agrobot_base/AgroBase/AgroBase/Services/CoulombCounterService.cs

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11 KiB
C#

using AgroBase.Models;
using AgroBase.Models.Modules;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace AgroBase.Services
{
public class CoulombCounterService
{
public CoulombCounterService(double _max_Amp, double w_m_base = 0.1167) // 3 km/h ~ 350 wh
{
double coulombsMax = _max_Amp * 3600;
CargaMaxima = coulombsMax;
WhPorMetroBase = w_m_base;
//double consumo = (Variaveis.OperacaoEmAndamento.DispSen?.Dados?.BateriaCargaConsumida ?? 0);
//Consumido = consumo < CargaMaxima ? consumo : 0;
Consumido = 0;
CargaAtual = CargaMaxima - Consumido;
//double consumoW = (Variaveis.OperacaoEmAndamento.DispSen?.Dados?.BateriaCargaConsumidaWatts ?? 0);
//ConsumidoWatts = consumoW;
// Autonomia
MargemSegurancaAutonomia = 0.30; // 30% de margem padrão
EnergiaConsumida_Wh = 0;
_energiaConsumidaAnterior_Wh = 0;
_distanciaTotalMetrosAnterior = 0;
}
public double TempoEstimadoMinutos { get; private set; }
private const int BufferSize = 30; // últimos 3 segundos se chamada a cada 100ms
private readonly Queue<double> _historicoCorrente = new Queue<double>();
public bool Iniciado { get; private set; }
private double CargaMaxima { get; set; }
private double CargaAtual { get; set; }
public double CargaAtualAmp
{
get
{
return CargaAtual / 3600.0;
}
}
private double Consumido { get; set; }
public double _Consumido
{
get
{
return Consumido;
}
}
public double ConsumidoAmp
{
get
{
return Consumido / 3600.0;
}
}
public double PercentualAtual
{
get
{
return (CargaAtual / CargaMaxima) * 100;
}
}
public double PercentualConsumido
{
get
{
double calc = (Consumido / CargaMaxima) * 100;
calc = FuncoesMatematicas.Clamp(calc, 0, 100);
return calc;
}
}
public double PercentualBateria { get; private set; }
public double EnergiaConsumida_Wh { get; set; }
public double _dt { get; private set; }
public double CorrenteInstantanea { get; private set; }
public double TensaoInstantanea { get; private set; }
public double PotenciaInstantanea { get; private set; }
public double WhRestante
{
get
{
// Exemplo: usar uma tensão nominal do pack
double tensaoNominal = VariaveisEquipamento.TensaoMaximaBateria;
return CargaAtualAmp * tensaoNominal; // Ah * V = Wh
}
}
public double WhPorMetro { get; private set; }
public double WhPorMetroBase { get; set; } // configurado externamente
public double WhPorMetroHistorico { get; private set; }
public double WhPorMetroReferencia
{
get
{
if (WhPorMetro > 0) return WhPorMetro;
if (WhPorMetroHistorico > 0) return WhPorMetroHistorico;
return WhPorMetroBase; // pode ser 0 se você não configurar
}
}
public double DistanciaMaximaTeorica_m { get; private set; }
public double DistanciaMaximaSegura_m { get; private set; }
public double DistanciaEstimadaRestante_m { get; private set; }
public double MargemSegurancaAutonomia { get; set; }
private const double JanelaAutonomia_m = 50.0; // metros analisados na média
private readonly Queue<double> _historicoDeltaDist_m = new Queue<double>();
private readonly Queue<double> _historicoDeltaWh = new Queue<double>();
private double _somaDistanciaJanela_m;
private double _somaEnergiaJanela_Wh;
private double _distanciaTotalMetrosAnterior;
private double _energiaConsumidaAnterior_Wh;
public void AtualizarConsumo(double distanciaTotalMetrosAtual)
{
var Sensor = Variaveis.OperacaoEmAndamento.DispSen?.Dados?.Sensores?.FirstOrDefault(x => x.ID == "AB36V");
Iniciado = Sensor?.Inicializado ?? false;
if (!Iniciado)
return;
_dt = Sensor.ValoresLeituras.FirstOrDefault(x => x.funcao == FuncoesPinout.Corrente)?.atual?.dt ?? 0;
TensaoInstantanea = Sensor.ValoresLeituras?.FirstOrDefault(x => x.funcao == FuncoesPinout.Tensao)?.atual?.valor ?? 0;
CorrenteInstantanea = (Sensor.ValoresLeituras?.FirstOrDefault(x => x.funcao == FuncoesPinout.Corrente)?.atual?.valor ?? 0) / 1000.0;
PotenciaInstantanea = Sensor.ValoresLeituras?.FirstOrDefault(x => x.funcao == FuncoesPinout.Potencia)?.atual?.valor ?? 0;
PercentualBateria = Math.Round(FuncoesMatematicas.Map(TensaoInstantanea, VariaveisEquipamento.TensaoMinimaBateria, VariaveisEquipamento.TensaoMaximaBateria, 0.0, 100.0), 2);
PercentualBateria = FuncoesMatematicas.Clamp(PercentualBateria, 0, 100);
// Verifique se as datas são válidas (não MinValue, MaxValue ou valores anômalos)
if (_dt == 0 || _dt > 10)
{
Console.WriteLine("[COULOMB COUNTER] Leitura inválida detectada.");
return;
}
// --- COULOMB COUNTING (igual ao que já tinha, só com pequenos cuidados) ---
double deltaCoulombs = CorrenteInstantanea * _dt; // A * s
Consumido += deltaCoulombs;
if (Consumido < 0) Consumido = 0;
if (Consumido > CargaMaxima) Consumido = CargaMaxima;
CargaAtual = CargaMaxima - Consumido;
// --- ENERGIA ACUMULADA (Wh) ---
double potenciaInst_W = TensaoInstantanea * CorrenteInstantanea; // W
double deltaEnergia_Wh = potenciaInst_W * _dt / 3600.0; // Wh
EnergiaConsumida_Wh += deltaEnergia_Wh;
//EnergiaConsumida_Wh = Sensor.ValoresLeituras?.FirstOrDefault(x => x.funcao == FuncoesPinout.Energia)?.atual?.valor ?? 0;
// --- HISTÓRICO P/ TEMPO ESTIMADO ---
_historicoCorrente.Enqueue(CorrenteInstantanea);
if (_historicoCorrente.Count > BufferSize)
_historicoCorrente.Dequeue();
double correnteMedia = _historicoCorrente.Average();
if (TensaoInstantanea > VariaveisEquipamento.TensaoMinimaBateria && correnteMedia > 0)
{
TempoEstimadoMinutos = (CargaAtualAmp / correnteMedia) * 60;
}
else
{
TempoEstimadoMinutos = 0;
}
AtualizarAutonomia(distanciaTotalMetrosAtual);
}
/// <summary>
/// Atualiza os cálculos de autonomia em função da distância total percorrida.
///
/// IMPORTANTE:
/// - distanciaTotalMetrosAtual deve ser o "total rodado" acumulado em metros (odometria / MPC / motores).
/// - Aqui dentro calculamos o delta de distância e o delta de energia desde a última chamada.
/// </summary>
/// <param name="distanciaTotalMetrosAtual">Distância total percorrida até o momento (em metros).</param>
private void AtualizarAutonomia(double distanciaTotalMetrosAtual)
{
if (!Iniciado)
return;
// Cálculo dos deltas
double deltaDist_m = distanciaTotalMetrosAtual - _distanciaTotalMetrosAnterior;
double deltaWh = EnergiaConsumida_Wh - _energiaConsumidaAnterior_Wh;
// Atualiza referências para próxima chamada
_distanciaTotalMetrosAnterior = distanciaTotalMetrosAtual;
_energiaConsumidaAnterior_Wh = EnergiaConsumida_Wh;
// ---------- 1) ATUALIZAÇÃO DA JANELA (SÓ SE ANDOU) ----------
if (deltaDist_m > 0 && deltaWh >= 0)
{
// Alimenta a janela móvel
_historicoDeltaDist_m.Enqueue(deltaDist_m);
_historicoDeltaWh.Enqueue(deltaWh);
_somaDistanciaJanela_m += deltaDist_m;
_somaEnergiaJanela_Wh += deltaWh;
// Mantém a janela com no máximo JanelaAutonomia_m metros
while (_somaDistanciaJanela_m > JanelaAutonomia_m && _historicoDeltaDist_m.Count > 0)
{
double dOld = _historicoDeltaDist_m.Dequeue();
double whOld = _historicoDeltaWh.Dequeue();
_somaDistanciaJanela_m -= dOld;
_somaEnergiaJanela_Wh -= whOld;
}
// Calcula Wh/m médio da janela
if (_somaDistanciaJanela_m > 0 && _somaEnergiaJanela_Wh > 0)
{
WhPorMetro = _somaEnergiaJanela_Wh / _somaDistanciaJanela_m;
}
else
{
WhPorMetro = 0;
}
if (WhPorMetro > 0)
{
// EMA simples
double alpha = 0.2; // suavização
if (WhPorMetroHistorico <= 0)
WhPorMetroHistorico = WhPorMetro;
else
WhPorMetroHistorico = WhPorMetroHistorico * (1 - alpha) + WhPorMetro * alpha;
}
}
// se deltaDist_m <= 0, só não atualiza a janela, mas continua
// ---------- 2) CÁLCULO DA AUTONOMIA (SEMPRE QUE POSSÍVEL) ----------
double consumoRef_WhPorMetro = WhPorMetroReferencia;
if (consumoRef_WhPorMetro > 0 && WhRestante > 0)
{
DistanciaMaximaTeorica_m = WhRestante / consumoRef_WhPorMetro;
double margem = FuncoesMatematicas.Clamp(MargemSegurancaAutonomia, 0.0, 0.9);
DistanciaMaximaSegura_m = DistanciaMaximaTeorica_m * (1.0 - margem);
if (DistanciaMaximaSegura_m < 0)
DistanciaMaximaSegura_m = 0;
}
else
{
DistanciaMaximaTeorica_m = 0;
DistanciaMaximaSegura_m = 0;
}
// Distância estimada restante = distância segura
DistanciaEstimadaRestante_m = DistanciaMaximaSegura_m;
}
/// <summary>
/// Permite restaurar o valor consumido (em Ah) de um log salvo, por exemplo.
/// Atualiza também CargaAtual.
/// </summary>
public void AtualizarValorConsumido(double _consumo_Ah)
{
double coulombsConsumidos = _consumo_Ah * 3600;
Consumido = FuncoesMatematicas.Clamp(coulombsConsumidos, 0, CargaMaxima);
CargaAtual = CargaMaxima - Consumido;
}
/// <summary>
/// Helper para o Manager/Health: indica se, com a situação atual,
/// o robô consegue percorrer uma certa distância em metros.
/// </summary>
public bool ConseguePercorrer(double distanciaRequerida_m)
{
if (distanciaRequerida_m <= 0)
return true;
return DistanciaMaximaSegura_m >= distanciaRequerida_m;
}
}
}