOverHeat(int sensorPin){ static bool overheated = false; curTemp = getFilteredTemp(sensorPin); if (curTemp >= settings.maxTemp) { overheated = true; } else if (curTemp <= settings.coldTemp) { overheated = false; } return overheated; } // ################## TODO ######################### // Betriebsmodi in funktions auslagern void printStatus(FastAccelStepper *stepper, int speed, int clickPlus, int clickMinus){ // Plotter-Ausgabe alle 50 ms (überflutet den Bus nicht) if (millis() - lastPlotTime >= 50) { lastPlotTime = millis(); int32_t currentSpeed_HZ = stepper->getCurrentSpeedInUs() == 0 ? 0 : (1000000 / stepper->getCurrentSpeedInUs()); int32_t currentSpeed = (currentSpeed_HZ * 60)/1600; // Format kompatibel für den Arduino Serial Plotter Serial.print("Current_Speed_U/Min:"); Serial.print((60*currentSpeed)/3200); Serial.print(" Accel_Control:"); Serial.print(speed); Serial.print(" Btn_Up:"); Serial.print(clickPlus ? 5000 : 0); Serial.print(" Btn_Down:"); Serial.print(clickMinus ? -5000 : 0); Serial.println(); } } // ############################################################ // ################ EINZIGE STELLE FÜR MOTORSTEUERUNG ######### // ############################################################ void applyMotor(MotorCmd cmd, int32_t speed) { switch(cmd){ case MOTOR_STOP: if (stepper->isRunning()) { stepper->setAcceleration(10000); stepper->applySpeedAcceleration(); stepper->stopMove(); } lastSpeed = 0; lastAutoHz = 0; break; case MOTOR_AUTO: uint32_t autoHz = ((uint32_t)settings.autoSpeed * MIKROSTEPS) / 60; if (!stepper->isRunning()) { stepper->setSpeedInHz(autoHz); stepper->setAcceleration(settings.accelRate); stepper->runForward(); lastAutoHz = autoHz; } else if (autoHz != lastAutoHz) { // Drehzahl wurde geändert (z. B. per Web) -> live übernehmen stepper->setSpeedInHz(autoHz); stepper->applySpeedAcceleration(); lastAutoHz = autoHz; } break; case MOTOR_MANUAL: if (speed != lastSpeed) { stepper->setSpeedInHz(MAX_SPEED_HZ); stepper->setAcceleration(settings.accelRate); stepper->moveByAcceleration(speed, true); lastSpeed = speed; lastAutoHz = 0; } break; case MOTOR_KEEP: default: break; } } //############################################################# //#################### MAIN ################################### //############################################################# void loop() { int32_t speed = 0; MotorCmd motorCmd = MOTOR_KEEP; if (!stepper) { Serial.println("[HALT] Kein Stepper-Objekt aktiv."); delay(1000); return; } // 1. Eingaben & Sensoren lesen getInputs(clickPlus, clickMinus, clickStop, holdPlus, holdMinus, holdStop); // Befehle von der Weboberfläche abarbeiten handleWebCommands(); // 2. Zeitschaltuhr & NTP prüfen int curH, curM, curS; bool timeIsValid = getCurrentTime(curH, curM, curS); if (settings.timerEnabled && timeIsValid) { shouldRun = isTimerActiveNow(curH, curM, settings.startHour, settings.startMin, settings.endHour, settings.endMin); } else { shouldRun = false; } // 3. Schutz-Verriegelung (Überhitzung) bool tempOverheat = checkOverHeat(senTemp); // 4. Menü / Hotkeys auswerten if (holdStop && clickPlus) { bSettings = true; } // HotKey Timer Toggeln if (holdStop && clickMinus) { settings.timerEnabled = !settings.timerEnabled; } // Sperr-Flag, falls der Nutzer im aktiven Timer-Fenster bewusst Stopp gedrückt hat static bool manualTimerStopped = false; if (!shouldRun) { manualTimerStopped = false; // Reset für den nächsten regulären Zeitzyklus } // Merker, ob wir im manuellen Betrieb sind (für sauberes Anhalten beim Moduswechsel) static bool wasManualMode = false; bool isManualMode = false; // 5. Betriebsmodi: hier wird nur ENTSCHIEDEN, nicht am Motor gesteuert if (bSettings) { if (webRun) { // Web-Lauf beim Öffnen des Menüs beenden webRun = false; motorCmd = MOTOR_STOP; } else { motorCmd = MOTOR_KEEP; } setting(); } // NOT-AUS BEI ÜBERHITZUNG else if (tempOverheat) { motorCmd = MOTOR_STOP; } // AUTOMATIK-BETRIEB (Zeitschaltuhr) else if (settings.timerEnabled) { // Durch Drücken von Plus den Timerbetrieb fortsetzen if (manualTimerStopped && clickPlus) { manualTimerStopped = false; } if (shouldRun && !manualTimerStopped) { motorCmd = MOTOR_AUTO; // Manuelles Anhalten im laufenden Timer erlauben if (clickStop) { manualTimerStopped = true; motorCmd = MOTOR_STOP; } } else { // Außerhalb des Fensters oder manuell gestoppt motorCmd = MOTOR_STOP; } } // MANUELLER BETRIEB (Zeitschaltuhr aus) else { static bool manualStopped = false; static bool wasWebRun = false; isManualMode = true; motorCmd = MOTOR_MANUAL; if (!wasManualMode) { // Gerade erst in den Handbetrieb gewechselt: Motor einmal sauber anhalten motorCmd = MOTOR_STOP; speed = 0; motorCmd = MOTOR_STOP; } else if (clickStop) { manualStopped = true; webRun = false; speed = 0; motorCmd = MOTOR_STOP; } else if (manualStopped) { if (!holdPlus && !holdMinus) { manualStopped = false; // erst freigeben wenn Tasten los sind } speed = 0; // während Sperre: nichts tun } else if (holdPlus) { speed = settings.accelRate; } else if (holdMinus) { speed = -settings.accelRate; } else if (webRun) { motorCmd = MOTOR_AUTO; // Web-Start: läuft mit autoSpeed } else { speed = 0; if (wasWebRun){ motorCmd = MOTOR_STOP; // Web-Stopp: einmal sauber anhalten } } wasWebRun = webRun; } wasManualMode = isManualMode; // 6. Motor ansteuern (einzige Stelle) applyMotor(motorCmd, speed); // 7. Geschwindigkeitsberechnung & UI int32_t currentSpeed_HZ = (stepper->getCurrentSpeedInUs() == 0) ? 0 : (1000000 / stepper->getCurrentSpeedInUs()); int32_t currentSpeed = (currentSpeed_HZ * 60) / MIKROSTEPS; updateDisplay(bSettings, settings.settingIdx, timeEditStep, settings, currentSpeed, curH, curM, timeIsValid, curTemp); printStatus(stepper, speed, clickPlus, clickMinus); // 8. Discord-Alarm (bewusst NACH der Motorsteuerung, da der HTTP-Call blockiert) // Genau eine Nachricht pro Überhitzungs-Ereignis, Reset erst wenn wieder abgekühlt if (tempOverheat && !send) { String message = "⚠️ **Kugelmuehle ueberhitzt!** Aktuelle Temp: " + String(curTemp) + " °C"; sendDiscordNotification(message); send = true; } else if (!tempOverheat) { send = false; } // 9. Status alle 500 ms an die Weboberfläche schicken static uint32_t lastWeb = 0; if (millis() - lastWeb >= 500) { lastWeb = millis(); sendWebStatus(currentSpeed, timeIsValid, curH, curM, tempOverheat); } }