English language only

Author: DanielKusyDev

.claude/settings.local.json

@@ -19,7 +19,10 @@
       "Bash(timeout 30 pio test -e native --filter test_pid_rate)",
       "Bash(timeout 30 pio test -e native --filter test_mixer_quadx -vv)",
       "Bash(find:*)",
-      "Bash(ln:*)"
+      "Bash(ln:*)",
+      "Bash(timeout 30 pio test -e native)",
+      "Bash(timeout 15 pio test -e native --filter test_safety_arming -vv)",
+      "Bash(timeout 30 pio test -e native --filter test_safety_arming)"
     ],
     "deny": [],
     "ask": []

drone_refactoring.md

@@ -1,136 +1,136 @@
-# Refaktoryzacja Firmware Drona - Od Arduino Sketch do Modularnej Architektury
+# Drone Firmware Refactoring - From Arduino Sketch to Modular Architecture
 
-## 🎯 Cel Projektu
+## 🎯 Project Goal
 
-Przekształcenie monolitycznego sketch'a Arduino (437 linii w jednym pliku) w profesjonalną, modularną architekturę oprogramowania dla mikro-quadcopter'a opartego na **XIAO ESP32-S3**.
+Transforming a monolithic Arduino sketch (437 lines in a single file) into professional, modular firmware architecture for a micro-quadcopter based on **XIAO ESP32-S3**.
 
 ---
 
-## 📄 Kod Wyjściowy - Oryginalny Arduino Sketch
+## 📄 Original Source Code - Arduino Sketch
 
-### Charakterystyka oryginalnego kodu:
-- **Plik**: `rx_arduino.ino` (437 linii)
-- **Architektura**: Monolityczna - wszystko w jednym pliku
-- **Styl**: Typowy Arduino sketch z globalnymi zmiennymi
-- **Język**: Mieszanka polskiego i angielskiego w komentarzach
+### Original code characteristics:
+- **File**: `rx_arduino.ino` (437 lines)
+- **Architecture**: Monolithic - everything in one file
+- **Style**: Typical Arduino sketch with global variables
+- **Language**: Mix of Polish and English in comments
 
-### Funkcjonalności implementowane w oryginalnym kodzie:
+### Functionalities implemented in original code:
 
-#### 🛩️ **System Sterowania**
-- **Tryby kontroli**: 
-  - ANGLE mode dla roll/pitch (kaskadowy PID: kąt → prędkość kątowa)
-  - RATE mode dla yaw (bezpośredni PID prędkości kątowej)
-- **Filtry**: Komplementarny filtr do estymacji kątów (98% gyro + 2% accel)
-- **PID z dodatkami**: 
-  - Warunkowa integracja dla osi YAW (anti-windup)
-  - Ograniczenia wyjścia i członu całkującego
+#### 🛩️ **Control System**
+- **Control modes**:
+  - ANGLE mode for roll/pitch (cascaded PID: angle → angular rate)
+  - RATE mode for yaw (direct angular rate PID)
+- **Filters**: Complementary filter for angle estimation (98% gyro + 2% accel)
+- **PID with additions**:
+  - Conditional integration for YAW axis (anti-windup)
+  - Output and integral term limiting
   - Throttle-gated stabilization
 
-#### 🔗 **Komunikacja**
-- **ESP-NOW**: Odbiornik radiowy (receive-only, kanał 1)
-- **Walidacja pakietów**: Magic byte + wersja + CRC-16/X.25
-- **Struktura pakietu**: Throttle (0-1000), Roll/Pitch/Yaw (±1000), flagi ARM
+#### 🔗 **Communication**
+- **ESP-NOW**: Radio receiver (receive-only, channel 1)
+- **Packet validation**: Magic byte + version + CRC-16/X.25
+- **Packet structure**: Throttle (0-1000), Roll/Pitch/Yaw (±1000), ARM flags
 
-#### ⚙️ **Silniki i Hardware**
-- **4x silniki bezszczotkowe**: Sterowanie PWM przez LEDC (12kHz, 10-bit)
+#### ⚙️ **Motors and Hardware**
+- **4x brushless motors**: PWM control via LEDC (12kHz, 10-bit)
 - **X-frame mixer**: M1=CW, M2=CCW, M3=CW, M4=CCW
-- **Funkcje zaawansowane**: 
-  - Slew limiting (ograniczenie szybkości zmian PWM)
-  - Idle floor (minimalna wartość PWM gdy uzbrojony)
-  - Anti-clip recenter (zachowanie proporcji sterowania)
-  - Motor scaling (kompensacja asymetrii CW/CCW)
-
-#### 🧭 **Sensory**
-- **MPU6050**: Żyroskop ±500dps, akcelerometr ±2g, DLPF ~42Hz
-- **Kalibracja**: 500-próbkowa kalibracja bias'u żyroskopu przy starcie
-- **Mapowanie osi**: Konfigurowalne makra dla orientacji IMU
-
-#### 🛡️ **Bezpieczeństwo**
-- **Failsafe**: 200ms timeout → rozbrojon + stop silników
-- **Arming logic**: Soft ramp przez 0.5s, wymaga link + ARM flag
-- **PID reset**: Przy rozbrojeniu reset wszystkich całek PID
+- **Advanced features**:
+  - Slew limiting (PWM rate of change limiting)
+  - Idle floor (minimum PWM value when armed)
+  - Anti-clip recenter (preserving control proportions)
+  - Motor scaling (CW/CCW asymmetry compensation)
+
+#### 🧭 **Sensors**
+- **MPU6050**: Gyroscope ±500dps, accelerometer ±2g, DLPF ~42Hz
+- **Calibration**: 500-sample gyroscope bias calibration at startup
+- **Axis mapping**: Configurable macros for IMU orientation
+
+#### 🛡️ **Safety**
+- **Failsafe**: 200ms timeout → disarm + motor stop
+- **Arming logic**: Soft ramp over 0.5s, requires link + ARM flag
+- **PID reset**: On disarm, reset all PID integrals
 
 ---
 
-## 🏗️ Rezultat Refaktoryzacji - Modularna Architektura
+## 🏗️ Refactoring Result - Modular Architecture
 
-### Struktura Projektu
+### Project Structure
 ```
-drone-firmware/                    # 🏠 Root projektu
-├── platformio.ini                 # ⚙️ Konfiguracja PlatformIO
+drone-firmware/                    # 🏠 Project root
+├── platformio.ini                 # ⚙️ PlatformIO configuration
 ├── .gitignore                     # 🚫 Git exclusions
-├── rx_arduino.ino                 # 📄 Oryginalny kod (referencja)
-└── firmware/                      # 💾 Nowy modularny firmware
-    ├── include/                   # 📂 Pliki nagłówkowe (13 plików)
-    │   ├── config.h               # 🔧 Wszystkie stałe i konfiguracja
-    │   ├── types.h                # 📋 Struktury danych i typy
-    │   ├── state.h                # 🔄 Globalna pamięć volatile
-    │   ├── rc_packet.h            # 📡 Format pakietu RC + CRC
-    │   ├── radio.h                # 📻 Interface ESP-NOW
-    │   ├── imu.h                  # 🧭 Interface MPU6050
-    │   ├── attitude.h             # 📐 Filtr komplementarny
-    │   ├── pid.h                  # 🎛️ Kontrolery PID
+├── rx_arduino.ino                 # 📄 Original code (reference)
+└── firmware/                      # 💾 New modular firmware
+    ├── include/                   # 📂 Header files (13 files)
+    │   ├── config.h               # 🔧 All constants and configuration
+    │   ├── types.h                # 📋 Data structures and types
+    │   ├── state.h                # 🔄 Global volatile memory
+    │   ├── rc_packet.h            # 📡 RC packet format + CRC
+    │   ├── radio.h                # 📻 ESP-NOW interface
+    │   ├── imu.h                  # 🧭 MPU6050 interface
+    │   ├── attitude.h             # 📐 Complementary filter
+    │   ├── pid.h                  # 🎛️ PID controllers
     │   ├── mixer.h                # 🌀 X-frame mixer + anti-clip
     │   ├── motors.h               # ⚡ LEDC PWM + slew limiting
-    │   ├── safety.h               # 🛡️ Arming i failsafe
-    │   ├── filters.h              # 📊 LPF1 i funkcje pomocnicze
-    │   └── utils.h                # 🔧 Timing i matematyka
-    └── src/                       # 💻 Implementacje (10 plików)
-        ├── main.cpp               # 🚀 Główna pętla aplikacji
-        ├── rc_packet.cpp          # 📡 Walidacja pakietów + CRC
+    │   ├── safety.h               # 🛡️ Arming and failsafe
+    │   ├── filters.h              # 📊 LPF1 and helper functions
+    │   └── utils.h                # 🔧 Timing and math
+    └── src/                       # 💻 Implementations (10 files)
+        ├── main.cpp               # 🚀 Main application loop
+        ├── rc_packet.cpp          # 📡 Packet validation + CRC
         ├── radio.cpp              # 📻 ESP-NOW implementation
-        ├── imu.cpp                # 🧭 Driver MPU6050
-        ├── attitude.cpp           # 📐 Estymacja kątów
-        ├── mixer.cpp              # 🌀 Miksowanie silników
-        ├── motors.cpp             # ⚡ Kontrola wyjść PWM
-        ├── safety.cpp             # 🛡️ Logika bezpieczeństwa
-        ├── utils.cpp              # 🔧 Funkcje pomocnicze
-        └── state.cpp              # 🔄 Definicje globalnych zmiennych
+        ├── imu.cpp                # 🧭 MPU6050 driver
+        ├── attitude.cpp           # 📐 Angle estimation
+        ├── mixer.cpp              # 🌀 Motor mixing
+        ├── motors.cpp             # ⚡ PWM output control
+        ├── safety.cpp             # 🛡️ Safety logic
+        ├── utils.cpp              # 🔧 Helper functions
+        └── state.cpp              # 🔄 Global variable definitions
 ```
 
 ---
 
-## 🔄 Kluczowe Usprawnienia
+## 🔄 Key Improvements
 
-### 1. **Separacja Odpowiedzialności**
+### 1. **Separation of Concerns**
 ```cpp
-// PRZED: Wszystko w jednym pliku
+// BEFORE: Everything in one file
 void loop() {
-  // 200+ linii mixed funkcjonalności
+  // 200+ lines of mixed functionality
 }
 
-// PO: Czyste interfejsy modułów
+// AFTER: Clean module interfaces
 safety_update_arming(linkAlive, armFlag, armState, dt);
 imu_read(imuData);
 attitude_update(rollRate, pitchRate, ax, ay, az, dt, angles);
 mixer_full(base, outRoll, outPitch, outYaw, motorScale, mixOut);
 ```
 
-### 2. **Centralna Konfiguracja**
+### 2. **Centralized Configuration**
 ```cpp
-// config.h - Wszystkie parametry w jednym miejscu
+// config.h - All parameters in one place
 #define ANG_MAX_DEG        30.0f
 #define PID_ANGLE_ROLL_KP  3.0f
 #define DUTY_MIN_IDLE      80
 #define LINK_TIMEOUT_MS    200
 ```
 
-### 3. **Bezpieczeństwo Typów**
+### 3. **Type Safety**
 ```cpp
-// Struktury zamiast surowych zmiennych
+// Structures instead of raw variables
 struct ImuData {
-    float gx_dps, gy_dps, gz_dps;  // Jasne jednostki
+    float gx_dps, gy_dps, gz_dps;  // Clear units
     float ax_g, ay_g, az_g;
 };
 
 struct MixOut {
-    float m1, m2, m3, m4;  // Enkapsulacja wyjść
+    float m1, m2, m3, m4;  // Output encapsulation
 };
 ```
 
-### 4. **Obsługa Błędów**
+### 4. **Error Handling**
 ```cpp
-// Sprawdzanie inicjalizacji modułów
+// Module initialization checking
 if (!imu_begin()) {
     Serial.println("IMU initialization failed!");
 }
@@ -141,7 +141,7 @@ if (!radio_begin()) {
 
 ---
 
-## ⚙️ Konfiguracja Buildu
+## ⚙️ Build Configuration
 
 ### PlatformIO Setup
 ```ini
@@ -150,87 +150,87 @@ platform = espressif32@^6.4.0
 board = seeed_xiao_esp32s3
 framework = arduino
 
-lib_deps = 
+lib_deps =
     adafruit/Adafruit MPU6050@^2.2.4
     adafruit/Adafruit Unified Sensor@^1.1.14
 
-build_flags = 
+build_flags =
     -std=gnu++17
     -O2
     -DARDUINO_XIAO_ESP32S3
 ```
 
-### Komendy Buildu
+### Build Commands
 ```bash
-pio run                 # Kompilacja
-pio run -t upload       # Upload na ESP32
+pio run                 # Compile
+pio run -t upload       # Upload to ESP32
 pio device monitor      # Serial monitor
 ```
 
 ---
 
-## 🎯 Zachowane Funkcjonalności
+## 🎯 Preserved Functionalities
 
-### ✅ **100% Zachowanie Lotu**
-- **Identyczne znaki mixera**: M1=+yaw, M2=-yaw, M3=+yaw, M4=-yaw
-- **Te same parametry PID**: Kp, Ki, Kd bez zmian
-- **Timing bez zmian**: ARM ramp, throttle gating, slew rates
-- **Oryginalny format pakietu**: Kompatybilność z nadajnikiem
+### ✅ **100% Flight Preservation**
+- **Identical mixer signs**: M1=+yaw, M2=-yaw, M3=+yaw, M4=-yaw
+- **Same PID parameters**: Kp, Ki, Kd unchanged
+- **Timing unchanged**: ARM ramp, throttle gating, slew rates
+- **Original packet format**: Compatibility with transmitter
 
-### ✅ **Wszystkie Algorytmy**
-- **Komplementarny filtr**: CF_ALPHA = 0.98
-- **Warunkowa integracja**: YAW PID z anti-windup
-- **Anti-clip mixer**: Zachowanie proporcji sterowania
-- **PITCH↔ROLL swap**: Kompatybilność z existującym tuningiem
+### ✅ **All Algorithms**
+- **Complementary filter**: CF_ALPHA = 0.98
+- **Conditional integration**: YAW PID with anti-windup
+- **Anti-clip mixer**: Preserving control proportions
+- **PITCH↔ROLL swap**: Compatibility with existing tuning
 
 ### ✅ **Hardware Interface**
-- **Pinout identyczny**: GPIO 7,4,3,1 dla silników
+- **Identical pinout**: GPIO 7,4,3,1 for motors
 - **PWM parameters**: 12kHz, 10-bit, LOW_SPEED mode
-- **I2C konfiguracja**: SDA=GPIO6, SCL=GPIO5, 400kHz
-- **ESP-NOW settings**: Kanał 1, receive-only
+- **I2C configuration**: SDA=GPIO6, SCL=GPIO5, 400kHz
+- **ESP-NOW settings**: Channel 1, receive-only
 
 ---
 
-## 📊 Statystyki Refaktoryzacji
+## 📊 Refactoring Statistics
 
-| Aspekt | Przed | Po | Poprawa |
-|--------|-------|----|---------| 
-| **Pliki** | 1 plik (437 linii) | 23 pliki (organizacja modularna) | 📈 Struktura |
-| **Funkcje** | ~20 funkcji globalnych | 50+ funkcji w namespace'ach | 📈 Organizacja |
-| **Konfiguracja** | Rozproszone #define | Centralne config.h | 📈 Łatwość tuning |
-| **Testowanie** | Monolityczne | Moduły testowalne osobno | 📈 QA |
-| **Rozszerzalność** | Trudne dodawanie funkcji | Czyste interfejsy | 📈 Development |
-| **Bezpieczeństwo** | Surowe typy | Enkapsulowane struktury | 📈 Type Safety |
+| Aspect | Before | After | Improvement |
+|--------|-------|----|---------|
+| **Files** | 1 file (437 lines) | 23 files (modular organization) | 📈 Structure |
+| **Functions** | ~20 global functions | 50+ functions in namespaces | 📈 Organization |
+| **Configuration** | Scattered #define | Centralized config.h | 📈 Tuning ease |
+| **Testing** | Monolithic | Independently testable modules | 📈 QA |
+| **Extensibility** | Hard to add features | Clean interfaces | 📈 Development |
+| **Safety** | Raw types | Encapsulated structures | 📈 Type Safety |
 
 ---
 
-## 🚀 Korzyści dla Rozwoju
+## 🚀 Development Benefits
 
-### 1. **Łatwość Modyfikacji**
-- Zmiany PID → tylko `config.h`
-- Nowy sensor → nowy moduł w `include/` + `src/`
-- Debug → jasne interfejsy modułów
+### 1. **Ease of Modification**
+- PID changes → only `config.h`
+- New sensor → new module in `include/` + `src/`
+- Debug → clear module interfaces
 
-### 2. **Współpraca Zespołowa** 
-- Różne osoby mogą pracować nad różnymi modułami
-- Jasne API między modułami
-- Git-friendly (małe, logiczne commity)
+### 2. **Team Collaboration**
+- Different people can work on different modules
+- Clear API between modules
+- Git-friendly (small, logical commits)
 
-### 3. **Jakość Kodu**
-- Kompilacja z `-std=gnu++17`
-- Type safety i const correctness
+### 3. **Code Quality**
+- Compilation with `-std=gnu++17`
+- Type safety and const correctness
 - Separation of concerns
 
-### 4. **Przyszłe Rozszerzenia**
-- **Telemetria**: Gotowe miejsce w architekturze
-- **VBAT monitoring**: Stub już przygotowany
-- **Multiple flight modes**: Łatwe do dodania
+### 4. **Future Extensions**
+- **Telemetry**: Ready place in architecture
+- **VBAT monitoring**: Stub already prepared
+- **Multiple flight modes**: Easy to add
 - **Parameter tuning**: Runtime PID adjustment
 
 ---
 
-## 🎖️ Rezultat
+## 🎖️ Result
 
-**Transformacja z hobby Arduino sketch do professional-grade embedded firmware** zachowując 100% funkcjonalności lotu przy dramatycznym zwiększeniu maintainability, testability i extensibility.
+**Transformation from hobby Arduino sketch to professional-grade embedded firmware** while preserving 100% flight functionality with dramatic increase in maintainability, testability, and extensibility.
 
-Projekt gotowy do kontynuacji rozwoju, team collaboration i production deployment! 🚁✨
+Project ready for continued development, team collaboration, and production deployment! 🚁✨