Zefram
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-- SWITCHING STATION
-- The switching station is the center of all power distribution on an electric network.
-- The station will collect all produced power from producers (PR) and batteries (BA)
-- and distribute it to receivers (RE) and depleted batteries (BA).
--
-- It works like this:
--  All PR,BA,RE nodes are indexed and tagged with the switching station.
-- The tagging is to allow more stations to be built without allowing a cheat
-- with duplicating power.
--  All the RE nodes are queried for their current EU demand. Those which are off
-- would require no or a small standby EU demand, while those which are on would
-- require more.
-- If the total demand is less than the available power they are all updated with the
-- demand number.
-- If any surplus exists from the PR nodes the batteries will be charged evenly with this.
-- If the total demand requires draw on the batteries they will be discharged evenly.
--
-- If the total demand is more than the available power all RE nodes will be shut down.
-- We have a brown-out situation.
--
-- Hence all the power distribution logic resides in this single node.
--
--  Nodes connected to the network will have one or more of these parameters as meta data:
--   <LV|MV|HV>_EU_supply : Exists for PR and BA node types. This is the EU value supplied by the node. Output
--   <LV|MV|HV>_EU_demand : Exists for RE and BA node types. This is the EU value the node requires to run. Output
--   <LV|MV|HV>_EU_input  : Exists for RE and BA node types. This is the actual EU value the network can give the node. Input
--
--  The reason the LV|MV|HV type is prepended toe meta data is because some machine could require several supplies to work.
--  This way the supplies are separated per network.
 
technic.networks = {}
 
local S = technic.getter
 
minetest.register_craft({
    output = "technic:switching_station",
    recipe = {
        {"technic:cast_iron_ingot", "technic:lv_transformer", "technic:cast_iron_ingot"},
        {"default:copper_ingot",    "technic:lv_cable0",      "default:copper_ingot"},
        {"technic:cast_iron_ingot", "technic:lv_cable0",      "technic:cast_iron_ingot"}
    }
})
 
minetest.register_node("technic:switching_station",{
    description = S("Switching Station"),
    tiles  = {"technic_water_mill_top_active.png", "technic_water_mill_top_active.png",
                  "technic_water_mill_top_active.png", "technic_water_mill_top_active.png",
              "technic_water_mill_top_active.png", "technic_water_mill_top_active.png"},
    groups = {snappy=2, choppy=2, oddly_breakable_by_hand=2},
    sounds = default.node_sound_wood_defaults(),
    drawtype = "nodebox",
    paramtype = "light",
    node_box = {
        type = "fixed",
        fixed = {-0.5, -0.5, -0.5, 0.5, 0.5, 0.5},
    },
    on_construct = function(pos)
        local meta = minetest.get_meta(pos)
        meta:set_string("infotext", S("Switching Station"))
    end,
})
 
--------------------------------------------------
-- Functions to help the machines on the electrical network
--------------------------------------------------
-- This one provides a timeout for a node in case it was disconnected from the network
-- A node must be touched by the station continuously in order to function
function technic.switching_station_timeout_count(pos, tier)
    local meta = minetest.get_meta(pos)
    local timeout = meta:get_int(tier.."_EU_timeout")
    if timeout == 0 then
        meta:set_int(tier.."_EU_input", 0)
    else
        meta:set_int(tier.."_EU_timeout", timeout - 1)
    end
end
 
--------------------------------------------------
-- Functions to traverse the electrical network
--------------------------------------------------
 
-- Add a wire node to the LV/MV/HV network
local add_new_cable_node = function(nodes, pos)
    -- Ignore if the node has already been added
    for i = 1, #nodes do
        if pos.x == nodes[i].x and
           pos.y == nodes[i].y and
           pos.z == nodes[i].z then
            return false
        end
    end
    table.insert(nodes, {x=pos.x, y=pos.y, z=pos.z, visited=1})
    return true
end
 
-- Generic function to add found connected nodes to the right classification array
local check_node_subp = function(PR_nodes, RE_nodes, BA_nodes, all_nodes, pos, machines, tier)
    local meta = minetest.get_meta(pos)
    local name = minetest.get_node(pos).name
 
    if technic.is_tier_cable(name, tier) then
        add_new_cable_node(all_nodes, pos)
    elseif machines[name] then
        --dprint(name.." is a "..machines[name])
        if     machines[name] == technic.producer then
            add_new_cable_node(PR_nodes, pos)
        elseif machines[name] == technic.receiver then
            add_new_cable_node(RE_nodes, pos)
        elseif machines[name] == technic.battery then
            add_new_cable_node(BA_nodes, pos)
        end
 
        meta:set_int(tier.."_EU_timeout", 2) -- Touch node
    end
end
 
-- Traverse a network given a list of machines and a cable type name
local traverse_network = function(PR_nodes, RE_nodes, BA_nodes, all_nodes, i, machines, tier)
    local pos = all_nodes[i]
    local positions = {
        {x=pos.x+1, y=pos.y,   z=pos.z},
        {x=pos.x-1, y=pos.y,   z=pos.z},
        {x=pos.x,   y=pos.y+1, z=pos.z},
        {x=pos.x,   y=pos.y-1, z=pos.z},
        {x=pos.x,   y=pos.y,   z=pos.z+1},
        {x=pos.x,   y=pos.y,   z=pos.z-1}}
    --print("ON")
    for i, cur_pos in pairs(positions) do
        check_node_subp(PR_nodes, RE_nodes, BA_nodes, all_nodes, cur_pos, machines, tier)
    end
end
 
local touch_nodes = function(list, tier)
    for _, pos in ipairs(list) do
        local meta = minetest.get_meta(pos)
        meta:set_int(tier.."_EU_timeout", 2) -- Touch node
    end
end
 
local get_network = function(pos1, tier)
    local cached = technic.networks[minetest.hash_node_position(pos1)]
    if cached and cached.tier == tier then
        touch_nodes(cached.PR_nodes, tier)
        touch_nodes(cached.BA_nodes, tier)
        touch_nodes(cached.RE_nodes, tier)
        return cached.PR_nodes, cached.BA_nodes, cached.RE_nodes
    end
    local i = 1
    local PR_nodes = {}
    local BA_nodes = {}
    local RE_nodes = {}
    local all_nodes = {pos1}
    repeat
        traverse_network(PR_nodes, RE_nodes, BA_nodes, all_nodes,
                i, technic.machines[tier], tier)
        i = i + 1
    until all_nodes[i] == nil
    technic.networks[minetest.hash_node_position(pos1)] = {tier = tier, PR_nodes = PR_nodes, RE_nodes = RE_nodes, BA_nodes = BA_nodes}
    return PR_nodes, BA_nodes, RE_nodes
end
 
-----------------------------------------------
-- The action code for the switching station --
-----------------------------------------------
minetest.register_abm({
    nodenames = {"technic:switching_station"},
    interval   = 1,
    chance     = 1,
    action = function(pos, node, active_object_count, active_object_count_wider)
        local meta             = minetest.get_meta(pos)
        local meta1            = nil
        local pos1             = {}
        local PR_EU            = 0 -- EUs from PR nodes
        local BA_PR_EU         = 0 -- EUs from BA nodes (discharching)
        local BA_RE_EU         = 0 -- EUs to BA nodes (charging)
        local RE_EU            = 0 -- EUs to RE nodes
 
        local tier      = ""
        local PR_nodes
        local BA_nodes
        local RE_nodes
        local machine_name = S("Switching Station")
 
        -- Which kind of network are we on:
        pos1 = {x=pos.x, y=pos.y-1, z=pos.z}
 
        local name = minetest.get_node(pos1).name
        local tier = technic.get_cable_tier(name)
        if tier then
            PR_nodes, BA_nodes, RE_nodes = get_network(pos1, tier)
        else
            --dprint("Not connected to a network")
            meta:set_string("infotext", S("%s Has No Network"):format(machine_name))
            return
        end
        --dprint("nodes="..table.getn(all_nodes)
        --        .." PR="..table.getn(PR_nodes)
        --        .." BA="..table.getn(BA_nodes)
        --        .." RE="..table.getn(RE_nodes))
 
        -- Strings for the meta data
        local eu_demand_str    = tier.."_EU_demand"
        local eu_input_str     = tier.."_EU_input"
        local eu_supply_str    = tier.."_EU_supply"
 
        -- Get all the power from the PR nodes
        local PR_eu_supply = 0 -- Total power
        for _, pos1 in pairs(PR_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            PR_eu_supply = PR_eu_supply + meta1:get_int(eu_supply_str)
        end
        --dprint("Total PR supply:"..PR_eu_supply)
 
        -- Get all the demand from the RE nodes
        local RE_eu_demand = 0
        for _, pos1 in pairs(RE_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            RE_eu_demand = RE_eu_demand + meta1:get_int(eu_demand_str)
        end
        --dprint("Total RE demand:"..RE_eu_demand)
 
        -- Get all the power from the BA nodes
        local BA_eu_supply = 0
        for _, pos1 in pairs(BA_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            BA_eu_supply = BA_eu_supply + meta1:get_int(eu_supply_str)
        end
        --dprint("Total BA supply:"..BA_eu_supply)
 
        -- Get all the demand from the BA nodes
        local BA_eu_demand = 0
        for _, pos1 in pairs(BA_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            BA_eu_demand = BA_eu_demand + meta1:get_int(eu_demand_str)
        end
        --dprint("Total BA demand:"..BA_eu_demand)
 
        meta:set_string("infotext",
                S("%s. Supply: %d Demand: %d"):format(
                machine_name, PR_eu_supply, RE_eu_demand))
 
        -- If the PR supply is enough for the RE demand supply them all
        if PR_eu_supply >= RE_eu_demand then
        --dprint("PR_eu_supply"..PR_eu_supply.." >= RE_eu_demand"..RE_eu_demand)
            for _, pos1 in pairs(RE_nodes) do
                meta1 = minetest.get_meta(pos1)
                local eu_demand = meta1:get_int(eu_demand_str)
                meta1:set_int(eu_input_str, eu_demand)
            end
            -- We have a surplus, so distribute the rest equally to the BA nodes
            -- Let's calculate the factor of the demand
            PR_eu_supply = PR_eu_supply - RE_eu_demand
            local charge_factor = 0 -- Assume all batteries fully charged
            if BA_eu_demand > 0 then
                charge_factor = PR_eu_supply / BA_eu_demand
            end
            for n, pos1 in pairs(BA_nodes) do
                meta1 = minetest.get_meta(pos1)
                local eu_demand = meta1:get_int(eu_demand_str)
                meta1:set_int(eu_input_str, math.floor(eu_demand * charge_factor))
                --dprint("Charging battery:"..math.floor(eu_demand*charge_factor))
            end
            return
        end
 
        -- If the PR supply is not enough for the RE demand we will discharge the batteries too
        if PR_eu_supply + BA_eu_supply >= RE_eu_demand then
            --dprint("PR_eu_supply "..PR_eu_supply.."+BA_eu_supply "..BA_eu_supply.." >= RE_eu_demand"..RE_eu_demand)
            for _, pos1 in pairs(RE_nodes) do
                meta1  = minetest.get_meta(pos1)
                local eu_demand = meta1:get_int(eu_demand_str)
                meta1:set_int(eu_input_str, eu_demand)
            end
            -- We have a deficit, so distribute to the BA nodes
            -- Let's calculate the factor of the supply
            local charge_factor = 0 -- Assume all batteries depleted
            if BA_eu_supply > 0 then
                charge_factor = (PR_eu_supply - RE_eu_demand) / BA_eu_supply
            end
            for n,pos1 in pairs(BA_nodes) do
                meta1 = minetest.get_meta(pos1)
                local eu_supply = meta1:get_int(eu_supply_str)
                meta1:set_int(eu_input_str, math.floor(eu_supply * charge_factor))
                --dprint("Discharging battery:"..math.floor(eu_supply*charge_factor))
            end
            return
        end
 
        -- If the PR+BA supply is not enough for the RE demand: Power only the batteries
        local charge_factor = 0 -- Assume all batteries fully charged
        if BA_eu_demand > 0 then
            charge_factor = PR_eu_supply / BA_eu_demand
        end
        for n, pos1 in pairs(BA_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            local eu_demand = meta1:get_int(eu_demand_str)
            meta1:set_int(eu_input_str, math.floor(eu_demand * charge_factor))
        end
        for n, pos1 in pairs(RE_nodes) do
            meta1 = minetest.get_meta(pos1)
            meta1:set_int(eu_input_str, 0)
        end
    end,
})
 
for tier, machines in pairs(technic.machines) do
    -- SPECIAL will not be traversed
    technic.register_machine(tier, "technic:switching_station", "SPECIAL")
end