"""
                    Moteur Stirling
"""

import serial
import serial.tools.list_ports
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
import matplotlib.colors as mcolors
import numpy as np

# calcul_PV permet de tracer :
#    - tous les cycles avec num_cycle=None
#    - un unique cycle avec num_cycle= numéro cycle souhaité

# ToDo Compléter le code

def calcul_PV(dataN, num_cycle=None, Po=1e5, unite='mm3'):
    """ dataN = tableau de lignes de la forme [i, k, Pdiscr, t]
        i = n° de la fente comptée à partir du PMH
        k = nombre de tours (nombre de passages au PMH)
        Pdiscr = pression différentielle renvoyée par CAN Arduino (bits)
        t = instant de mesure (µs)
        num_cycle = n° du cycle souhaité = l'une des valeurs de k dans data
        Po  : pression atmosphérique en Pa
        unite : 'mm3' ou 'm3' ou 'SI'
    """
    assert unite in ['mm3', 'm3', 'SI'], "Unité incorrecte ('mm3', 'm3' ou 'SI)"
    if num_cycle is None:   # Calculs pour tous les cycles
        data = dataN
    else:                   # Calculs pour le cycle spécifié par num_cycle
        assert float(num_cycle) in dataN[:,1], "n° cycle incorrect"
        data = np.array([l for l in dataN if l[1]==float(num_cycle)])

    # Caractéristiques mécaniques du moteur
    L =                   # Longueur bielle piston moteur (mm)
    R =                    # Rayon maneton bielle moteur (mm)
    D =                   # Diamètre piston moteur (mm)
    S =         # Surface piston moteur (mm**2)
    dtheta =        # Angle entre 2 fentes (rad)
    Vmin =             # Volume minimum du cylindre moteur (mm**3)

    # Calcul du volume du gaz dans le cylindre moteur
    i =                        # n° fente à partir du PMH
    theta =         # Angle correspondant à la fente n°i
    OB =  # Position piston
    V =          # Volume (mm**3)
    if unite in ['m3', 'SI']:
        V *= 1e-9

    # Capteur de pression différentielle
    Sb =         # Sensibilité = dV/dPréelle = 1.03/1000 V/Pa

    # Pression
    dPd =                 # Pression différentielle discrétisée en bits
    dPv =    # Pression différentielle en V
    dPr =                  # Pression différentielle réelle en Pa
    P =                    # Pression absolue en Pa

    # Instant de mesure
    t =                   # t en µs (cf. sketch Arduino)

    return P, V, t

# Fonction utilitaire portArduino(bauds):
#    - détection des ports disponibles
#    - recherche du port auquel la carte Arduino est connectée
#    - définition de la vitesse de transmission
def portArduino(bauds):
    ports = list(serial.tools.list_ports.comports())
    print('Liste des ports détectés')
    # Liste des ports
    for p in ports:
        print(p.description)
        # Recherche du port Arduino
        # CDC = Communications Device Class (protocole)
        if "CDC" in p.description or "Arduino" in p.description:
            # Vitesse de transmission
            port = serial.Serial(p.device, bauds)
    # Affichage informations
    print('\nNom du port : ',port.name)     # Nom du port
    print('Port ouvert : ',port.is_open)    # Vérifie que le port est ouvert
    print('Transmission : ', port.baudrate) # Vitesse de transmission
    return port

# Communication
bauds = 115200              # Cf. sketch arduino : Serial.begin(bauds)
port = portArduino(bauds)   # Récupération et ouverture du port Arduino
separateurColonnes = ';'    # Cf. sketch Arduino (';' ou '\t' = tabulation...)
finLecture = 'Stop'         # Cf. sketch Arduino critère d'arrêt lecture

# Enregistrement des données dans une liste
unite = 'mm3'
Po = 1e5        # Pression atmosphérique ou 0 si pression différentielle
mesures = []    # Liste de chaînes (cf. ci-dessous)
Ncycles = 20
cpt = 0

while True:                           # Boucle "infinie"
    cpt += 1
    ligne = port.readline()           # Lecture d'une ligne sur le port série
    ligne = ligne.strip()             # Suppression caractères invisibles
    ligne = ligne.decode("utf-8")     # readline -> binaire, conversion
    print(ligne)                      # Vérification visuelle dans le shell
    if not finLecture in ligne:
        mesures.append(ligne)         # ligne = string
    if finLecture in ligne or cpt // 50 > Ncycles - 1:  # Sortie boucle
        break                         # Sortie de la boucle while

port.close()                          # Fermeture du port série

# mesures = liste chaînes (lignes) -> data = [listes de chaînes (colonnes)]
data = []
for s in mesures:
    L = s.split(separateurColonnes)   # ligne = str -> liste de str = colonnes
    data.append(L)

# data -> dataN = tableau numpy bidimensionnel et conversion des colonnes en float
dataN = np.array(data, dtype=float)

P, V, t = calcul_PV(dataN,1)

plt.plot(V, P)
plt.show()


## Stokage dans un fichier

# Enregistrement des mesures dans un fichier
dossier = ""                  # Dossier courant (dossier de ce fichier python)
nom_fichier = "stirling20.txt"  # A personnaliser
chemin = dossier + nom_fichier

fichier = open(chemin, "w+")          # Ouverture du fichier en écriture
for ligne in mesures:                 # Boucle sur toutes les lignes
    fichier.write(ligne + '\n')       # Ecriture de la ligne dans le fichier
fichier.close()                       # Fermeture du fichier


## Lecture du fichier et création du tableau de données

# ToDo



## Puissance

# ToDo