/*ワットメータ
* 2015/06/19 (C) H.Ishikawa
*/

#include 
#include 
#include 
#include 			//pow sqrt
#include 		// open
#include 		// open
#include  			// open
#include 			// read/write usleep
#include 			// exit
#include 		// uint8_t, etc
#include  	// (1) I2C bus definitions

//(2)
void set_config_register(int I2CFile, uint8_t registerByte[],int mux, int pga, int dr);
//(3)
double read_current_rms(int I2CFile, uint8_t registerByte[], double FS, int N, double R);

int main() {
	
	time_t timer;
	struct tm *date;
	char date_time[256];
	char year_date[256];
	uint8_t registerByte[3];	// I2C register　3バイトト
	int I2CFile;
	double i_rms0;
	double i_rms1;
	
	int ads_address = 0x48;	//I2Cデバイスアドレス ADDR端子をグランドに接続した場合
	int mux = 0b000;		//入力端子の指定　0b100でAIN = 0　0b101でAIN = 1
	int pga = 0b001;		//PGA値 0b001,0b010,0b011,0b100のいずれか	
	int dr = 0b111;			//データレート860SPSの場合
	double R = 300;			//電流センサーの負荷抵抗値（Ω）
	int N = 3000;			//電流センサーの巻き線比
	double FS;				//フルスケール値
	if (pga >= 0b001 & pga <= 0b100){
		FS = 4.096 / pow(2.0 , pga -1);//PGAからフルスケール値に変換
	}else{
		printf("Error: Couldn't convert to FS! \n");
		return 1;
	}
	
	// /dev/i2c-1 のI2Cデバイスを開く
	if ((I2CFile = open("/dev/i2c-1", O_RDWR)) < 0) {
		printf("Error: Couldn't open device! %d\n", I2CFile);
		return 1;
	}
	// ads1115 をスレーブモードに設定
	if (ioctl(I2CFile, I2C_SLAVE, ads_address) < 0) {
		printf("Error: Couldn't find device on address!\n");
		return 1;
	}
  
	//タイマー設定
	timer = time(NULL);  
	strftime(date_time, 255, "%Y/%m/%d %H:%M:%S", localtime(&timer));  	
	printf("measurement start %s\n",date_time);
	
	while (1){ //(4)無限ループ
		//channel 0
		mux = 0b100;//AIN = 0
		set_config_register(I2CFile, registerByte, mux, pga, dr);
		i_rms0 = read_current_rms(I2CFile, registerByte,  FS,  N, R);
		
		//channel 1
		mux = 0b101;//AIN = 1
		set_config_register(I2CFile, registerByte, mux, pga, dr);
		i_rms1 = read_current_rms(I2CFile, registerByte,  FS,  N, R);
					
		//(5)ファイル出力　1日1本
		timer = time(NULL);  				
		strftime(year_date, 255, "%Y%m%d", localtime(&timer));
		char filename[256] = "wattmeter/";   
		strcat( filename, year_date );
		strcat( filename, "wattmeter.txt" );
		FILE *fp;
		char *fname = filename;		
		fp = fopen( fname, "a" ); //追記形でオープン
		strftime(date_time, 255, "%Y/%m/%d %H:%M:%S", localtime(&timer)); 
		fprintf( fp ,"%s, %.6f, %.6f\n",date_time, i_rms0 * 100.0 , i_rms1 * 100.0);//電圧は100vとしワット数を計算
		printf( "%s, %.6f, %.6f\n",date_time, i_rms0 * 100.0 , i_rms1 * 100.0);
		fclose( fp );

	}
	close(I2CFile);

	return 0;
}

//(2)
void set_config_register(int I2CFile, uint8_t registerByte[],int mux, int pga, int dr) {

	registerByte[0] = 1;						// 変換レジスタ を指定
	registerByte[1] = 0x80 | mux<<4 | pga<<1 ;	//変換レジスタの上位バイトに、mux,pgaを設定
	registerByte[2] = 0x03 | dr<<5 ;			//変換レジスタの下位バイトに、データレート設定
	write(I2CFile, registerByte, 3);			// 変換レジスタに書き込み
}

//(3)
double read_current_rms(int I2CFile, uint8_t registerByte[], double FS, int N, double R) {
	int NUMBER = 1400;		//サンプリング数 クロックの速いCPUの場合は変更必要
	double sum = 0.0;		//二乗和
	int data = 0;
	int val;
	double e;
	double i;
	registerByte[0] = 0;					// 変換レジスタ を指定
	write(I2CFile, registerByte, 1);
	while (data < NUMBER ){   
		read(I2CFile, registerByte, 2); 	// 変換レジスタを読み込み			
		val = ((registerByte[0] + 128) % 256 -128) * 256 + registerByte[1];	//2の補数形式を変換
		e = (double)val * FS / 32768.0;	//2次側電圧値
		i = e * (double)N / R;			//巻き線比と抵抗値から1次側電流値を求める
		sum = sum + pow(i , 2.0);
		data = data + 1;
	}
	return ( sqrt(sum / (double)data));//二乗平均平方根
}