"""Sete articulações do FABRI_CREATOR; calibração independente por saída."""
import copy
import json
import math
from pathlib import Path
import threading
import time
from comum import Conflito, gravar_atomico, ler_json
from servos import integer
NAMES=['Garra','Punho 1','Punho 2','Braço superior','Braço inferior','Antebraço','Base']
CHANNELS=[0,1,2,3,4,5,7]
LEASE_PADRAO=2000 # ms; o painel novo manda prazos curtos e renova enquanto o botão está pressionado
PASSO=.02 # 50 Hz de interpolação no servidor
def velocidade_valida(v):
if v is None: return None
if isinstance(v,bool) or not isinstance(v,(int,float)) or not math.isfinite(v) or not 5<=v<=360:
raise ValueError('Velocidade deve ficar entre 5 e 360 graus/s')
return float(v)
def prazo_valido(ms):
if ms is None: return LEASE_PADRAO
return integer(ms,100,2000)
class Braco:
def __init__(self,path,servos):
self.path=Path(path); self.servos=servos
self.config=dict(calibracao=[dict(canal=i,minimo=1400,maximo=1600) for i in range(8)],posturas=[])
try: self.config=self.validate(json.loads(self.path.read_text(encoding='utf-8')))
except (OSError,ValueError,TypeError): pass
self.atual=None; self.alvo=None; self.velocidade=None; self.lease=0
threading.Thread(target=self.loop,daemon=True).start()
def validate_pose(self,pose,calibration):
if not isinstance(pose,list) or len(pose)!=7: raise ValueError('Esperava sete ângulos')
pulses={}
for i,angle in enumerate(pose):
if isinstance(angle,bool) or not isinstance(angle,(int,float)) or not math.isfinite(angle) or not 0<=angle<=180:
raise ValueError('Ângulo inválido')
channel=CHANNELS[i]
pulses[channel]=self.angle_pulse(angle,calibration[channel].get('centro',1500))
pulses[6]=self.angle_pulse(180-pose[5],calibration[6].get('centro',1500))
for channel,pulse in pulses.items():
row=calibration[channel]
if not row['minimo']<=pulse<=row['maximo']:
raise ValueError(f'Canal {channel}: pulso {pulse} µs fora dos limites calibrados')
return pulses
def validate(self,data):
if not isinstance(data,dict): raise ValueError('Objeto obrigatório')
rows=data.get('calibracao')
if not isinstance(rows,list) or len(rows)!=8: raise ValueError('Calibre os oito canais')
calibration=[]
for i,row in enumerate(rows):
if not isinstance(row,dict) or row.get('canal')!=i: raise ValueError('Ordem dos canais inválida')
lo=integer(row.get('minimo'),500,2500); hi=integer(row.get('maximo'),500,2500)
center=integer(row.get('centro',1500),501,2499)
if not lo
100: raise ValueError('Máximo 100 posturas')
clean=[]
for pose in poses:
if not isinstance(pose,dict) or not isinstance(pose.get('nome'),str) or not 1<=len(pose['nome'].strip())<=40:
raise ValueError('Nome de postura inválido')
angles=pose.get('angulos'); self.validate_pose(angles,calibration)
clean.append(dict(nome=pose['nome'].strip(),angulos=angles[:]))
return dict(calibracao=calibration,posturas=clean)
def status(self):
with self.servos.lock:
result=copy.deepcopy(self.config)
result.update(disponivel=self.servos.hw is not None,erro=self.servos.error,
dono=self.servos.dono,travado=self.servos.travado,atual=self.atual,
movendo=self.alvo is not None,
articulacoes=[dict(nome=name,canal=ch) for name,ch in zip(NAMES,CHANNELS)])
return result
def save(self,data):
clean=self.validate(data)
with self.servos.lock:
if self.servos.active: raise ValueError('Pare os motores antes de salvar')
gravar_atomico(self.path,clean)
self.config=clean
return self.status()
def escrever(self,pulses,prazo):
try:
for channel,pulse in pulses.items():
self.servos.hw.pulse(channel,pulse)
self.servos.ligar([(channel,prazo) for channel in pulses])
except OSError:
self.alvo=None; self.servos.stop()
raise
def move(self,pose,velocidade=None,ttl_ms=None):
"""Sem velocidade: vai direto (compatível). Com velocidade: o servidor interpola até o alvo.
Em ambos os casos os motores desligam sozinhos quando o prazo (ttl_ms) vence sem renovação."""
velocidade=velocidade_valida(velocidade); ttl=prazo_valido(ttl_ms)
with self.servos.lock:
pulses=self.validate_pose(pose,self.config['calibracao'])
if self.servos.hw is None: raise OSError('PCA9685 indisponível')
self.servos.reservar('braco')
prazo=time.monotonic()+ttl/1000
if velocidade is None or self.atual is None:
self.alvo=None
self.escrever(pulses,prazo)
self.atual=[float(a) for a in pose]
return dict(ok=True,pulsos=pulses,movendo=False)
alvo=[float(a) for a in pose]
if all(abs(a-t)<.01 for a,t in zip(self.atual,alvo)):
# Já no alvo: só renova o prazo (e reenergiza canais que tenham desligado).
self.alvo=None
self.escrever(pulses,prazo)
return dict(ok=True,pulsos=pulses,movendo=False)
self.alvo=alvo; self.velocidade=velocidade; self.lease=prazo
for channel in list(self.servos.active): self.servos.active[channel]=prazo
return dict(ok=True,pulsos=pulses,movendo=True)
def cancelar(self):
with self.servos.lock: self.alvo=None
def passo(self,agora,dt):
with self.servos.lock:
if self.alvo is None: return
if agora>=self.lease or self.servos.travado or (self.servos.dono!='braco' and self.servos.active):
self.alvo=None; return
delta=self.velocidade*dt
nova=[a+max(-delta,min(delta,t-a)) for a,t in zip(self.atual,self.alvo)]
try: pulses=self.validate_pose(nova,self.config['calibracao'])
except ValueError:
self.alvo=None; return
self.escrever(pulses,self.lease)
self.atual=nova
if nova==self.alvo: self.alvo=None
def loop(self):
anterior=time.monotonic()
while not self.servos.closed.wait(PASSO):
agora=time.monotonic()
try: self.passo(agora,agora-anterior)
except OSError as e: self.servos.error=str(e)
anterior=agora
@staticmethod
def angle_pulse(angle,center):
return round(500+angle*(center-500)/90 if angle<=90 else center+(angle-90)*(2500-center)/90)
def calibrate(self,channel,pulse):
channel=integer(channel,0,7);pulse=integer(pulse,500,2500)
outputs={channel:pulse}
if channel in (5,6):
other=11-channel
center_sum=self.config['calibracao'][5].get('centro',1500)+self.config['calibracao'][6].get('centro',1500)
outputs[other]=integer(center_sum-pulse,500,2500)
with self.servos.lock:
if self.servos.hw is None: raise OSError('PCA9685 indisponível')
self.servos.reservar('braco'); self.alvo=None; self.atual=None
for ch,us in outputs.items():
self.servos.hw.pulse(ch,us)
self.servos.ligar([(ch,time.monotonic()+2) for ch in outputs])
return dict(ok=True,pulsos=outputs)
def rotas(self,h,method):
route=h.path.split('?',1)[0]
if route not in ('/braco/status','/braco/config','/braco/mover','/braco/parar','/braco/calibrar'): return False
try:
if method=='GET' and route=='/braco/status': result=self.status()
elif method=='POST':
data=ler_json(h,65536)
if route=='/braco/config': result=self.save(data)
elif route=='/braco/mover': result=self.move(data.get('angulos'),data.get('velocidade'),data.get('ttl_ms'))
elif route=='/braco/calibrar': result=self.calibrate(data.get('canal'),data.get('pulso'))
elif route=='/braco/parar': self.cancelar(); result=self.servos.stop()
else: raise ValueError('Rota inválida')
else:
h.enviar(json.dumps(dict(erro='Método inválido')),codigo=405); return True
h.enviar(json.dumps(result,ensure_ascii=False))
except Conflito as e: h.enviar(json.dumps(dict(erro=str(e)),ensure_ascii=False),codigo=409)
except (ValueError,TypeError) as e: h.enviar(json.dumps(dict(erro=str(e))),codigo=400)
except OSError as e: h.enviar(json.dumps(dict(erro=str(e))),codigo=503)
return True