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Camper-Monitor/CamperMonitor/Bluetooth/LevelSession.swift
T
BiasFandClaude Opus 5 1b9486aad4 Neigungsmesser VanAlign einbinden
Das ESPHome-Projekt VanAlign Pro misst über einen MPU6050 die Längs- und
Querneigung des Fahrzeugs und stellt sie über Bluetooth bereit. Damit
lässt sich der Camper beim Parken ausrichten.

Der Neigungsmesser bewirbt seinen Dienst, wird beim Einrichten also
sicher erkannt und die Geräteart vorbelegt. Anders als bei den übrigen
verbundenen Geräten gibt es hier kein Rahmenprotokoll: jede Messgrösse
liegt in einer eigenen Charakteristik als Float. LevelSession ist deshalb
eine eigene, deutlich einfachere Sitzungsart neben BMSSession - ohne
Protokollerkennung und ohne Kandidatensuche.

Bevorzugt werden die Werte abonniert; bietet das Gerät das nicht an, wird
im Takt abgefragt. Damit läuft die App auch mit der alten Firmware 1.0,
die nur Lesen kennt.

Die Detailansicht zeigt eine Libelle: die Blase wandert dorthin, wo das
Fahrzeug höher steht. Grün bis 0,5 Grad, orange bis zwei, darüber rot -
die Akzentfarbe der App ist selbst grün, "schief" hätte sonst genauso
ausgesehen wie "eben". Die Ringe sind ein echter Massstab (Toleranz und
zwei Grad), sonst sagt die Blasenlage nichts über die verbleibende
Abweichung. Dazu die Ansage in Worten, welche Seite höher steht.

Die Winkel werden fest little-endian gelesen. Die Web-Oberfläche des
Ursprungsprojekts probiert zusätzlich die umgekehrte Reihenfolge, falls
die erste unplausibel wirkt. Das ist nicht nur unnötig, sondern
schädlich: ein vertauschter Float von 4,25 Grad liest sich als etwa 0,0
und wirkt damit völlig plausibel - der Fehler bliebe unbemerkt. Ein Test
hält das fest.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
2026-08-30 15:05:34 +02:00

239 lines
8.6 KiB
Swift
Raw Blame History

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import CoreBluetooth
import Foundation
/// Hält die Verbindung zum Neigungsmesser.
///
/// Deutlich einfacher als die BMS-Sitzung: Dienst und Charakteristiken sind
/// bekannt, es gibt kein Rahmenprotokoll und keine Protokollerkennung. Jede
/// Messgrösse liegt in einer eigenen Charakteristik.
///
/// Bevorzugt werden die Werte abonniert die Firmware ab v1.1 schickt sie
/// dann von selbst, sobald sie sich ändern. Ältere Firmware bietet nur
/// Lesen an; dafür bleibt das Abfragen im Takt als Rückfallebene, damit die
/// App auch ohne Neuaufspielen funktioniert.
final class LevelSession: NSObject {
static let serviceUUID = CBUUID(string: VanAlignProtocol.serviceUUID)
private static let pitchUUID = CBUUID(string: VanAlignProtocol.pitchUUID)
private static let rollUUID = CBUUID(string: VanAlignProtocol.rollUUID)
private static let offsetsUUID = CBUUID(string: VanAlignProtocol.offsetsUUID)
private static let calibrateUUID = CBUUID(string: VanAlignProtocol.calibrateUUID)
let deviceID: UUID
private let queue: DispatchQueue
private let peripheral: CBPeripheral
private let onUpdate: (DeviceSnapshot) -> Void
private let onStateChange: (DeviceLinkState) -> Void
private let onLevelState: (LevelState) -> Void
private var pitchCharacteristic: CBCharacteristic?
private var rollCharacteristic: CBCharacteristic?
private var offsetsCharacteristic: CBCharacteristic?
private var calibrateCharacteristic: CBCharacteristic?
private var state = LevelState()
private var pollTimer: DispatchSourceTimer?
/// Nur nötig, solange das Gerät die Werte nicht von selbst schickt.
private var needsPolling = false
/// Beim Ausrichten schaut man dauernd aufs Gerät, deshalb dichter als bei
/// den übrigen Geräten.
var pollInterval: TimeInterval = 0.5
init(deviceID: UUID,
peripheral: CBPeripheral,
queue: DispatchQueue,
onUpdate: @escaping (DeviceSnapshot) -> Void,
onStateChange: @escaping (DeviceLinkState) -> Void,
onLevelState: @escaping (LevelState) -> Void) {
self.deviceID = deviceID
self.queue = queue
self.peripheral = peripheral
self.onUpdate = onUpdate
self.onStateChange = onStateChange
self.onLevelState = onLevelState
super.init()
peripheral.delegate = self
}
// MARK: - Lebenszyklus
func start() {
onStateChange(.connecting)
peripheral.discoverServices([Self.serviceUUID])
}
func stop() {
pollTimer?.cancel()
pollTimer = nil
if peripheral.state == .connected {
for characteristic in [pitchCharacteristic, rollCharacteristic] {
guard let characteristic, characteristic.isNotifying else { continue }
peripheral.setNotifyValue(false, for: characteristic)
}
}
pitchCharacteristic = nil
rollCharacteristic = nil
offsetsCharacteristic = nil
calibrateCharacteristic = nil
}
func handleDisconnect() {
pollTimer?.cancel()
pollTimer = nil
pitchCharacteristic = nil
rollCharacteristic = nil
offsetsCharacteristic = nil
calibrateCharacteristic = nil
}
// MARK: - Kalibrieren
/// Setzt die aktuelle Lage als neue Null.
func calibrate() {
write(VanAlignProtocol.calibrateCommand)
}
/// Verwirft die Kalibrierung.
func resetCalibration() {
write(VanAlignProtocol.resetCommand)
}
private func write(_ data: Data) {
guard let characteristic = calibrateCharacteristic, peripheral.state == .connected else {
return
}
let type: CBCharacteristicWriteType =
characteristic.properties.contains(.write) ? .withResponse : .withoutResponse
peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: type)
// Die Offsets erst nach dem Rechnen im Gerät zurücklesen.
queue.asyncAfter(deadline: .now() + 0.4) { [weak self] in
self?.readOffsets()
}
}
private func readOffsets() {
guard let offsetsCharacteristic, peripheral.state == .connected else { return }
peripheral.readValue(for: offsetsCharacteristic)
}
// MARK: - Abfrage
private func startPollingIfNeeded() {
guard needsPolling, pollTimer == nil else { return }
let timer = DispatchSource.makeTimerSource(queue: queue)
timer.schedule(deadline: .now(), repeating: pollInterval)
timer.setEventHandler { [weak self] in
guard let self, self.peripheral.state == .connected else { return }
if let pitchCharacteristic = self.pitchCharacteristic {
self.peripheral.readValue(for: pitchCharacteristic)
}
if let rollCharacteristic = self.rollCharacteristic {
self.peripheral.readValue(for: rollCharacteristic)
}
}
timer.resume()
pollTimer = timer
}
private func publish() {
guard state.hasReading else { return }
onStateChange(.live)
onLevelState(state)
onUpdate(state.snapshot(deviceID: deviceID, rssi: nil))
}
}
// MARK: - CBPeripheralDelegate
extension LevelSession: CBPeripheralDelegate {
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
if let error {
onStateChange(.failed(error.localizedDescription))
return
}
guard let service = peripheral.services?.first(where: { $0.uuid == Self.serviceUUID }) else {
onStateChange(.failed("Neigungsmesser-Dienst nicht gefunden"))
return
}
peripheral.discoverCharacteristics(
[Self.pitchUUID, Self.rollUUID, Self.offsetsUUID, Self.calibrateUUID],
for: service
)
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService,
error: Error?) {
guard error == nil, let characteristics = service.characteristics else {
onStateChange(.failed(error?.localizedDescription ?? "Keine Merkmale gefunden"))
return
}
for characteristic in characteristics {
switch characteristic.uuid {
case Self.pitchUUID: pitchCharacteristic = characteristic
case Self.rollUUID: rollCharacteristic = characteristic
case Self.offsetsUUID: offsetsCharacteristic = characteristic
case Self.calibrateUUID: calibrateCharacteristic = characteristic
default: break
}
}
guard pitchCharacteristic != nil || rollCharacteristic != nil else {
onStateChange(.failed("Neigungswerte nicht gefunden"))
return
}
// Abonnieren, wo möglich; sonst im Takt abfragen.
var subscribed = false
for characteristic in [pitchCharacteristic, rollCharacteristic] {
guard let characteristic else { continue }
if characteristic.properties.contains(.notify) {
peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)
subscribed = true
}
}
needsPolling = !subscribed
startPollingIfNeeded()
// Einmal alles lesen, damit sofort etwas dasteht.
for characteristic in [pitchCharacteristic, rollCharacteristic, offsetsCharacteristic] {
guard let characteristic, characteristic.properties.contains(.read) else { continue }
peripheral.readValue(for: characteristic)
}
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic,
error: Error?) {
guard error == nil, let value = characteristic.value else { return }
switch characteristic.uuid {
case Self.pitchUUID:
state.pitch = VanAlignProtocol.angle(from: value)
case Self.rollUUID:
state.roll = VanAlignProtocol.angle(from: value)
case Self.offsetsUUID:
if let offsets = VanAlignProtocol.offsets(from: value) {
state.pitchOffset = offsets.pitch
state.rollOffset = offsets.roll
}
default:
return
}
publish()
}
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral,
didUpdateNotificationStateFor characteristic: CBCharacteristic,
error: Error?) {
// Lässt sich nicht abonnieren, dann eben abfragen.
if error != nil {
needsPolling = true
startPollingIfNeeded()
}
}
}