Предистория

Если дома есть Arduino, в гараже машина или мотоцикл, а то и хоть мотособака, в голове туманные представления о программировании — возникает желание измерить скорость движения или обороты двигателя, посчитать пробег и моточасы.

В данной статье я хочу поделиться своим опытом по изготовлению подобных поделок.

В прошлой статье про написание конечных автоматов я обещал упаковать наш гениальный код в виде класса на C++ для повторного удобного использования. Делать буду так же на примере своей старой разработки SmartButton. Итак, влезаем в непонятный мир ардуининых библиотек и ООП.

Зачем всё это нужно?

Когда чайник, уперевшись в необходимость отойти от простой последовательности действий, задаёт на хабре вопрос типа "как сделать вот это?", ему с вероятностью 70% отвечают "погугли конечные автоматы" и 30% "используй finite state machine" в зависимости от страны работодателя профессионала. На следующий вопрос "а как?" отправляют в гугл. Идёт такой чайник, что только закончил мигать светодиодом и вытер пот со лба, что учил в школе немецкий и всю жизнь работал бульдозеристом в этот гугл и видит там статьи типа Википедия про конечные автоматы с формулами и в которых понятны только предлоги.

Так как я тоже чайник, но до бульдозера работал программистом 30 лет назад, наступив на множество граблей по мере освоения программирования микроконтроллеров, решил написать эту статью простым языком для начинающих.

Печаль. Сдох аккумулятор, незаслуженно забытый зимой в гараже. Я его вынул из мотоцикла, то ли сигнализация сожрала всё, то ли не зарядился в прошлые покатушки. Напряжометр показывал 9В, что есть криминал.

Я принёс батарею домой, отогрел, подключил к заряднику. Зарядник через полчаса показал ОК. Врал. Ничего там не ок. Лампочка ближнего света горела примерно 10 минут и потом быстро перешла в состояние «слабо грею воздух». Аккумулятор 6Ач, лампочка 55Вт.

Не покупать же новый аккумулятор? Зима, время есть. Есть ардуина даже и коробка всяких чипсов из Китая. Зря пылятся там что ли?



В далёкой советской армии 30 лет назад я проходил курс ухода за аккумуляторами. Основное отличие его от инструкций 21 века было таким: батарея должна проходить серию циклов заряда и разряда. Без этого, сколько её в заряднике не держи, какой бы он ни был умный, она сдохнет.

Продолжу рассказывать про приборную панель для мотоцикла. Это замечательное устройство содержит одометр, то есть, счётчик пройденного пути в километрах, а у того есть плохое свойство — он должен сохранять данные и при выключенном питании. Ой, ещё есть моточасы, их тоже надо хранить как-то энергозависимо.

Внутри Ардуины есть EEPROM, конечно же. Много места не надо, чтобы хранить пяток длинных целых, но есть нюанс. EEPROM имеет слишком ограниченный ресурс на запись. Хотелось бы писать данные раз в несколько секунд хотя бы. Ресурс же EEPROM позволяет это делать вполне обозримое время, то есть, встроенная память явно не вечна.

Пару месяцев назад я купил не сильно новый мотоцикл KTM 250EXC, открутил ручку газа в горку, моту пульнул в небо, а сам сел на задницу и что-то там сломал в спине. В результате, на мотоцикл не сесть два месяца как минимум. К чему я это? Да. У немного подуставшего мопеда оказалась неисправная приборная панель и я собрался, пока лежу дома, сделать самодельную новую свою.



Быстро собрал макет, циферки бегают, часики ходят, одометры запоминаются в FRAM — красота, но… понадобились кнопочки для управления этой красотой.

Сегодня с расскажу про кнопочки, потом про датчик зажигания, а уже потом про саму приборку, Ладно?

Рисовать на китайском экране 16х2 через i2c просто, датчики скорости и оборотов мотора сели на внешние прерывания, температура читается с аналогового порта, инфа хранится в FRAM, ну и часики тоже китайские воткнуты. Всё это крутится асинхронно примерно как SmartDelay, про который писал недавно здесь.

Первое, с чем сталкивается осваивающий Arduino новичок, это неприятное свойство функции delay() — блокирование выполнения программы. Множество примеров в интернете используют эту функцию, но практическое применение как-то намекает, что лучше без неё обойтись.

Как и положено начинающему, я изобрёл велосипед сделал свою реализацию неблокирующей задержки. Задача стояла так:

• Обеспечить псевдомногозадачность, чтобы разные события происходили в своё время, со своими интервалами и не блокировали друг-друга.
• Было удобно этим пользоваться.
• Можно было оформить как библиотеку и легко включать в другие проекты без копипастов.

Подсмотрев, что большинство ардуинских библиотек сделаны с применением ООП, я тоже решил не выделываться и написал класс SmartDelay, который можно получить с гитхаба как zip для добавления в Arduino IDE или сделать git clone в ~/Arduino/libraries/

В результате получилось вот такое.