src/Cockpit/kr_87.cxx

   1 // kr-87.cxx -- class to impliment the King KR 87 Digital ADF
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started April 2002.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2002  Curtis L. Olson - curt@flightgear.org
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 #  include <config.h>
  26 #endif
  27
  28 #include <stdio.h>      // snprintf
  29
  30 #include <simgear/compiler.h>
  31 #include <simgear/math/sg_random.h>
  32
  33 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  34 #include <Navaids/navlist.hxx>
  35 #include <Time/FGEventMgr.hxx>
  36
  37 #include "kr_87.hxx"
  38
  39 #include <string>
  40 SG_USING_STD(string);
  41
  42 static int play_count = 0;
  43 static time_t last_time = 0;
  44
  45
  46 /**
  47  * Boy, this is ugly!  Make the VOR range vary by altitude difference.
  48  */
  49 static double kludgeRange ( double stationElev, double aircraftElev,
  50                             double nominalRange)
  51 {
  52                                 // Assume that the nominal range (usually
  53                                 // 50nm) applies at a 5,000 ft difference.
  54                                 // Just a wild guess!
  55   double factor = ((aircraftElev*SG_METER_TO_FEET) - stationElev) / 5000.0;
  56   double range = fabs(nominalRange * factor);
  57
  58                                 // Clamp the range to keep it sane; for
  59                                 // now, never less than 50% or more than
  60                                 // 500% of nominal range.
  61   if (range < nominalRange/2.0) {
  62     range = nominalRange/2.0;
  63   } else if (range > nominalRange*5.0) {
  64     range = nominalRange*5.0;
  65   }
  66
  67   return range;
  68 }
  69
  70
  71 // Constructor
  72 FGKR_87::FGKR_87() :
  73     lon_node(fgGetNode("/position/longitude-deg", true)),
  74     lat_node(fgGetNode("/position/latitude-deg", true)),
  75     alt_node(fgGetNode("/position/altitude-ft", true)),
  76     need_update(true),
  77     valid(false),
  78     inrange(false),
  79     dist(0.0),
  80     heading(0.0),
  81     goal_needle_deg(0.0),
  82     et_flash_time(0.0),
  83     ant_mode(0),
  84     stby_mode(0),
  85     timer_mode(0),
  86     count_mode(0),
  87     rotation(0),
  88     on_off_vol_btn(0.5),
  89     adf_btn(true),
  90     bfo_btn(false),
  91     frq_btn(false),
  92     last_frq_btn(false),
  93     flt_et_btn(false),
  94     last_flt_et_btn(false),
  95     set_rst_btn(false),
  96     last_set_rst_btn(false),
  97     ident_btn(false),
  98     freq(0.0),
  99     stby_freq(0.0),
 100     needle_deg(0.0),
 101     flight_timer(0.0),
 102     elapsed_timer(0.0),
 103     tmp_timer(0.0)
 104 {
 105     SGPath path( globals->get_fg_root() );
 106     SGPath term = path;
 107     term.append( "Navaids/range.term" );
 108     SGPath low = path;
 109     low.append( "Navaids/range.low" );
 110     SGPath high = path;
 111     high.append( "Navaids/range.high" );
 112
 113     term_tbl = new SGInterpTable( term.str() );
 114     low_tbl = new SGInterpTable( low.str() );
 115     high_tbl = new SGInterpTable( high.str() );
 116 }
 117
 118
 119 // Destructor
 120 FGKR_87::~FGKR_87() {
 121     delete term_tbl;
 122     delete low_tbl;
 123     delete high_tbl;
 124 }
 125
 126
 127 void FGKR_87::init () {
 128     morse.init();
 129
 130     update(0);                  // FIXME: use dt
 131 }
 132
 133
 134 void FGKR_87::bind () {
 135     // internal values
 136     fgTie("/radios/kr-87/internal/valid", this, &FGKR_87::get_valid);
 137     fgTie("/radios/kr-87/internal/inrange", this, &FGKR_87::get_inrange);
 138     fgTie("/radios/kr-87/internal/dist", this, &FGKR_87::get_dist);
 139     fgTie("/radios/kr-87/internal/heading", this, &FGKR_87::get_heading);
 140
 141     // modes
 142     fgTie("/radios/kr-87/modes/ant", this,
 143           &FGKR_87::get_ant_mode);
 144     fgTie("/radios/kr-87/modes/stby", this,
 145           &FGKR_87::get_stby_mode);
 146     fgTie("/radios/kr-87/modes/timer", this,
 147           &FGKR_87::get_timer_mode);
 148     fgTie("/radios/kr-87/modes/count", this,
 149           &FGKR_87::get_count_mode);
 150
 151     // input and buttons
 152     fgTie("/radios/kr-87/inputs/rotation-deg", this,
 153           &FGKR_87::get_rotation, &FGKR_87::set_rotation);
 154     fgSetArchivable("/radios/kr-87/inputs/rotation-deg");
 155     fgTie("/radios/kr-87/inputs/on-off-volume", this,
 156           &FGKR_87::get_on_off_vol_btn,
 157           &FGKR_87::set_on_off_vol_btn);
 158     fgSetArchivable("/radios/kr-87/inputs/on-off-volume");
 159     fgTie("/radios/kr-87/inputs/adf-btn", this,
 160           &FGKR_87::get_adf_btn,
 161           &FGKR_87::set_adf_btn);
 162     fgTie("/radios/kr-87/inputs/bfo-btn", this,
 163           &FGKR_87::get_bfo_btn,
 164           &FGKR_87::set_bfo_btn);
 165     fgTie("/radios/kr-87/inputs/frq-btn", this,
 166           &FGKR_87::get_frq_btn,
 167           &FGKR_87::set_frq_btn);
 168     fgTie("/radios/kr-87/inputs/flt-et-btn", this,
 169           &FGKR_87::get_flt_et_btn,
 170           &FGKR_87::set_flt_et_btn);
 171     fgTie("/radios/kr-87/inputs/set-rst-btn", this,
 172           &FGKR_87::get_set_rst_btn,
 173           &FGKR_87::set_set_rst_btn);
 174     fgTie("/radios/kr-87/inputs/ident-btn", this,
 175           &FGKR_87::get_ident_btn, &FGKR_87::set_ident_btn);
 176
 177     // outputs
 178     fgTie("/radios/kr-87/outputs/selected-khz", this,
 179           &FGKR_87::get_freq, &FGKR_87::set_freq);
 180     fgSetArchivable("/radios/kr-87/outputs/selected-khz");
 181     fgTie("/radios/kr-87/outputs/standby-khz", this,
 182           &FGKR_87::get_stby_freq, &FGKR_87::set_stby_freq);
 183     fgSetArchivable("/radios/kr-87/outputs/standby-khz");
 184     fgTie("/radios/kr-87/outputs/needle-deg", this,
 185           &FGKR_87::get_needle_deg);
 186     fgTie("/radios/kr-87/outputs/flight-timer", this, &FGKR_87::get_flight_timer);
 187     fgTie("/radios/kr-87/outputs/elapsed-timer", this,
 188           &FGKR_87::get_elapsed_timer,
 189           &FGKR_87::set_elapsed_timer);
 190
 191     // annunciators
 192     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/ant", this, &FGKR_87::get_ant_ann );
 193     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/adf", this, &FGKR_87::get_adf_ann );
 194     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/bfo", this, &FGKR_87::get_bfo_ann );
 195     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/frq", this, &FGKR_87::get_frq_ann );
 196     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/flt", this, &FGKR_87::get_flt_ann );
 197     fgTie("/radios/kr-87/annunciators/et", this, &FGKR_87::get_et_ann );
 198 }
 199
 200
 201 void FGKR_87::unbind () {
 202     // internal values
 203     fgUntie("/radios/kr-87/internal/valid");
 204     fgUntie("/radios/kr-87/internal/inrange");
 205     fgUntie("/radios/kr-87/internal/dist");
 206     fgUntie("/radios/kr-87/internal/heading");
 207
 208     // modes
 209     fgUntie("/radios/kr-87/modes/ant");
 210     fgUntie("/radios/kr-87/modes/stby");
 211     fgUntie("/radios/kr-87/modes/timer");
 212     fgUntie("/radios/kr-87/modes/count");
 213
 214     // input and buttons
 215     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/rotation-deg");
 216     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/on-off-volume");
 217     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/adf-btn");
 218     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/bfo-btn");
 219     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/frq-btn");
 220     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/flt-et-btn");
 221     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/set-rst-btn");
 222     fgUntie("/radios/kr-87/inputs/ident-btn");
 223
 224     // outputs
 225     fgUntie("/radios/kr-87/outputs/selected-khz");
 226     fgUntie("/radios/kr-87/outputs/standby-khz");
 227     fgUntie("/radios/kr-87/outputs/needle-deg");
 228     fgUntie("/radios/kr-87/outputs/flight-timer");
 229     fgUntie("/radios/kr-87/outputs/elapsed-timer");
 230
 231     // annunciators
 232     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/ant");
 233     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/adf");
 234     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/bfo");
 235     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/frq");
 236     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/flt");
 237     fgUntie("/radios/kr-87/annunciators/et");
 238 }
 239
 240
 241 // Update the various nav values based on position and valid tuned in navs
 242 void FGKR_87::update( double dt ) {
 243     double acft_lon = lon_node->getDoubleValue() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
 244     double acft_lat = lat_node->getDoubleValue() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
 245     double acft_elev = alt_node->getDoubleValue() * SG_FEET_TO_METER;
 246
 247     need_update = false;
 248
 249     Point3D aircraft = sgGeodToCart( Point3D( acft_lon, acft_lat, acft_elev ) );
 250     Point3D station;
 251     double az1, az2, s;
 252
 253     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 254     // Radio
 255     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 256
 257     if ( on_off_vol_btn >= 0.01 ) {
 258         // buttons
 259         if ( adf_btn == 0 ) {
 260             ant_mode = 1;
 261         } else {
 262             ant_mode = 0;
 263         }
 264
 265         if ( frq_btn && frq_btn != last_frq_btn && stby_mode == 0 ) {
 266             double tmp = freq;
 267             freq = stby_freq;
 268             stby_freq = tmp;
 269         } else if ( frq_btn ) {
 270             stby_mode = 0;
 271             count_mode = 0;
 272         }
 273         last_frq_btn = frq_btn;
 274
 275         if ( flt_et_btn && flt_et_btn != last_flt_et_btn ) {
 276             if ( stby_mode == 0 ) {
 277                 timer_mode = 0;
 278             } else {
 279                 timer_mode = !timer_mode;
 280             }
 281             stby_mode = 1;
 282         }
 283         last_flt_et_btn = flt_et_btn;
 284
 285         if ( set_rst_btn == 1 && set_rst_btn != last_set_rst_btn ) {
 286             // button depressed
 287            tmp_timer = 0.0;
 288         }
 289         if ( set_rst_btn == 1 && set_rst_btn == last_set_rst_btn ) {
 290             // button depressed and was last iteration too
 291             tmp_timer += dt;
 292             cout << "tmp_timer = " << tmp_timer << endl;
 293             if ( tmp_timer > 2.0 ) {
 294                 // button held depressed for 2 seconds
 295                 cout << "entering elapsed count down mode" << endl;
 296                 timer_mode = 1;
 297                 count_mode = 2;
 298                 elapsed_timer = 0.0;
 299             }
 300         }
 301         if ( set_rst_btn == 0 && set_rst_btn != last_set_rst_btn ) {
 302             // button released
 303             if ( tmp_timer > 2.0 ) {
 304                 // button held depressed for 2 seconds, don't adjust
 305                 // mode, just exit
 306             } else if ( count_mode == 2 ) {
 307                 count_mode = 1;
 308             } else {
 309                 count_mode = 0;
 310                 elapsed_timer = 0.0;
 311             }
 312         }
 313         last_set_rst_btn = set_rst_btn;
 314
 315         // timers
 316         flight_timer += dt;
 317
 318         if ( set_rst_btn == 0 ) {
 319             // only count if set/rst button not depressed
 320             if ( count_mode == 0 ) {
 321                 elapsed_timer += dt;
 322             } else if ( count_mode == 1 ) {
 323                 elapsed_timer -= dt;
 324                 if ( elapsed_timer < 1.0 ) {
 325                     count_mode = 0;
 326                     elapsed_timer = 0.0;
 327                 }
 328             }
 329         }
 330
 331         // annunciators
 332         ant_ann = adf_btn;
 333         adf_ann = !adf_btn;
 334         bfo_ann = bfo_btn;
 335         frq_ann = !stby_mode;
 336         flt_ann = stby_mode && !timer_mode;
 337         if ( count_mode < 2 ) {
 338             et_ann = stby_mode && timer_mode;
 339         } else {
 340             et_flash_time += dt;
 341             if ( et_ann && et_flash_time > 0.5 ) {
 342                 et_ann = false;
 343                 et_flash_time -= 0.5;
 344             } else if ( !et_ann && et_flash_time > 0.2 ) {
 345                 et_ann = true;
 346                 et_flash_time -= 0.2;
 347             }
 348         }
 349
 350         if ( valid ) {
 351             // staightline distance
 352             station = Point3D( x, y, z );
 353             dist = aircraft.distance3D( station );
 354
 355             // wgs84 heading
 356             geo_inverse_wgs_84( acft_elev,
 357                                 acft_lat * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 358                                 acft_lon * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 359                                 stn_lat, stn_lon,
 360                                 &az1, &az2, &s );
 361             heading = az1;
 362             // cout << " heading = " << heading
 363             //      << " dist = " << dist << endl;
 364
 365             effective_range = kludgeRange(stn_elev, acft_elev, range);
 366             if ( dist < effective_range * SG_NM_TO_METER ) {
 367                 inrange = true;
 368             } else if ( dist < 2 * effective_range * SG_NM_TO_METER ) {
 369                 inrange = sg_random() <
 370                     ( 2 * effective_range * SG_NM_TO_METER - dist ) /
 371                     (effective_range * SG_NM_TO_METER);
 372             } else {
 373                 inrange = false;
 374             }
 375
 376             if ( inrange ) {
 377                 goal_needle_deg = heading
 378                     - fgGetDouble("/orientation/heading-deg");
 379             }
 380         } else {
 381             inrange = false;
 382         }
 383
 384         if ( ant_mode ) {
 385             goal_needle_deg = 90.0;
 386         }
 387     } else {
 388         // unit turned off
 389         goal_needle_deg = 0.0;
 390         flight_timer = 0.0;
 391         elapsed_timer = 0.0;
 392         ant_ann = false;
 393         adf_ann = false;
 394         bfo_ann = false;
 395         frq_ann = false;
 396         flt_ann = false;
 397         et_ann = false;
 398     }
 399
 400
 401     while ( goal_needle_deg < 0.0 ) { goal_needle_deg += 360.0; }
 402     while ( goal_needle_deg >= 360.0 ) { goal_needle_deg -= 360.0; }
 403
 404     double diff = goal_needle_deg - needle_deg;
 405     while ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 406     while ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 407
 408     needle_deg += diff * dt * 4;
 409     while ( needle_deg < 0.0 ) { needle_deg += 360.0; }
 410     while ( needle_deg >= 360.0 ) { needle_deg -= 360.0; }
 411
 412     // cout << "goal = " << goal_needle_deg << " actual = " << needle_deg
 413     //      << endl;
 414     // cout << "flt = " << flight_timer << " et = " << elapsed_timer
 415     //      << " needle = " << needle_deg << endl;
 416
 417 #ifdef ENABLE_AUDIO_SUPPORT
 418     if ( valid && inrange ) {
 419         // play station ident via audio system if on + ident_btn,
 420         // otherwise turn it off
 421         if ( on_off_vol_btn >= 0.01 && ident_btn ) {
 422             FGSimpleSound *sound;
 423             sound = globals->get_soundmgr()->find( "adf-ident" );
 424             if ( sound != NULL ) {
 425                 sound->set_volume( on_off_vol_btn );
 426             } else {
 427                 SG_LOG( SG_COCKPIT, SG_ALERT, "Can't find adf-ident sound" );
 428             }
 429             if ( last_time <
 430                  globals->get_time_params()->get_cur_time() - 30 ) {
 431                 last_time = globals->get_time_params()->get_cur_time();
 432                 play_count = 0;
 433             }
 434             if ( play_count < 4 ) {
 435                 // play ADF ident
 436                 if ( !globals->get_soundmgr()->is_playing("adf-ident") ) {
 437                     globals->get_soundmgr()->play_once( "adf-ident" );
 438                     ++play_count;
 439                 }
 440             }
 441         } else {
 442             globals->get_soundmgr()->stop( "adf-ident" );
 443         }
 444     }
 445 #endif
 446 }
 447
 448
 449 // Update current nav/adf radio stations based on current postition
 450 void FGKR_87::search() {
 451     double acft_lon = lon_node->getDoubleValue() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
 452     double acft_lat = lat_node->getDoubleValue() * SGD_DEGREES_TO_RADIANS;
 453     double acft_elev = alt_node->getDoubleValue() * SG_FEET_TO_METER;
 454
 455                                 // FIXME: the panel should handle this
 456     FGNav nav;
 457
 458     static string last_ident = "";
 459
 460     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 461     // ADF.
 462     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 463
 464     if ( current_navlist->query( acft_lon, acft_lat, acft_elev, freq, &nav ) ) {
 465         char sfreq[128];
 466         snprintf( sfreq, 10, "%.0f", freq );
 467         ident = sfreq;
 468         ident += nav.get_ident();
 469 //      cout << "adf ident = " << ident << endl;
 470         valid = true;
 471         if ( last_ident != ident ) {
 472             last_ident = ident;
 473
 474             trans_ident = nav.get_trans_ident();
 475             stn_lon = nav.get_lon();
 476             stn_lat = nav.get_lat();
 477             stn_elev = nav.get_elev();
 478             range = nav.get_range();
 479             effective_range = kludgeRange(stn_elev, acft_elev, range);
 480             x = nav.get_x();
 481             y = nav.get_y();
 482             z = nav.get_z();
 483
 484 #ifdef ENABLE_AUDIO_SUPPORT
 485             if ( globals->get_soundmgr()->exists( "adf-ident" ) ) {
 486                 globals->get_soundmgr()->remove( "adf-ident" );
 487             }
 488             FGSimpleSound *sound;
 489             sound = morse.make_ident( trans_ident, LO_FREQUENCY );
 490             sound->set_volume( 0.3 );
 491             globals->get_soundmgr()->add( sound, "adf-ident" );
 492
 493             int offset = (int)(sg_random() * 30.0);
 494             play_count = offset / 4;
 495             last_time = globals->get_time_params()->get_cur_time() -
 496                 offset;
 497             // cout << "offset = " << offset << " play_count = "
 498             //      << play_count << " last_time = "
 499             //      << last_time << " current time = "
 500             //      << globals->get_time_params()->get_cur_time() << endl;
 501 #endif
 502
 503             // cout << "Found an adf station in range" << endl;
 504             // cout << " id = " << nav.get_ident() << endl;
 505         }
 506     } else {
 507         valid = false;
 508         ident = "";
 509         trans_ident = "";
 510 #ifdef ENABLE_AUDIO_SUPPORT
 511         globals->get_soundmgr()->remove( "adf-ident" );
 512 #endif
 513         last_ident = "";
 514         // cout << "not picking up adf. :-(" << endl;
 515     }
 516 }
 517
 518
 519 double FGKR_87::get_stby_freq() const {
 520     if ( stby_mode == 0 ) {
 521         return stby_freq;
 522     } else {
 523         if ( timer_mode == 0 ) {
 524             return flight_timer;
 525         } else {
 526             return elapsed_timer;
 527         }
 528     }
 529 }