Semana 4

A continuación se muestra el reto de la semana anterior:

 const unsigned long TIMEOUT = 1000;

 void setup() {
     Serial.begin(115200);
 }

 void loop() {
     static unsigned long oldTime = 0;
     static bool ledState = false;

 //  unsigned long initTime = micros();

     unsigned long newTime = millis();
     if (newTime - oldTime >= TIMEOUT) {
         oldTime = newTime;
         if(true == ledState)Serial.println("LED OFF");
         else Serial.println("LED ON");
         ledState = !ledState;
     //    Serial.print("Loop takes: ");
     //    Serial.print(micros() - initTime);
     //    Serial.println(" us");
     }
 }

Note en el código la palabra reservada static. En este caso las variables marcadas con el modificador static le indican al compilador que oldTime y ledState DEBEN ser privadas a la función loop, es decir, no podrán ser accedidas por fuera de loop; sin embargo, estas variables no estarán definidas en el stack a diferencia de la variable newTime que si estará definida allí. ¿Y esto qué implica? Pues que cada vez que se retorne de la función loop el valor de newTime será perderá, en cambio oldTime y ledState conservarán siempre el último valor almacenado.

Una nota más: la técnica correcta para medir intervalos de tiempos se explica aquí.

Lo que haremos esta semana

Esta semana realizaremos dos ejercicios para introducir la técnica de programación de máquinas de estado.

Ejercicio 1

Una experiencia interactiva posee un sensor que produce mucho ruido eléctrico cuando cambia de estado. La siguiente figura muestra una transición, capturada con un osciloscopio, donde puede apreciarse el fenómeno.

En la figura se observa el ruido generado en la transición de la señal del estado alto al estado bajo; sin embargo, el mismo fenómeno ocurre al cambiar del estado bajo al alto. Note que además pueden ocurrir falsos positivos en la señal, que se manifiestan como pulsos de muy corta duración.

Un ingeniero electrónica experto informa que podemos considerar que el sensor ha cambiado de estado cuando la señal esté estable por lo menos durante 100 ms sin ruido y sin falsos positivos.

Se debe realizar una aplicación que filtre el comportamiento ruidoso del sensor y reporte por un puerto serial únicamente los valores estables de este así: 1 cuando el sensor cambie de 0 a 1 y 0 cuando cambien de 1 a 0.

Ejercicio 2

Se requiere construir una aplicación para controlar una bomba de tiempo. La siguiente figura ilustra la interfaz de la bomba. El circuito de control de la bomba está compuesto por tres sensores (botones: UP, DOWN, ARM), un display (LCD) y una salida para activar la bomba. Los sensores son digitales al igual que la salida de activación de la bomba. El display posee una interfaz de comunicación serial (lo simularemos con el PC). El controlador funciona así:

• Inicia en modo de configuración, es decir, no cuenta aún, el conteo regresivo está desarmado. El valor incial del conteo regresivo es de 20 segundos.
• En el modo de configuración, los botones UP y DOWN permiten aumentar o disminuir el timpo inicial de la bomba.
• El tiempo se puede programar entre 10 y 60 segundos con cambios de 1 segundo.
• El tiempo de configuración se debe visualizar en el LCD (enviamos el valor al PC).
• El botón ARM arma la bomba.
• Una vez armada la bomba, comienza la cuenta regresiva que será visualizada en el LCD en por medio de una cuenta regresiva en segundos.
• La bomba explotará (se activa la salida de activación de la bomba) cuando el tiempo llegue a cero. En este punto el control regreserá al modo de configuración.
• Una vez la bomba esté armada es posible desactivarla ingresando un código de seguridad. El código será la siguiente secuencia de botones presionados uno después de otro: UP, DOWN, DOWN, UP, UP, ARM.
• Si la secuencia se ingresa correctamente el controlador pasará de nuevo al modo de configuración de lo contrario continuará la fatal cuenta regresiva.

Ejercicio 1

Solución al ejercicio 1:

 #define INPUTPIN 23
 #define TIMEOUT 100
 #define WAIT_SENSOR_CHANGES 0
 #define WAIT_TIMEOUT 1

 uint8_t stateVar = WAIT_SENSOR_CHANGES;
 uint8_t pinStableValue;
 uint32_t oldTime;

 void setup() {
     Serial.begin(115200);
     pinMode(INPUTPIN, INPUT_PULLUP);
     pinStableValue = digitalRead(INPUTPIN);
 }

 void Task() {
 uint8_t pin;

     switch (stateVar) {
         case WAIT_SENSOR_CHANGES:
         pin = digitalRead(INPUTPIN);
         if (pin != pinStableValue) {
             stateVar = WAIT_TIMEOUT;
             oldTime = millis();
         }
         break;
         case WAIT_TIMEOUT:

             pin = digitalRead(INPUTPIN);
             if(pin == pinStableValue){
             stateVar = WAIT_SENSOR_CHANGES;
             }

             uint32_t newTime = millis();
             if( (newTime - oldTime) >= TIMEOUT ){
             pinStableValue = pin;
             Serial.println("Timout");
             stateVar = WAIT_SENSOR_CHANGES;
             }
         break;
     }
 }

 void loop() {
     Task();
 }