' ------------------------------------------------------------------------------
'  _____ _     _   _              _ _ _ _           _ _
' |   __| |___| |_| |_ ___ ___   | | | | |_ ___ ___| |_|___
' |   __| | -_| '_|  _| . |  _|  | | | |   | -_| -_| | | -_|
' |_____|_|___|_,_|_| |___|_|    |_____|_|_|___|___|_|_|___|
'
' ------------------------------------------------------------------------------
' ------------------------------------------------------------------------------
' Purpose
'   Elektor-Wheelie charger board source code
'
' Changes Log
'  - 0.9b first Beta version
'
' Notes
'  Finetuning
' ------------------------------------------------------------------------------

$regfile = "attiny24.dat"
$crystal = 8000000

'Den A/D-Wandler und die Timer einrichten
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal_1.1
Start Adc

'Die Hardware-PWM für den Ausgang
Config Timer0 = Pwm , Compare A Pwm = Clear Up , Prescale = 1

'Die Stoppuhr für das zeitlich begrenzte Aufpeppeln bei Unterspannung
Tccr1b = &B00000101
Tccr1a = &B00000000
On Timer1 Timer1_interrupt                                  'Wenn der Timer überläuft wird ein Interrupt ausgelöst
Timsk1.toie0 = 1
Enable Interrupts

'Mit Aliasen wird der Code lesbarer
Pwm_ausgang Alias Ocr0a
Hauptschalter Alias Porta.4
Led_fehler Alias Portb.0
Led_unterspannung Alias Portb.1                             'Unterspannung und Überladung leuchten beide = Schnelladung
Led_ueberladung Alias Porta.7
Led_fertig Alias Porta.3

'Ein paar Konstanten um den Code noch lesbarer zu machen...
Const Aus = 0
Const Ein = 1
Const Unterladung = 1
Const Schnellladung = 2
Const Ueberladung = 4
Const Erhaltungsladung = 5
Const Fehler = 6
Const Voll = 7

Config Pinb.0 = Output
Config Pinb.1 = Output
Config Pinb.2 = Output
Config Pina.3 = Output
Config Pina.4 = Output
Config Pina.7 = Output

'###################################################################################################################################
'Mit diesen Konstanten sind die Ladeparameter festgelegt
Const Zellenschluss = 689                                   'unter 10V wird der Akku nicht mehr geladen, eine Zelle könnte Kurz sein
Const Unterspannung_unten = 825                             'ab 12V wird schnell geladen
Const Unterspannung_oben = 835                              'ein 2. Wert leicht versetzt als Hysterese
Const Erhaltungsspannung = 939                              '13.65V Erhaltungsspannung
Const Ladeschlussspannung = 1011                            '14,7V Ladeschlußspannung
Const Schellladestrom = 200                                 '2,5A Schnelladestrom
Const Unterladestrom = 47                                   '0,5A bei Unterladung
Const Schnellladestrom_min = 65                             '0,7A Ladestrom
Const Unterspannung_timeout = 108                           'Multiplikator für 8,3 Sekunden Timout
Const Schnellladung_timeout = 900
'###################################################################################################################################

'Variablen
Dim Ladestatus As Byte                                      'welcher Ladestatus ist aktuell
Dim Old_ladestatus As Byte                                  'der Ladestatus der vorigen Messung für die Hysterese
Dim Ladestrom As Word                                       'Strommessung (Word wegen der 10Bit Genauigkeit des A/D-Wandlers)
Dim Batteriespannung As Word                                'Spannungsmessung
Dim Unterspannung_stoppuhr As Word
Dim Unterspannung_stoppuhr_start As Bit
Dim Schnellladung_stoppuhr As Word
Dim Schnellladung_stoppuhr_start As Bit
Dim Korrektur As Word                                       'Zählvariable für den Timeout
Dim Interval As Bit
                                                           'Korrektur der Spannungsfehlermessung
'Die Subs verhindern einen Überlauf beim Rauf- und Runterdimmen
Declare Sub Dim_up()
Declare Sub Dim_down()
Pwm_ausgang = 0
'Die Hauptschleife
Do
   'Messung der Batteriespannung und des Ladestroms
   Ladestrom = Getadc(1)
   Batteriespannung = Getadc(2)
   Korrektur = Ladestrom / 12                               'um das Spannungsteilerverhältnis der Spannungsmessung reduzieiern
   Batteriespannung = Batteriespannung - Korrektur          'Korrektur der Spannungsfehlerschaltung

   'Es wird die Batteriespannung gemessen, und entschieden welcher Lademodus angewandt wird.
   Select Case Batteriespannung
      Case Is < Zellenschluss                               'unterhalb dieser Spannung wird nicht geladen
         Ladestatus = Fehler
      Case Zellenschluss To Unterspannung_unten             'langsam aufpeppeln bis zur Unterladung-Grenze
         Ladestatus = Unterladung
      Case Unterspannung_unten To Unterspannung_oben        'Hysterese um ein hin- und herspringen beim Übergang zu verhindern
         If Old_ladestatus = Unterladung Then
            Ladestatus = Unterladung
         Else
            Ladestatus = Schnellladung
         End If
      Case Unterspannung_oben To Ladeschlussspannung        'jetzt volle Pulle laden, wenn nicht schon voll
         If Ladestatus = Ueberladung Then
            If Batteriespannung > Erhaltungsspannung And Ladestrom < Schnellladestrom_min Then
               Ladestatus = Voll
               If Ladestrom < 2 Then
                  Ladestatus = Fehler
               End If
            End If
         Elseif Ladestatus = Voll Then

         Else
            Ladestatus = Schnellladung
         End If
      Case Is > Ladeschlussspannung
         If Ladestatus = Schnellladung And Ladestrom < Schnellladestrom_min Then
            Ladestatus = Ueberladung
         End If
   End Select

   'Die Stoppuhren prüfen
   If Ladestatus = Unterladung Then
      Unterspannung_stoppuhr_start = 1
      If Unterspannung_stoppuhr > Unterspannung_timeout Then       'Wenn das Aufpeppeln zu lange dauert abbrechen
         Ladestatus = Fehler
      End If
   Else
      Unterspannung_stoppuhr_start = 0
   End If
   If Ladestatus = Schnellladung Then
      Schnellladung_stoppuhr_start = 1
      If Schnellladung_stoppuhr > Schnellladung_timeout Then       'Wenn die Schnellladung zu lange dauert abbrechen
         Ladestatus = Ueberladung
      End If
   Else
      Schnellladung_stoppuhr_start = 0
   End If

   'Zum Detektieren einer steigenden oder fallenden Spannung für die Hysterese
   Old_ladestatus = Ladestatus

   'Je nach Ladestatus wird der Ausgang Pwm_ausgang mit einer Konstanten verglichen und ausgeregelt
   Select Case Ladestatus
      Case Schnellladung
         Hauptschalter = Ein
         Led_fehler = Aus
         Led_unterspannung = Ein                            'Unterspannung und Überladung leuchten beide = Schnelladung
         Led_ueberladung = Ein
         Led_fertig = Aus
         If Ladestrom < Schellladestrom And Batteriespannung < Ladeschlussspannung Then
            Dim_up
         Else
            Dim_down
         End If
      Case Unterladung
         Hauptschalter = Ein
         Led_fehler = Aus
         Led_unterspannung = Ein
         Led_ueberladung = Aus
         Led_fertig = Aus
         If Ladestrom < Unterladestrom Then
            Dim_up
         Else
            Dim_down
         End If
      Case Ueberladung
         Hauptschalter = Ein
         Led_fehler = Aus
         Led_unterspannung = Aus
         Led_ueberladung = Ein
         Led_fertig = Aus
         If Batteriespannung < Erhaltungsspannung Then
            Dim_up
         Else
            Dim_down
         End If
      Case Voll
         Hauptschalter = Ein
         Led_fehler = Aus
         Led_unterspannung = Aus
         Led_ueberladung = Aus
         Led_fertig = Ein
         If Batteriespannung < Erhaltungsspannung Then
            Dim_up
         Else
            Dim_down
         End If
      Case Fehler
         Hauptschalter = Aus
         Pwm_ausgang = 0
         Led_fehler = Ein
         Led_unterspannung = Aus
         Led_ueberladung = Aus
         Led_fertig = Aus
   End Select
   Waitms 100                                               'nur kein Stress ;-)
Loop

'Beim Überlauf des Timer1 wird dieser Interrupt ausgeführt
Timer1_interrupt:                                           'alle 8,3 Sekunden (bei 8 MHz)
   If Unterspannung_Stoppuhr_start = 1 Then
      If Unterspannung_stoppuhr < 65535 Then
         Incr Unterspannung_stoppuhr
      Else
         Unterspannung_stoppuhr = 65535
      End If
   Else
      Unterspannung_stoppuhr = 0
   End If
   If Schnellladung_stoppuhr_start = 1 Then
      If Schnellladung_stoppuhr < 65535 Then
         Incr Schnellladung_stoppuhr
      Else
         Schnellladung_stoppuhr = 65535
      End If
   Else
      Schnellladung_stoppuhr = 0
   End If
   Toggle Interval
Return

'Das Rauf und Runterdimmen wird begrenzt um Überläufe zu verhindern.
Sub Dim_up()
   If Pwm_ausgang < 255 Then
      Incr Pwm_ausgang
   Else
      Pwm_ausgang = 255
   End If
End Sub

Sub Dim_down()
   If Pwm_ausgang > 0 Then
      Decr Pwm_ausgang
   Else
      Pwm_ausgang = 0
   End If
End Sub