ИК паяльная станция на Arduino Mega 2560. Доработка скетча "ARS_v2_Lilium_JSN"

Я еще кое что нарыл. Не отношу себя к программистам, давно не отношу, хотя когда-то давно учился этому. Очень давно. Но пришлось всю жизнь заниматься ремонтом железа. Так вот. Нашел кусок, который явно может приводить к ошибкам. У кого-то он будет работать, а у кого-то нет.
Кусок кода находится в sketch_feb07a1_work. Но большинство скетчей тут основаны на одном коде. Кусок такой:

Код (C++):

void loadProfile()//this function loads whichever profile currentProfile variable is set to
{
  profileSteps = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 29);
  Setpoint2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 29 + 1);
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    rampRateStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 29 + i + 2);
    i++;
  }
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    dwellTimerStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 29 + i + 11) * 5;
    i++;
  }
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    temperatureStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 29 + i + 20);
    i++;
  }
  kp1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 122);
  ki1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 123);
  kd1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 124);
  kp2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 125);
  ki2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 126);
  kd2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 127);
  pwr_TOP = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 128);
  pwr_BOTTOM = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 129);

  return;
}
 

Все бы ничего, но полная неразбериха откуда какие ноги растут. А такая инициализация коэффициэнтов ограничивает реальное количество профилей. Видно, что есть базовый адрес начала профиля, а далее выбирается значение по относительному адресу. Зачем 3 цикла, все можно сделать в одном, количество значений одинаковое. Далее идет определение коэффициентов, но формула вычисления адреса другая, что затрудняет восприятие, и, кроме того, ограничивает в возможностях. Коэффициенты занимают 6 байт. Так не проще ли в смещении задать это, а формулу вычисления оставить прежней? И профайлов можно будет делать до полного заполнения флеши.
Например, так:

Код (C++):

void loadProfile()//Эта функция загружает переменные заданными значениями профиля
{
  profileSteps = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37);
  Setpoint2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 1);
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    rampRateStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 2);
    dwellTimerStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 11) * 5;
    temperatureStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 20);
   i++;
  }
  kp1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 29);
  ki1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 35);
  kd1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 41);
  kp2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 47);
  ki2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 53);
  kd2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 59);
  pwr_TOP = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 65);
  pwr_BOTTOM = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 71);

  return;
}
 

Сразу видно, где что находится относительно начала профиля.

 

Еще по настройке портов (пинов).
pinMode(pin, mode)

Устанавливает режим вывода (вход или выход).

Аргументы: pin и mode.

• pin – номер вывода;
• mode – режим вывода.

mode = INPUT вывод определен как вход, подтягивающий резистор отключен
mode = INPUT_PULLUP вывод определен как вход, подтягивающий резистор подключен
mode = OUTPUT вывод определен как выход
Функция не возвращает ничего.


Поэтому кусок кода:

Код (C++):

  //setup pins as input for buttons
  pinMode (upSwitchPin, INPUT);
  digitalWrite(upSwitchPin, HIGH); //подключаем подтягивающий резистор
  pinMode (downSwitchPin, INPUT);
  digitalWrite(downSwitchPin, HIGH); //подключаем подтягивающий резистор
  pinMode (cancelSwitchPin, INPUT);
  digitalWrite(cancelSwitchPin, HIGH); //подключаем подтягивающий резистор
  pinMode (okSwitchPin, INPUT);
  digitalWrite(okSwitchPin, HIGH); //подключаем подтягивающий резистор
 

вроде как ошибочен. Должно быть так:

Код (C++):

  //setup pins as input for buttons
  pinMode (upSwitchPin, INPUT_PULLUP); //подключен подтягивающий резистор
  pinMode (downSwitchPin, INPUT_PULLUP); //подключен подтягивающий резистор
  pinMode (cancelSwitchPin, INPUT_PULLUP); //подключен подтягивающий резистор
  pinMode (okSwitchPin, INPUT_PULLUP); //подключен подтягивающий резистор
 

Может быть я ошибаюсь. Поправьте.

 

Еще.

Код (C++):

  //Считываем состояние кнопок управления
  upSwitchState = digitalRead(upSwitchPin);
  downSwitchState = digitalRead(downSwitchPin);
  cancelSwitchState = digitalRead(cancelSwitchPin);
  okSwitchState = digitalRead(okSwitchPin);
  //----------------------------------------------------------------------------------
  if (upSwitchState == HIGH) {
    upSwitchState = LOW;
  } else {
    upSwitchState = HIGH;
 
  }
  if (downSwitchState == HIGH) {
    downSwitchState = LOW;
  } else {
    downSwitchState = HIGH;
  }
  if (cancelSwitchState == HIGH) {
    cancelSwitchState = LOW;
  } else {
    cancelSwitchState = HIGH;
  }
  if (okSwitchState == HIGH) {
    okSwitchState = LOW;
  } else {
    okSwitchState = HIGH;
  }
 

Тут куча проверок, результатом которых является инверсия считанного состояния. Кроме того, переменные логические, а значение числовое. Неявное преобразование типов не есть хорошо. Можно сделать проще:

Код (C++):

  //Считываем состояние кнопок управления
  upSwitchState = !digitalRead(upSwitchPin);
  downSwitchState = !digitalRead(downSwitchPin);
  cancelSwitchState =!digitalRead(cancelSwitchPin);
  okSwitchState = !digitalRead(okSwitchPin);
 

В данном случае результат выражения логического типа.
А вообще, лучше тут использовать какую-нибудь библиотеку по чтению кнопок. С защитой от дребезга. В теле самой программы решать такую тривиальную задачу не есть хорошо. Трудно в понимании становится. Текста много, запоминать тяжело.

 

Еще ньюанс. Эту ошибку допускают многие. В коде много проверок типа:

Код (C++):

 (millis() - ms_button)>500

Но счетчик времени конечен. Что будет при переполнении счетчика? В нете есть пути решения данной проблемы.Требуется специальная функция для проверки, учитывающая данное обстоятельство.

Не в качестве рекламы, но кое-что я тут подчерпнул: http://mypractic.ru/uroki-programmirovaniya-arduino-navigaciya-po-urokam Тут есть своя библиотека, дублирующая некоторые функции, например millis(), но работающие несколько быстрее. А также функции delay(), не останавливающей весь процесс.

 

Еще бросилось в глаза отсутствие модульности. Например, вывод на экран желательно делать в одном блоке. В других блоках только подготавливать данные. Да и сам вывод желательно выделить в отдельную функцию с параметрами (столбец, строка, данные, формат). Читаемость программы улучшится.

 

int curCount = 0

Это текущее положение курсора на экране?

 

Еще есть предложение сохранять во флеше по 0 адресу номер активного профиля. Тогда при перезагрузке или повторном включении станция сможет выходить в готовность уже с требуемым профилем.

 

Еще момент. Точность считывания аналогового сигнала - 10-14 разрядов, в зависимости от выбранного АЦП. Считанные показания типа int. Дальнейшее преобразование в double ведет к увеличению времени работы программы. Правильнее все действия выполнять в целых числах. Точности в 3 разряда вполне должно хватить. Можно использовать тип long. А все значения умножить на 1000 или 10000, что обеспечит необходимую точность. И лишь при выводе на экран ставить точку в нужном месте.

 

Ошибаетесь, код правильный, но ваш вариант на 10 байт меньше, а это только плюс.

Код (C++):

upSwitchState = !digitalRead(upSwitchPin);
  downSwitchState = !digitalRead(downSwitchPin);
  cancelSwitchState =!digitalRead(cancelSwitchPin);
  okSwitchState = !digitalRead(okSwitchPin);

Шикарно, и код экономит.

 

Да тут что-то замудрил автор. У меня вопрос - почему коэффициенты занимают 6 байт?

 

Разработчики утверждают, что счетчика на 50 суток хватит. Я думаю никто столько "жарить" не будет.

 

Правильнее переписать библиотеку под целые или long. У max6675 12бит АЦП, но согласно документации для измерения температуры 0-700 градусов достаточно 8 младших бит.

 

Тут я ошибся. в исходном коде:

Код (C++):

  kp1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 122);
  ki1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 123);
  kd1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 124);
  kp2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 125);
  ki2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 126);
  kd2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 127);
  pwr_TOP = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 128);
  pwr_BOTTOM = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 6 + 129);
 

Что полная чушь. Если профайл первый, то читаются байты по адресам 122-129. А коэффициенты double.
Тип double занимает 4 байта. И значение переменной должно считываться командой EEPROM.get(), а записываться командой EEPROM.put().

 

А если захочется использовать индикатор станции как стационарные часы? Без подогрева она почти ничего не потребляет, потому вполне логично. Но тогда скажется переполнение через 50 суток...

 

Не разбирался с библиотеками, потому ничего не могу сказать. Пока проглядываю основной код и что-то исправляю, а что-то намечаю к дальнейшей работе.

 

Нет, коэффициенты определены как Int, занимают 1 байт, поэтому все нормально пишет eeprom.read/write.
А вот здесь:

Код (C++):

void loadProfile()//Эта функция загружает переменные заданными значениями профиля
{
  profileSteps = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37);
  Setpoint2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 1);
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    rampRateStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 2);
    dwellTimerStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 11) * 5;
    temperatureStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i + 20);
   i++;
  }
  kp1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 29);
  ki1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 35);
  kd1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 41);
  kp2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 47);
  ki2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 53);
  kd2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 59);
  pwr_TOP = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 65);
  pwr_BOTTOM = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 71);

  return;
}

должно быть так:

Код (C++):

void loadProfile()//Эта функция загружает переменные заданными значениями профиля
{
  profileSteps = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37);
  Setpoint2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 1);
  for (int i = 0; i < 9; i + 1) {
    rampRateStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i *3+ 2);
    dwellTimerStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i *3+ 3) * 5;
    temperatureStep[i] = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + i*3 + 4);
   i++;
  }
  kp1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 29);
  ki1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 30);
  kd1 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 31);
  kp2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 32);
  ki2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 33);
  kd2 = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 34);
  pwr_TOP = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 35);
  pwr_BOTTOM = EEPROM.read((currentProfile - 1) * 37 + 36);

  return;
}

 

Не верно. Коэффициенты определены как double:

Код (C++):

//Коэффициенты PID регулятора
double kp1;
double ki1;
double kd1;
double kp2;
double ki2;
double kd2;
//Начальная температура
double startTemp;

 

Вообще, переменные для термопрофиля лучше загнать в массив или структуру. Тогда можно будет в цикле до длины структуры заполнять значения термопрофиля и, соответственно, сохранять их, вычисляя следующий адрес по длине предыдущего элемента. Так можно не ограничивать себя в количестве шагов. Еще можно было бы подумать о переменной длине термопрофиля.
И значения правильней записывать и читать командами put() и get(), а не write() и read(). Особенно вредна write(). Флеш память имеет ограниченное количество перезаписей (около 100 000). Конечно, вряд ли кто достигнет такого количества, но лучше использовать в крайнем случае команду update(). По этой команде происходит запись только в том случае, если значение отличается от содержимого во флеше. По write() запись происходит всегда.
http://radioprog.ru/post/117

 

Насколько мне помнится int занимает 2 байта (0-65535, и аналогично word), а один байт занимает типы char, byte.
Тогда уж пользоваться встроенными типами uint8_t и uint16_t.
Вот здесь и возможны ошибки

 

Возможно мы смотрим немного разные скетчи. На первой странице исходник "sketch_feb07a1" там так:

Код (C++):

int dwellTimerStep[9];

int kp1;
int ki1;
int kd1;
int kp2;
int ki2;
int kd2;

int setpointRamp;
int startTemp;

И в наших доработанных также. Для коэффициентов ПИД, я считаю, больше и не надо. У себя я вообще ограничил их до значения 99(число).