from PyLTSpice import SimRunner, SpiceEditor, RawRead
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

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Este codigo funciona sobre modelo.net

Para conseguir este archivo hay que ir al .asc con
el mismo nombre y ir View > SPICE Netlist. Esto
mostrara el codigo que se quiere. Se copia el codigo
y se pega en un file con extenion .net

'''

__author__ = 'Oscar Suescun'

def solver_manual(tensionCap, Rtotal, Lbobina, Ctotal, t):
    '''
    Solver analitico de la descarga LCR, resuelto manualmente.
    Se esta resuelto con el metodo para ecuaciones diferenciales 
    homogeneas de segundo orden con coeficientes constantes.

    Para evitar que el sistema tenga un periodo oscilatorio se necesita
    cumplir que R^2 >= 4 * L/C. Si esto no se cumple tendra un perido
    de oscilacion antes de apagarse lo que puede generar fuerzas negativas
    en el vastago.
    
    Entradas:
        - tensionCap -> Tension del capacitor
        - Rtotal -> Resistencia total en el circuito (Rextra + Rbobina)
        - Lbobina -> Inductancia de la bobina
        - Ctotal -> capacidad del banco de capacitores

    Salida:
        - Corriente en la bobina

    '''

    if Rtotal**2 - 4*Lbobina/Ctotal >= 0:
        tau1 = (-Rtotal + np.sqrt(Rtotal**2 - 4*Lbobina/Ctotal)) / (2 * Lbobina)
        tau2 = (-Rtotal - np.sqrt(Rtotal**2 - 4*Lbobina/Ctotal)) / (2 * Lbobina)
        iCap = tensionCap/(Lbobina*(tau1 - tau2)) * (np.exp(tau1 * t) - np.exp(tau2 * t))

    else:
        a = -Rtotal / (2*Lbobina)
        b = np.sqrt(4*Lbobina/Ctotal - Rtotal**2) / (2*Lbobina)
        iCap = np.exp(a*t) * tensionCap / (b * Lbobina) * np.sin(b*t)

    return iCap


def simular_LTS(tensionCap, Rtotal, Lbobina, Ctotal, lts_path, tSim = 100e-3, toff_sw = 1e-3, ton_mos = 1.5e-3):

    '''
    Funcion principal de simulacion. Es legado por si se quisiera simular
    con LTSpice. No se usa porque hay problemas con el tamaño del step 
    en los resultados.

    Entradas Obligatorias:
        - tensionCap -> Tension del capacitor
        - Rtotal -> Resistencia total en el circuito (Rextra + Rbobina)
        - Lbobina -> Inductancia de la bobina
        - Ctotal -> capacidad del banco de capacitores
        - lts_path -> directorio donde tienes el .exe de LTSpice
    
    Entradas Opcionales:
        - tSim -> tiempo total de simulacion (de normal 100ms)
        - toff_sw -> tiempo que tarda la fuente en 
                     desconectarse del capacitor (de normal 1ms)
        - ton_mos -> tiempo que tarda el mosfet en abrir el gate 
                     del mosfet de disparo (de normal 1.5ms)

    Salida
        resultados = {
            'tiempo' : vector con el tiempo de simulacion
            'vCap' : Vector con la tension entre Capacitor -> GND
            'vBob' : Vector de tension atraves de la bobina
            'iBob' : Vector con la corriente atraves de Bobina
        }

    '''

    modeloSim = "src/simulador/modelo_transitorio.asc"
    outDir = 'src/simulador'

    ## Hago la simulacion

    simulador = SimRunner(output_folder=outDir, simulator=lts_path)

    simulador.create_netlist(modeloSim)
    netlist = SpiceEditor(modeloSim.replace('.asc', '.net'))

    netlist.set_parameters(V = tensionCap, 
                           R = Rtotal, 
                           L = Lbobina, 
                           C = Ctotal, 
                           tSim = tSim, 
                           toff_sw = toff_sw, 
                           ton_mos = ton_mos)
    
    simulador.run(netlist)

    raw_path, log_path = next(iter(simulador))  # Obtener el único resultado
    raw = RawRead(raw_path)

    tiempo = np.array(raw.get_trace('time'))
    vCap = np.array(raw.get_trace(('V(condensador)')))
    vBob = np.array(raw.get_trace('V(v1)')) - np.array(raw.get_trace('V(v2)'))
    iBob = np.array(raw.get_trace('I(L1)'))
    iMos = np.array(raw.get_trace('Id(M1)'))

    idx = np.where(tiempo >= ton_mos)

    try:
        return {
            'tiempo': tiempo[idx],
            'vCap': vCap[idx],
            'vBob': vBob[idx],
            'iBob': iBob[idx],
            'iMos' : iMos[idx]
        }
    except KeyError as e:
        print(f'Error al leer señal del archivo .raw: {e}')
        return None
    
def dibujar(resultado):
    plt.figure()
    plt.plot(resultado['tiempo']*1e3, resultado['vCap'], label='Tension Cap [V]')
    plt.plot(resultado['tiempo']*1e3, resultado['vBob'], label='Tension Bobina [V]')
    plt.plot(resultado['tiempo']*1e3, resultado['iBob'], label='Corriente Bobina [A]')
    plt.xlabel("Tiempo [ms]")
    plt.grid()
    plt.legend()
    plt.show()
        
        
if __name__ == '__main__':

    lts_path = "C:/Users/osuescuneli/AppData/Local/Programs/ADI/LTspice/LTspice.exe"

    Tension = 30
    Resistencia = 10
    Inductancia = 1
    Capacitancia = 0.02

    tiempoSimulacion = 10
    tiempoSwitch = 25e-6
    tiempoMos = 50e-6


    resultado1 = simular_LTS(Tension, 
                        Resistencia, 
                        Inductancia, 
                        Capacitancia, 
                        lts_path,
                        tSim = tiempoSimulacion,
                        toff_sw = tiempoSwitch,
                        ton_mos = tiempoMos)
    
    t = np.arange(0,tiempoSimulacion, 10e-6)

    resultado2 = solver_manual(Tension, Resistencia, Inductancia, Capacitancia, t )
    
    plt.figure()
    plt.plot(resultado1['tiempo']*1e3, resultado1['iBob'], label = 'LTS')
    plt.plot(t*1e3, resultado2, label='Manual')
    plt.legend()
    plt.show()