jumeaux-numeriques/monte_charge/montchg.py

import bge # Bibliothèque Blender Game Engine (UPBGE)
import twin # Bibliothèque de l'environnement 3D des jumeaux numériques
import math
import time

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# montchg.py
# @title: Commandes pour le monte-charge
# @project: Blender-EduTech
# @lang: fr
# @authors: Philippe Roy <philippe.roy@ac-grenoble.fr>
# @copyright: Copyright (C) 2022-2023 Philippe Roy
# @license: GNU GPL
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# Récupérer la scène UPBGE
scene = bge.logic.getCurrentScene()

# Configuration des variables publiques
# 'nom_variable' :
# - Objet 3D : [nom de l'objet 3D, propriété associée à la valeur (activate ou activated_real), type de la valeur ('d' (digital, binary), 'a', (analog) ou 'n' (numeric)), échelle (1 si ommis)]
# - Configuration de la broche : [nom de la propriété stockant l'object broche (pyfirmata),
#                                                                    type de broche par défaut : 'd' (digital), 'a' (analog) ou 'p' (pwm)), mode de la broche par défaut : 'i' (input) ou 'o' (output)]
# - Configuration du graphique : ['marque', 'type de ligne', 'couleur', linewidth]] (Codification de Matplotlib)
#
#  'nom_variable_r' est la valeur réelle de la variable (valeur numérique) 'nom_variable' issue du jumelage numérique.
#  Dans ce cas, il n'y a pas configuration de broche car elle est présente sur la variable 'nom_variable'.
#  Ce distinguo ne concerne que les entrées, car les sorties sont pilotées par le numérique.

public_vars = {
    't' : [['System','time','a'], [], []],
    'voy_0' : [['Led niveau 0','activated','d'], ['pin', 'd','o'], []],
    'voy_1' : [['Led niveau 1','activated','d'], ['pin', 'd','o'], []],
    'pc_0' : [['Microrupteur niveau 0','activated','d'], ['pin', 'd','i'], []],
    'pc_0_r' : [['Microrupteur niveau 0','activated_real','d'], [], []],
    'pc_1' : [['Microrupteur niveau 1','activated','d'], ['pin', 'd','i'], []],
    'pc_1_r' : [['Microrupteur niveau 1','activated_real','d'], [], []],
    'ba_0' : [['Bp niveau 0','activated','d'], ['pin', 'd','i'], []],
    'ba_0_r' : [['Bp niveau 0','activated_real','d'], [], []],
    'ba_1' : [['Bp niveau 1','activated','d'], ['pin', 'd','i'], []],
    'ba_1_r' : [['Bp niveau 1','activated_real','d'], [], []],
    'mot_m' : [['Moteur','up','d'], ['pin_up', 'd','o'], []],
    'mot_d' : [['Moteur','down','d'], ['pin_down', 'd','o'], []],
    'mot_angle' : [['Moteur','alpha','a'], [], []],
    'mot_vitesse' : [['Moteur','speed','a'], [], []],
    'mot_pas' : [['Moteur','step','a'], [], []],
    'cabine_z' : [['Cabine','z','a', 1/0.333], [], []],
    'cabine_vitesse' : [['Cabine','speed','a', 1/0.333], [], []],
    'cabine_pas' : [['Cabine','step','a', 1/0.333], [], []]}

# Couleurs
color_passive = (0.800, 0.005, 0.315,1) # bouton non activable :  magenta
color_active =  (0.799, 0.130, 0.063,1) # bouton activable :  orange
color_hl =  (0.8, 0.8, 0.8, 1) # bouton focus : blanc
color_activated =  (0.8, 0.619, 0.021, 1) # bouton activé numériquement uniquement :  jaune
color_activated_real =  (0.799, 0.031, 0.038, 1) # élément activé physiquement uniquement :  rouge (hors clic)
color_activated_dbl =  (0.246, 0.687, 0.078, 1) # élément activé physiquement et numériquement :  vert clair

# Constantes UPBGE
JUST_ACTIVATED = bge.logic.KX_INPUT_JUST_ACTIVATED
JUST_RELEASED = bge.logic.KX_INPUT_JUST_RELEASED
ACTIVATE = bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE
# JUST_DEACTIVATED = bge.logic.KX_SENSOR_JUST_DEACTIVATED

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# Initialisation de la scène
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def  init(cont):
    if cont.sensors['Init'].positive == False: # 1 seule fois 
        return False

    twin.manip_init() # Manipulation du modèle 3D 
    twin.cmd_init() # Commandes

    # Brochage
    for pin in public_vars:
        if public_vars[pin][1] != []:
            scene.objects[public_vars[pin][0][0]][public_vars[pin][1][0]] = None

    # Mémorisation de la position et orientation des composants du système au départ
    scene.objects['Cabine']['init_lx']=scene.objects['Cabine'].worldPosition.x
    scene.objects['Cabine']['init_ly']=scene.objects['Cabine'].worldPosition.y
    scene.objects['Cabine']['init_lz']=scene.objects['Cabine'].worldPosition.z
    scene.objects['Contrepoids']['init_lx']=scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.x
    scene.objects['Contrepoids']['init_ly']=scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.y
    scene.objects['Contrepoids']['init_lz']=scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.z
    scene.objects['Moteur vis sans fin']['init_rx']=scene.objects['Moteur vis sans fin'].worldOrientation.to_euler().x
    scene.objects['Moteur vis sans fin']['init_ry']=scene.objects['Moteur vis sans fin'].worldOrientation.to_euler().y
    scene.objects['Moteur vis sans fin']['init_rz']=scene.objects['Moteur vis sans fin'].worldOrientation.to_euler().z
    scene.objects['Moteur pignon']['init_rx']=scene.objects['Moteur pignon'].worldOrientation.to_euler().x
    scene.objects['Moteur pignon']['init_ry']=scene.objects['Moteur pignon'].worldOrientation.to_euler().y
    scene.objects['Moteur pignon']['init_rz']=scene.objects['Moteur pignon'].worldOrientation.to_euler().z

    # Groupe de focus pour les actionneurs
    twin.cycle_def_focusgroup([["Moteur","blue-dark"] ,
                               ["Moteur arriere","blue-dark"] ,
                               ["Moteur condensateur","grey"],
                               ["Reducteur flanc droit","blue"],
                               ["Reducteur flanc gauche","blue"],
                               ["Moteur vis sans fin","blue-dark"],
                               ["Moteur pignon","blue-dark"],
                               ["Moteur axe 1","blue"],
                               ["Moteur axe 2","blue-dark"],
                               ["Moteur gaine thermo","blue"],
                               ["Cable","blue"]], "Moteur : mot_m(True | False), mot_d(True | False)")
    twin.cycle_def_focusgroup([["Led niveau 0", "led_yellow"]], "Voyant témoin d\"étage niveau 0 : voy_0(True | False)")
    twin.cycle_def_focusgroup([["Led niveau 1", "led_yellow"]], "Voyant témoin d\"étage niveau 1 : voy_1(True | False)")

    # Description des composants sensibles
    scene.objects['Bp niveau 0']['description']="Bouton poussoir appel niveau 0 : ba_0()"
    scene.objects['Bp niveau 1']['description']="Bouton poussoir appel niveau 1 : ba_1()"
    scene.objects['Microrupteur niveau 0']['description']="Capteur présence cabine niveau 0 : pc_0()"
    scene.objects['Microrupteur niveau 1']['description']="Capteur présence cabine niveau 1 : pc_1()" 
    
    system_init() # Initialisation du système

def get_public_vars():
    return public_vars

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# Actionneurs
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##
# Moteur et cabine
##

def mot (cont):
    if scene.objects['System']['run']:
        fps = 60 # frame per second
        obj = cont.owner
        obj_vissansfin = scene.objects['Moteur vis sans fin']
        obj_pignon = scene.objects['Moteur pignon']
        obj_cabine = scene.objects['Cabine']
        obj_contrepoids = scene.objects['Contrepoids']
        obj_cable = scene.objects['Cable'] # FIXME : animation du cable -> plus tard

        # Roue et vis sans fin
        z = 48  # nb dents pignon
        diam_axe = 3  # diamètre de l'axe moteur
        obj['step']= obj['speed_setting'] / fps # Vitesse du moteur numérique : 1,3 rad /s par défaut
        obj_pignon['step'] = obj['step'] / z
        obj_cabine['step'] = obj_pignon['step'] * (math.pi*diam_axe)

        # Monter
        if obj['up']:

            # Physique du modèle 3D
            if obj['prior']:
                obj_vissansfin.applyRotation((0, 0, obj['step']), True)
                obj['alpha']= obj['alpha']+obj['step']
                if scene.objects['System']['time'] != obj['last_time']:
                    obj['speed']= (obj['step'])/(scene.objects['System']['time']-obj['last_time'])
                obj_pignon.applyRotation((obj_pignon['step'], 0, 0), True)
                obj_cabine.applyMovement((0, 0, obj_cabine['step']), True)
                obj_cabine['z']= obj_cabine['z']+obj_cabine['step'] # Echelle pas pris en compte
                if scene.objects['System']['time'] != obj['last_time']:
                    obj_cabine['speed']= obj_cabine['step']/(scene.objects['System']['time']-obj['last_time'])
                obj_contrepoids.applyMovement((0, 0, -obj_cabine['step']), True)
                obj['last_time'] = scene.objects['System']['time']

            # Modele 3D -> Arduino
            if scene.objects['System']['twins'] and obj['prior_real']:
                if  scene.objects['Moteur']['pin_up'] is not None:
                    if  scene.objects['Moteur']['pin_down'] is not None:
                        scene.objects['Moteur']['pin_down'].write(0)
                        scene.objects['Moteur']['pin_up'].write(1)
     
        # Descendre
        # else: # Pas de priorité
        if obj['down']:

            # Physique du modèle 3D
            if obj['prior']:
                obj_vissansfin.applyRotation((0, 0, -obj['step']), True)
                obj['alpha']= obj['alpha']-obj['step']
                if scene.objects['System']['time'] != obj['last_time']:
                    obj['speed']= (-obj['step'])/(scene.objects['System']['time']-obj['last_time'])
                obj_pignon.applyRotation((-obj_pignon['step'], 0, 0), True)
                obj_cabine.applyMovement((0, 0, -obj_cabine['step']), True)
                obj_cabine['z']= obj_cabine['z']-obj_cabine['step'] # Echelle pas pris en compte
                if scene.objects['System']['time'] != obj['last_time']:
                    obj_cabine['speed']= -obj_cabine['step']/(scene.objects['System']['time']-obj['last_time'])
                obj_contrepoids.applyMovement((0, 0, obj_cabine['step']), True)
                obj['last_time'] = scene.objects['System']['time']

            # Modele 3D -> Arduino
            if scene.objects['System']['twins'] and obj['prior_real']:
                if  scene.objects['Moteur']['pin_down'] is not None:
                    if  scene.objects['Moteur']['pin_up'] is not None:
                        scene.objects['Moteur']['pin_up'].write(0)
                        scene.objects['Moteur']['pin_down'].write(1)

        # Arrêter
        if obj['up']== False and obj['down'] == False :

            # Physique du modèle 3D
            if obj['prior']:
                obj['speed']= 0
                obj_cabine['speed']= 0
                obj['last_time'] = scene.objects['System']['time']

            # Modele 3D -> Arduino
            if scene.objects['System']['twins'] and obj['prior_real']:
                if  scene.objects['Moteur']['pin_down'] is not None:
                    if  scene.objects['Moteur']['pin_up'] is not None:
                        scene.objects['Moteur']['pin_up'].write(0)
                        scene.objects['Moteur']['pin_down'].write(0)


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# Capteurs
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##
# Etat capteur présence cabine niveau 0
##

def pc_0 (cont):
    if scene.objects['System']['run'] :
        obj = cont.owner

        # Arduino -> Modele 3D
        if scene.objects['System']['twins'] and obj['prior_real']:
            if  obj['pin'] is not None:
                if obj['pin'].read()==True and obj['activated_real'] == False :
                    obj['activated_real'] = True
                if obj['pin'].read()==False and obj['activated_real'] == True :
                    obj['activated_real'] = False

        # Etat capteur en fonction de la position de la cabine : localPosition.z entre -40 et -42
        if scene.objects['Cabine'].localPosition.z  <-40 and scene.objects['Cabine'].localPosition.z  >-42 and obj['activated'] == False and obj['prior']:
            obj['activated'] = True
        if (scene.objects['Cabine'].localPosition.z  > -40 or scene.objects['Cabine'].localPosition.z  <-42) and obj['activated'] == True and obj['prior']:
            obj['activated'] = False

        # Forçage par clic
        if obj['click'] == True and obj['prior']:
            obj['activated'] = True

        # Couleurs
        twin.cycle_sensitive_color(obj)

##
# Etat capteur présence cabine niveau 1
##

def pc_1 (cont):
    if scene.objects['System']['run'] :
        obj = cont.owner

        # Arduino -> Modele 3D
        if scene.objects['System']['twins'] and obj['prior_real']:
            if  obj['pin'] is not None:
                if obj['pin'].read()==True and obj['activated_real'] == False :
                    obj['activated_real'] = True
                if obj['pin'].read()==False and obj['activated_real'] == True :
                    obj['activated_real'] = False

        # Etat capteur en fonction de la position de la cabine : localPosition.z entre 0 et -2
        if scene.objects['Cabine'].localPosition.z  <0 and scene.objects['Cabine'].localPosition.z  >-2 and obj['activated'] == False and obj['prior']:
            obj['activated'] = True
        if (scene.objects['Cabine'].localPosition.z  > 0 or scene.objects['Cabine'].localPosition.z  <-2) and obj['activated'] == True and obj['prior']:
            obj['activated'] = False

        # Forçage par clic
        if obj['click'] == True and obj['prior']:
            obj['activated'] = True

        # Couleurs
        twin.cycle_sensitive_color(obj)

###############################################################################
# Système
###############################################################################

##
# Initialisation du système
# # Le moteur est géré en continue.
##

def system_init ():
    system_reset()

##
# Réinitialisation du système
##

def system_reset ():

    # Entrées à l'état initial
    objs= ['Bp niveau 0', 'Bp niveau 1', 'Microrupteur niveau 0','Microrupteur niveau 1']
    for obj in objs:
        scene.objects[obj]['activated']=False
        scene.objects[obj]['activated_real']=False

    # Voyants aux états initiaux
    scene.objects['Led niveau 0']['activated']=False
    scene.objects['Led niveau 1']['activated']=False
    scene.objects['Led niveau 0'].setVisible(True,False)
    scene.objects['Led niveau 0-on'].setVisible(False,False)
    scene.objects['Led niveau 1'].setVisible(True,False)
    scene.objects['Led niveau 1-on'].setVisible(False,False)

    # Cabine
    scene.objects['Cabine']['z']=0
    scene.objects['Cabine']['speed']=0
    scene.objects['Cabine']['step']=0
    scene.objects['Cabine'].worldPosition.x = scene.objects['Cabine']['init_lx']-scene.objects['System']['init_lx']+scene.objects['System'].worldPosition.x
    scene.objects['Cabine'].worldPosition.y = scene.objects['Cabine']['init_ly']-scene.objects['System']['init_ly']+scene.objects['System'].worldPosition.y
    scene.objects['Cabine'].worldPosition.z = scene.objects['Cabine']['init_lz']-scene.objects['System']['init_lz']+scene.objects['System'].worldPosition.z
    scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.x = scene.objects['Contrepoids']['init_lx']-scene.objects['System']['init_lx']+scene.objects['System'].worldPosition.x
    scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.y = scene.objects['Contrepoids']['init_ly']-scene.objects['System']['init_ly']+scene.objects['System'].worldPosition.y
    scene.objects['Contrepoids'].worldPosition.z = scene.objects['Contrepoids']['init_lz']-scene.objects['System']['init_lz']+scene.objects['System'].worldPosition.z

    # Moteur
    scene.objects['Moteur']['up']=False
    scene.objects['Moteur']['down']=False
    scene.objects['Moteur']['alpha']=0
    scene.objects['Moteur']['speed']=0
    scene.objects['Moteur']['speed_setting']=31.4 # Vitesse du moteur numérique : 31,4 rad /s ( 5 tr / s )
    scene.objects['Moteur']['step']=0

    # Priorités activées
    objs= ['Bp niveau 0', 'Bp niveau 1', 'Microrupteur niveau 0','Microrupteur niveau 1', 'Led niveau 0', 'Led niveau 1', 'Moteur']
    for obj in objs:
        scene.objects[obj]['prior']=True
        scene.objects[obj]['prior_real']=True