USB 充電タイマ

USB(Aコネクタ)からの電源出力をON/OFFして 過充電を防ぐタイマです。
ArduinoにRTC(RX8900)を接続して、時間を管理しています。
一応 カレンダー表示してますが、制御で使用しているのは RX8900の1sパルス出力だけなので 時間未設定でも使用可能です。

●主な使用部品

●充電タイマの動作
　電源を入れると、５つあるUSBコネクタの電源を 1つづつONします。
　電源のON時間は 初期値で6時間となっており、各USBコネクタごとに 時間を変更可能です。
　(電源をONしているUSBコネクタ名が、時計画面時 LCD右上に表示されます。)
　また、5つ全ての電源をONし終わると、「Span」で設定された時間(初期値 7日)が経過するまで待ち 待ち時間終了後は USB電源のON動作に戻ります。

●画面一覧
ロータリーエンコーダを回すと、以下の画面に切り替えることが出来ます。

●I/O一覧

●回路図

USB充電タイマのソース
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
#include "RX8900.h"

	// I/O定義
#define LED_R 13
#define LED_G 12
#define LED_B 11

#define RTC_INT 14
#define dRTC_1s 0x01    // (0000 000x)
#define dKey_sw 0x02    // (0000 00x0)

#define ENC_SW 15
#define ENC_A  16
#define ENC_B  17
#define EncMsk  0x0c    // (0000 xx00)
#define EncMskA 0x04    // (0000 0x00)
#define EncMskB 0x08    // (0000 x000)

#define dUSB1_power 0x01
#define dUSB2_power 0x02
#define dUSB3_power 0x04
#define dUSB4_power 0x40
#define dUSB5_power 0x80

  // (kcmd)
#define k_sw 1    // push-sw
#define k_enM 2   // enc Minus
#define k_enP 3   // enc Plus

  // (SpanTime)
#define maxSpanTime 14	// max 14日

  // (onTime)
#define maxOnTime 12	// max 12h

// initialize the library by associating any needed LCD interface pin
// with the arduino pin number it is connected to
const int rs = 7, en = 6, d4 = 2, d5 = 3, d6 = 4, d7 = 5;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

  // ***
long blink_tim0, rtc_tim0, sw_tim0, cmd_tim0;
long time_cnt=0, USB_sec0=0, USB_sec1=0;
char dLED = 0;

uint8_t sw[10];   // sw[0] .. sw[9]
uint8_t sw_bak, sw_rise=0, fRise=0, kcmd=0;
uint8_t fEnc=0, enc_cnt;
char enc_dir=0;

dateTime tim, tim2;
uint8_t temp, fRTC, sec_bak;
dateTime date =  {0, 35, 22, SUN, 11, 04, 21}; //初期値-秒－分-時－曜日－日－月－年

uint8_t item_num = 0;
uint8_t cmd_num = 0;
uint8_t work_item = 0;
uint8_t USB_task=0;

long SpanTime = 7;	// 初期値 7日
int onTime[6]   = {6,6,6,6,6,6};	// 初期値 6h



  //■ *****
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  DDRB = 0xff;					// (oooo oooo):"1"で出力
  PORTB = 0x00;					// (0000 0000):ﾎﾟｰﾄB

  pinMode(RTC_INT, INPUT_PULLUP);    // PC0(D14): 
  pinMode(ENC_SW, INPUT);     // PC1(D15):
  pinMode(ENC_A, INPUT);      // PC2(D16):
  pinMode(ENC_B, INPUT);      // PC3(D17):
  
  // set up the LCD's number of columns and rows:
  lcd.begin(16, 2);

  lcd.clear();
  delay(3);
  lcd.print("RTC: RX8900");

  // RX8900(RTC)
  RX8900.begin(&date); //初期値を指定する場合
  sec_bak = tim.second;
  
  blink_tim0 = 10;
  rtc_tim0   = 20;
  sw_tim0    = 30;

  sw[0] = PINC;
  sw[1] = PINC;
  sw[2] = PINC;
  sw[3] = PINC;
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

  get_sw();     // sw[0] = PINC & (0000 xxx0)
                // sw_bak = old sw[0]
                // sw_rise 
  count_1s();   // time_cnt++, (fRTC) = 0xff　※RTCの1sﾊﾟﾙｽをｶｳﾝﾄ
  chk_enc();    // inc/dec (enc_cnt), (fEnc) = 0xff, (enc_dir) = +1/-1
  chk_key();    // push-SW check
  cmd_ctrl();   // 
  USB_power();	// 
}

	// ■
void USB_power() {
  switch (USB_task) {
    case 0:	// USB1 Power ON
	  USB_sec0 = time_cnt;		//(USB_sec0):Span基準時間 = 現在の時間(s)
	  USB_sec1 = time_cnt;		//(USB_sec1):電源ON基準時間 = 現在の時間(s)
	  PORTB |= dUSB1_power;		// USB1 電源ON
	  USB_task++;
	  break;
	
	case 1:	// USB1 power OFF待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec1) >= (onTime[1] *3600) ) {
	    PORTB &= ~dUSB1_power;	// USB1 電源OFF
	    USB_task++;
	  }
	  break;
	
	case 2:	// USB2 Power ON
	  USB_sec1 = time_cnt;		//(USB_sec1):電源ON基準時間 = 現在の時間(s)
	  PORTB |= dUSB2_power;		// USB2 電源ON
	  USB_task++;
	  break;
	
	case 3:	// USB2 power OFF待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec1) >= (onTime[2] *3600) ) {
	    PORTB &= ~dUSB2_power;	// USB2 電源OFF
	    USB_task++;
	  }
	  break;
	
	case 4:	// USB3 Power ON
	  USB_sec1 = time_cnt;		//(USB_sec1):電源ON基準時間 = 現在の時間(s)
	  PORTB |= dUSB3_power;		// USB3 電源ON
	  USB_task++;
	  break;
	
	case 5:	// USB3 power OFF待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec1) >= (onTime[3] *3600) ) {
	    PORTB &= ~dUSB3_power;	// USB3 電源OFF
	    USB_task++;
	  }
	  break;
	
	case 6:	// USB4 Power ON
	  USB_sec1 = time_cnt;		//(USB_sec1):電源ON基準時間 = 現在の時間(s)
	  PORTB |= dUSB4_power;		// USB4 電源ON
	  USB_task++;
	  break;
	
	case 7:	// USB4 power OFF待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec1) >= (onTime[4] *3600) ) {
	    PORTB &= ~dUSB4_power;	// USB4 電源OFF
	    USB_task++;
	  }
	  break;
	
	case 8:	// USB5 Power ON
	  USB_sec1 = time_cnt;		//(USB_sec1):電源ON基準時間 = 現在の時間(s)
	  PORTB |= dUSB5_power;		// USB5 電源ON
	  USB_task++;
	  break;
	
	case 9:	// USB5 power OFF待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec1) >= (onTime[5] *3600) ) {
	    PORTB &= ~dUSB5_power;	// USB5 電源OFF
	    USB_task++;
	  }
	  break;
	
	case 10:	// Span周期 完了待ち
	  if ( (time_cnt - USB_sec0) >= (SpanTime *3600*24) ) {
	    USB_task = 0;
	  }
	  break;
  
   default:
     USB_task = 0;
     break;
  }
}

	// ■
void cmd_ctrl() {
  
  switch (cmd_num) {
   case 0:	//■ 初期設定 (cold)
	 
	 lcd.clear();
	 delay(3);
	 cmd_num++;
	 break;
   
   case 1:	// 初期設定-2 (hot)
	 
	 cmd_num++;
	 break;
   
   case 2:	//■ ｷｰ･ﾁｪｯｸ ・・・時計表示/USB ch表示
     kw02();
	 disp_cmd1();
     break;
   
   case 5:	// 長押しﾁｪｯｸ ・・・長押しで時計設定へ
     kw05();
     break;
   
	//■ 時計 設定
   case 10:	// 年
	 tim2 = tim;
	 tim2.second = 0;
	 
	 lcd.clear();
	 delay(3);
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Year:");	// 5
	 print_Year(&tim2);		// 4
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 11:	// 
     kw10();
     break;
   
   case 12:	// 月
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Month: ");	// 7
	 print_Month(&tim2);	// 2
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 13:	// 
     kw12();
     break;
   
   case 14:	// 日
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Day:   ");	// 7
	 print_Day(&tim2);		// 2
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 15:	// 
     kw14();
     break;
   
   case 16:	// 時
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Hour:  ");	// 7
     print_Hour(&tim2);		// 2
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 17:	// 
     kw16();
     break;
   
   case 18:	// 分
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Min:   ");	// 7
     print_Min(&tim2);		// 2
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 19:	// 
     kw18();
     break;
   
   case 20:	// 秒
	 lcd.setCursor(2, 0);
	 lcd.print("Sec:   ");	// 7
     print_Sec(&tim2);		// 2
	 cmd_num++;
	 break;
	 
   case 21:	// 
     kw20();
     break;
   
	//■ USB電源出力 設定
   case 30:	//
	 lcd.clear();
	 delay(3);
		// 1行目
	 lcd.setCursor(0, 0);
	 lcd.print("USB");		// 3
	 lcd.print(item_num);	// 1
	 lcd.print(":");		// 1
	 
		// 2行目
	 lcd.setCursor(2, 1);	// 2
	 lcd.print("Span: ");	// 6
	 print_Span(item_num);	// 2
	 lcd.print("day");		// 3
	 
	 cmd_num++;
	 break;
   
   case 31:	// ｷｰ･ﾁｪｯｸ
	 kw32();		// Span操作
	 
	 break;
   
   case 32:	// ON time 表示
		// 1行目
	 lcd.setCursor(3, 0);	// 3
	 lcd.print(item_num);	// 1
   
	 lcd.setCursor(2, 1);		// 2
	 lcd.print("ON:   ");		// 6
	 print_onTime(item_num);	// 2
	 lcd.print("h   ");			// 4
	 
	 cmd_num++;
	 break;
   
   case 33:	//  ｷｰ･ﾁｪｯｸ
	 kw33();		// ON time操作
	 
	 break;
   
   case 34:	// 長押しﾁｪｯｸ
	 kw34();
	 
	 break;
   
   
   default:
     cmd_num = 0;
     break;
  }
}


void kw02() {
  switch (kcmd) {
    case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_tim0 = millis();
	  cmd_num=5;
	  break;
    
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  if (item_num > 0) { item_num --; }
	  disp_cmd1a();
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  if (item_num < 6) { item_num++; }
	  disp_cmd1a();
	  break;
	
    
    default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw05() {
  if ( (sw[0] & 0x02) != 0) { // ｷｰ押しで"1"
    if ( (millis()-cmd_tim0) > 3000) { 
	  switch (item_num) {
	   case 0:	// time
		cmd_num = 10;
		break;
	   
	   case 1:	// USB1
	   case 2:	// USB2
	   case 3:	// USB3
	   case 4:	// USB4
	   case 5:	// USB5
		cmd_num = 32;
		break;
	   
	   case 6:	// SPAN設定
		cmd_num = 30;
		break;
	   
	   default:
		break;
	   }
	}
    
  } else {
    cmd_num = 0; 
	disp_cmd1a();
  }
}

	// 10: 日付/時間の変更
void kw10() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.year--;
	 lcd.setCursor(7, 0);
	  print_Year(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.year++;
	 lcd.setCursor(7, 0);
	  print_Year(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw12() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.month--;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Month(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.month++;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Month(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw14() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.day--;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Day(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.day++;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Day(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw16() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.hour--;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Hour(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.hour++;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Hour(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw18() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.minute--;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Min(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.minute++;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Min(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw20() {
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  RX8900.setDateTime(&tim2);	// write RTC
	  cmd_num ++;
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.second--;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Sec(&tim2);
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  
	  tim2.second++;
	  lcd.setCursor(9, 0);
	  print_Sec(&tim2);
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
}

void kw22() {
  cmd_num =0;
}


void kw32() {	// Span設定
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_num = 0; 
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  Span_Minus(item_num);
	  
	  cmd_num--;			// 変更値を表示
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  Span_Plus(item_num);
	  
	  cmd_num--;			// 変更値を表示
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
  
}


void kw33() {	// ON時間設定
  switch (kcmd) {
	case 1:	// Push
	  kcmd = 0;
	  
	  cmd_tim0 = millis();
//	  cmd_num++;				// 長押しﾁｪｯｸへ
	  cmd_num = 0; 
	  break;
	
	case 2: // Minus
	  kcmd = 0;
	  onTim_Minus(item_num);
	  
	  cmd_num--;			// 変更値を表示
	  break;
	
	case 3: // Plus
	  kcmd = 0;
	  onTim_Plus(item_num);
	  
	  cmd_num--;			// 変更値を表示
	  break;
	
	default:
	  kcmd = 0;
	  break;
  }
  
}


void kw34() {	// 長押しﾁｪｯｸ
  if ( (sw[0] & 0x02) != 0) { // ｷｰ押しで"1"
    if ( (millis()-cmd_tim0) > 3000) { 
	
	  cmd_num = 0; 
	} 
  } else { cmd_num--; }	// ｷｰOFFは ON時間設定に戻る

}


void cal_enc_u8(uint8_t *cnt) {
  if ( (fEnc & 0x01) != 0) {
    fEnc &= 0xfe;      // (xxxx xxx0)
    *cnt += enc_dir;
  }
}


	// ■■ Disp ■■
void disp_ctrl() {
  
}

void disp_cmd1() {
  
  if ( (fRTC & 0x01) != 0) {
   fRTC &= 0xfe;      // (xxxx xxx0)
   disp_cmd1a();
  }
}

void disp_cmd1a() {
   switch (item_num) {
    case 0:
      lcd.setCursor(0, 0);
        print_date(&tim);
      
      lcd.setCursor(12, 0);
		switch (USB_task) {	//
		  case 0:
		  case 1:
			lcd.print("U1");
			break;
		  
		  case 2:
		  case 3:
			lcd.print("U2");
			break;
		  
		  case 4:
		  case 5:
			lcd.print("U3");
			break;
		  
		  case 6:
		  case 7:
			lcd.print("U4");
			break;
		  
		  case 8:
		  case 9:
			lcd.print("U5");
			break;
		  
		  default:
			lcd.print("--");
			break;
		}
  
      lcd.setCursor(1, 1);
        print_time(&tim);

	    lcd.print(" ");	// 1
        print_temp();	// 6
      break;

		// USB ON Time設定
    case 1:
    case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5:
      lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("USB");			// 3
        lcd.print(item_num);		// 2
        lcd.print(":           ");	//12
	  lcd.setCursor(0, 1);		// 0
	    lcd.print(" ON: ");		// 5
	    print_onTime(item_num);	// 2
	    lcd.print("h         ");// 10
      break;
    
    case 6:	// Span設定
	  lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("Span:           ");
      lcd.setCursor(0, 1);
	    lcd.print(" Span: ");	// 7
	    print_Span(item_num);	// 2
	    lcd.print("day     ");	// 8
      break;
	
    default:
	  lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("----:");
      lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("                ");

      break;
    
   }
  
}


	// ■■
void Span_Minus(uint8_t item_num){	// SpanTime[] 減算
  if (SpanTime > 1) { SpanTime--; }
}

void Span_Plus(uint8_t item_num){	// SpanTime[] 加算
  if (SpanTime < maxSpanTime) { SpanTime++; }
}

void onTim_Minus(uint8_t item_num){	// onTime[] 減算
  if (onTime[item_num] > 0) { onTime[item_num]--; }
}

void onTim_Plus(uint8_t item_num){	// onTime[] 加算
  if (onTime[item_num] < maxOnTime) { onTime[item_num]++; }
}


void count_1s() {
  if (fRise == 0x01) {
   if ( (sw_rise & dRTC_1s) != 0) {   // rise RTC_1s (xxxx xxx?)
    time_cnt++;
    
    RX8900.getDateTime(&tim);
    fRTC = 0xff;
   }
   fRise = fRise << 1;    // (0000 0010)
  }
}

void chk_enc() {

  if (fRise == 0x02) {
   if ( (sw_rise & EncMskA) != 0) {   // rise Phase A (xxxx x?xx)
    fEnc = 0xff;
    if ( (sw[0] & EncMskB) == 0) { 
      enc_cnt++ ;
      enc_dir = 1;
      dLED += 8;      // (0000 1000)
      kcmd = k_enP;
    } else { 
      enc_cnt-- ;
      enc_dir = -1;
      dLED -= 8;      // (0000 1000)
      kcmd = k_enM;
    }

    dLED &= 0x38;   // (00xx x000)
    PORTB &= 0xc7;  // (xx00 0xxx)
    PORTB |= dLED;
    
   }
   fRise = fRise << 1;    // (0000 0100)
  }
}


void chk_key() {

  if (fRise == 0x04) {
   if ( (sw_rise & dKey_sw) != 0) {   // rise RTC_1s (xxxx xx?x)
      kcmd = k_sw;
     
   }
   fRise = fRise << 1;    // (0000 1000)
  }
  
}

void get_sw() {
  uint8_t hi_d, lo_d;
  
  if ( (millis()-sw_tim0) > 3) {
    sw_tim0 =millis();

    sw[3] = sw[2];
    sw[2] = sw[1];
    sw[1] = PINC;
    sw_bak = sw[0];

    hi_d = sw[3] & sw[2] & sw[1] & 0x0f;    // (0000 xxxx)
    lo_d = sw[3] | sw[2] | sw[1] | 0xf0;    // (1111 xxxx)
    sw[0] |= hi_d;
    sw[0] &= lo_d;
    
    sw_rise = (sw_bak ^ sw[0]) & sw[0];   // rise is "1"
    if ( (sw_bak ^ sw[0]) != 0) { fRise=0x01; }		// change
  }

}

void get_rtc() {
  if ( (millis()-rtc_tim0) > 100) {
    rtc_tim0 = millis();

    RX8900.getDateTime(&tim);
    if (sec_bak == tim.second) { fRTC = 0xff; }
    print_DateTime(&tim);
    lcd.setCursor(10, 1);
      print_temp();
    
  }
}


	// ■■ Print ■■

void print_Span(uint8_t item_num) {	// 2
  lcd.print(SpanTime);
}

void print_onTime(uint8_t item_num){	// 2
  lcd.print(onTime[item_num]);
}


void print_Year(struct dateTime *tim) {
  lcd.print("20");
  if(tim->year < 10){
    lcd.print('0');
  }
  lcd.print(tim->year);
}

void print_Month(struct dateTime *tim) {
  if(tim->month < 10){
    lcd.print('0');
  }
  lcd.print(tim->month);
}

void print_Day(struct dateTime *tim) {
  if(tim->day < 10){
    lcd.print('0');
  }
  lcd.print(tim->day);
}

void print_Hour(struct dateTime *tim) {
  if(tim->hour < 10){
    lcd.print('0');
  }
  lcd.print(tim->hour);
}

void print_Min(struct dateTime *tim) {
  if(tim->minute < 10){
    lcd.print('0');
  }       
  lcd.print(tim->minute);
}

void print_Sec(struct dateTime *tim) {
  if(tim->second < 10){
    lcd.print('0');
  }   
  lcd.print(tim->second);

}

void print_date(struct dateTime *tim) {
        print_Year(tim);
        lcd.print("/");

        print_Month(tim);
		lcd.print("/");

		print_Day(tim);
        //lcd.print(" ");  
}

void print_time(struct dateTime *tim) {
		print_Hour(tim);
		lcd.print(":");

		print_Min(tim);
		lcd.print(":");

		print_Sec(tim);
}

void print_dat_u8(uint8_t dat) {
        lcd.print(dat/100);
        lcd.print( (dat % 100)/10);
        lcd.print(dat % 10);
}

void print_EncDat() {
        lcd.print(digitalRead(RTC_INT));
        lcd.print(digitalRead(ENC_SW));
        lcd.print(digitalRead(ENC_A));
        lcd.print(digitalRead(ENC_B)); 
  
}

void print_DateTime(struct dateTime *tim) {
  lcd.setCursor(0, 0);
    print_date(tim);
  
  lcd.setCursor(1, 1);
    print_time(tim);
}

void print_temp() {

        RX8900.getTemp(&temp);
        lcd.print(((float)temp * 2 - 187.19)/ 3.218);
        lcd.print('C');
}



}