Per fare funzionare il tutto

Per prima cosa

Copia il file include/config.example.h in un file chiamato config.h e inserisci le credenziali opportune, dopo potrai compilare ed eseguire il codice

Altri branch

I branch feat/ sono fatti a partire dal develop e implementano piccole funzionalità, ad esempio lo shift register, il deep sleep etc e possono avere dei semplici esempi che li mostrano in azione in src/main.cpp.
Quando sei soddisfatto di avere sviluppato la tua piccola funzionalità nel tuo branch feat/, caricalo con git push --set-upstream origin feat/tua_funzionalita.
Poi disctuiamo e proviamo e lo integriamo nel branch develop

Documentazione

La board custom è presa dal link [https://github.com/handledexception/platform-espressif32/blob/esp32-s3-devkitc-1-n16r8v/boards/esp32-s3-devkitc-1-n16r8v.json]

Interfaccia hardware

I sensori e gli attuatori sono gestiti da interfacce hardware implementate in src/real. E' possibile cambiare l'environment PlatformIO da release a test per passare dalle vere implementazioni a quelle nella cartella src/mocks per sviluppare e testare senza hardware effettivo, non toccando i pin della board per evitare corti e malfunzionamenti, specialmente quando si settano i pin in modalità OUTPUT.

i2c_mux_and_sensor_reads

IMPOSTA TUTTA LA COMUNICAZIONE I2C e gestisce la lettura dei sensori di temperatura e umidità (AHT20) tramite il multiplexer I2C TCA9548A.

Funzioni principali:

• i2c_setup(bool enable_sensors): Inizializza il bus I2C e i sensori. Chiamare nel setup con enable_sensors=true per inizializzare anche i sensori AHT20.
• temp_hum_scan_vpd(float &hum, float &temp, float &vpd): Legge tutti i sensori connessi al mux, calcola la media dei valori e determina il VPD (Vapor Pressure Deficit). Gestisce automaticamente letture non valide e include delay tra letture per evitare self-heating.
• temp_hum_single_sensor(float &hum, float &temp, uint8_t sensor_bus): Legge un singolo sensore su uno specifico canale del mux.
• calculate_vpd(float temp, float hum): Calcola il VPD in kPa da temperatura (°C) e umidità relativa (%).

Nota: La quantità di sensori è definita da I2C_SENSORS_QTY e il delay tra letture da I2C_SENSOR_READ_DELAY_MS nell'header.

i2c_io_expander

Gestisce l'I/O expander PCF8574 via I2C per controllare pompe, ventole e il multiplexer analogico.

Funzioni principali:

• resetIOExpander(): Inizializza l'expander con tutti i relè spenti (stato HIGH = OFF per logica active-low). Chiamare nel setup dopo i2c_setup().
• setDevice(Device dev, bool state): Attiva/disattiva un dispositivo specifico. Dispositivi disponibili: PUMP_P0, FAN_EXT_P1. Usare RELAY_ON/RELAY_OFF come stato.
• setAmuxChannel(byte channel): Seleziona il canale del multiplexer analogico (0-7) per le letture di umidità del terreno.
• setAllOutputs(bool state): Imposta tutti gli output contemporaneamente.

Nota: I relè hanno logica active-low (LOW=ON, HIGH=OFF). Le costanti RELAY_ON/RELAY_OFF in pins.h gestiscono automaticamente questa logica.

analog_moisture_reads

Gestisce la lettura dei sensori di umidità del terreno via ADC attraverso il multiplexer analogico.

Funzioni principali:

• readMoisture_single(uint8_t analog_channel): Legge un singolo sensore sul canale specificato, restituisce la percentuale di umidità (0-100%).
• readMoisture_scan(): Legge tutti i sensori definiti in ANALOG_SENSORS_QTY e restituisce la media delle letture.

Nota: I valori di calibrazione AIR_VALUE e WATER_VALUE nell'header vanno regolati per i sensori specifici. Include delay di stabilizzazione tra letture consecutive.

Relè e stati

L'unico relè SSR con il quale possiamo fare pwm, comunque lento data la frequenza di rete, è quello del riscaldatore. La funzione taskPWM() rende possibile controllare qualsiasi pin, per esempio quello dell'umidificatore, qualora avessimo a disposizione nuovo hardware. Gli stati RELAY_ON e RELAY_OFF sono definiti in pins.h dato che vanno usati sia dalla task che si occupa di fare il pwm che da banali digitalWrite() per gli altri dispositivi on/off.

Cosa fare in main.cpp e nei file che usano l'interfaccia

• In src/main.cpp E' NECESSARIO chiamare sempre come sicurezza dal fuoco (oltre che setup del pin pwm e on/off direttamente connessi ai GPIO dell'esp) pwmSetup().

• in src/main.cpp E' NECESSARIO impostare correttamente come INPUT con pinMode() i pin di input del GALLEGGIANTE del serbatoio, del risveglio dal sesnore FUOCO e delle letture analogiche dell'acqua nel TERRENO, nell'apposita sezione di setup().

• in src/main.cpp E' NECSSARIO chiamare anche i vari metodi di setup delle restanti interfacce hardware, che inizializzano e testano le comunicazioni e impostano correttamente i pin. Questi sono i2c_setup() e init_camera_system(). Senza l'i2c setup non potremo leggere i sensori nè lavorare con l'io expander

Ciclo di funzionamento

Task main

La task principale, nel setup di src/main.cpp.

• Inizializza e configura l'hardware e l'interfaccia hardware, inclusa la taskPWM lenta che sarà usata da mango semplicemente variando la potenza con PWM_HEATER_POW. Spawna la task comms e finisce con il deep sleep.
• Gestisce l'emergenza del fuoco tramite una flag persistente, rilevato sia durante il deep sleep sia durante la 'veglia' tramite isr, rebootando l'esp. in ciascun caso non crea nessun altra task.
• Vengono esposti a tutti per sicurezza e per sviluppo, tramite l'header, variabili importanti quali quelle di rtos, anche venissero usate/ inizializzate dalle altre task

Task comms

• La task si connette al broker Mqtt sopra WiFi e sovrascrive il CmdMessage di default salvato in RTC e definito e inizializzato in src/main.cpp. Questo permette al tutto di continuare a funzionare anche in caso di mancata connessione, poi la task decide come proseguire, creando la taskMango con gli opportuni parametri della richiesta foto e della modalità eco con cicli di deep sleep oppure precision costantemente attiva
• Si occupa di inviare tramite mqtt tutti i dettagli delle misurazioni e del lavoro di taskMango
• DA IMPLEMENTARE la task si occupa anche di mandare la foto scattata da taskMango mentre taskMango continua a lavorare alla serra

Task mango

Si occupa del ciclo di vita "fisico" della serra. In modalità eco legge i sensori (temperatura, umidità aria e suolo, livello acqua), calcola in modo proporzionale i tempi di attuazione per riscaldatore, ventole, umidificatore e pompa, aggiorna lo stato interno (livello stimato del serbatoio) e invia due snapshot dei dati a taskComms: uno prima dell'eventuale irrigazione e uno dopo. In base ai tempi calcolati restituisce anche una stima del tempo prima del prossimo ciclo, che viene pubblicata verso il broker MQTT come nextMessageTime.

Deep sleep

La funzione deep_sleep_setup() viene chiamata prima di avviare lo sleep nel setup di src/main.cpp per impostare correttamente il tempo di sleep

Controllo della serra

Controllo proporzionale TPC (con deep sleep)

Nell'header include/control/proportional.h è possibile settare i vari parametri per il controllo tpc, che viene implementato nell'apposita sorgente e utilizzato da src/taskMango.cpp, tramite l'apposita proportional.cpp