Уроки Ардуино. Как написать скетч: многозадачность на millis() и переключение режимов

• Основные алгоритмы и подходы к написанию программ для Arduino.  

• Параллельное выполнение задач, отказ от задержек, использование конечных автоматов и программных таймеров.  

• Урок охватывает комплексные проекты для Arduino.  

• Урок должен был выйти после базовых уроков, но что-то пошло не так.  

• Основная проблема новичков - мультизадачность и задержки.  

• Пример с миганием светодиодами показывает, как избежать задержек.  

• Микроконтроллеры имеют одно вычислительное ядро, что ограничивает параллельное выполнение задач.  

• Два основных подхода: суперцикл с прерываниями и использование операционной системы.  

• Для крупных проектов используется операционная система, например, FreeRTOS.  

• Главный цикл программы и фоновые прерывания.  

• Пример с Arduino: основной цикл и прерывания уже созданы по умолчанию.  

• Проблема с выполнением задач с разной частотой в суперцикле.  

• Создание программных таймеров для выполнения задач по расписанию.  

• Пример с миганием светодиодов с разной частотой.  

• Программные таймеры требуют прозрачности главного цикла программы.  

• Мигание светодиодами с разным периодом.  

• Использование флагов для управления периодом мигания.  

• Пример с ШИМ-сигналом для управления сетевыми обогревателями.  

• Однократное выполнение задачи через таймер и флаг.  

• Пример с миганием светодиода пять раз.  

• Использование флага как счетчика для выполнения задач.  

• Инвертирование состояния светодиода по кнопке.  

• Использование глобального флага для управления состоянием.  

• Пример с миганием светодиода.  

• Использование ШИМ для плавного мигания.  

• Введение статического счетчика и направления.  

• Применение программного таймера для улучшения восприятия.  

• Подтягивание пина кнопки к питанию.  

• Обработка фиксированного нажатия и отпускания.  

• Добавление таймера для устранения дребезга.  

• Проверка удержания кнопки для изменения яркости.  

• Использование таймера для управления яркостью.  

• Замкнутый цикл для ожидания нажатия кнопки.  

• Выполнение действий внутри цикла.  

• Введение счетчика режимов.  

• Оптимизация кода для удобства.  

• Использование таймера для поворота сервопривода.  

• Оптимизация кода с помощью массивов.  

• Использование готовых библиотек для таймеров.  

• Пример с двумя светодиодами и случайными числами.  

• Простой диспетчер задач для Arduino.  

• Возможность остановки, перезапуска и изменения задач.  

• Использование для энергосбережения.  

• Возможность сна процессора для многозадачности.  

• Пример метеостанции с использованием компонентов из набора Gaver Kit.  

• Получение и усреднение температуры с термистора.  

• Измерение оборотов вентилятора и вывод графика по температуре термистора.  

• Управление вентилятором с помощью реле.  

• Опрашивание модуля часов реального времени и мигание светодиода.  

• Отображение текущего времени, температуры и состояния реле на дисплее.  

• Добавление кнопки для изменения порога включения реле и RGB-светодиода для изменения цвета в зависимости от температуры.  

• Дисплей и часы подключаются на шину I2C.  

• RGB-светодиод подключается к любым пинам, кроме 9 и 10.  

• Термистор и резистор подключаются к пину A0.  

• Все компоненты собираются за две минуты.  

• Использование программного таймера для периодических задач.  

• Аппаратный таймер для подсчета оборотов вентилятора.  

• Перевод программы на ручные программные таймеры или библиотеку TimerMS.  

• Установка библиотек через менеджер библиотек Arduino.  

• Библиотеки для термистора, тахометра, часов реального времени, дисплея, кнопки и RGB-светодиода.  

• Библиотека Servo идет в комплекте с Arduino IDE.  

• Инициализация термистора и проверка работы.  

• Создание задачи для измерения средней температуры.  

• Вывод данных в порт для проверки.  

• Подключение прерывания и вызов метода tick.  

• Вывод оборотов в минуту, герцах и микросекундах.  

• Создание задачи для вывода данных в порт.  

• Включение реле при превышении порога температуры.  

• Опрос реле раз в секунду для стабильности.  

• Добавление часов и вывод времени и даты.  

• Мигание светодиода и настройка пина как выхода.  

• Получение текущих секунд и передача их в сервопривод.  

• Проверка работы сервопривода.  

• Инициализация дисплея и вывод времени и температуры.  

• Проверка работы дисплея и настройка адреса.  

• Вывод средней температуры и порога срабатывания реле.  

• Управление порогом срабатывания реле с помощью кнопки.  

• Принудительное обновление дисплея при изменении порога.