ชื่อโปรเจกต์: การเปลี่ยนผ่านพลังงานในขนาดจิ๋ว, ส่วนที่ 2

สัปดาห์ที่แล้ว เราได้พูดถึงฮาร์ดแวร์ของ เดโม “Energy Transition in Miniature” ของเรา สัปดาห์นี้เราจะมาพูดถึง ซอฟต์แวร์ สำหรับท่านที่ติดตาม โปรเจกต์ก่อนหน้านี้ ของผม คงจะทราบดีว่าผมมักจะเน้นไปที่ด้านการสอนมากกว่าประสิทธิภาพของโค้ด อย่างไรก็ตาม ด้วย Arduino Mega สิ่งนี้มักจะไม่ใช่ปัญหาใหญ่ ด้วยเหตุนี้ ผมจึงมักจะใช้ C++ objects เพื่อแยกโค้ดออกเป็น functional modules ดังที่แสดงไว้ด้านล่างสำหรับโปรเจกต์นี้:

โมดูลส่วนใหญ่จะมีฟังก์ชัน setup() และ loop() ซึ่งจะถูกนำไปใช้ใน setup() และ loop() ของโมดูลที่อยู่สูงขึ้นไปในลำดับชั้น ระดับสูงสุด (energy) แสดงให้เห็นแนวทางนี้:

...
#include "Wizard.h"
#include "Interrupts.h"
#include "Model.h"
...
static Interrupts interrupt;
static Wizard wizard;
static Model model;
...
void setup() {
 Serial.begin(9600);
 Serial.println(F("SETUP ENERGY TRANSITION DEMO"));
 interrupt.setup();
 model.setup();
 wizard.setup();
 ...
}
void loop() {
 wizard.loop();
 if ( interrupt.getSecondsFlank()) {
   interrupt.clear();
   ...
   switch ( balance ) {
     case 0:
       wizard.update();
       break;
     case 1:
       ...
       break;
     default:
       break;
   }
 }
}

อาจเป็นที่ชัดเจนว่าสถาปัตยกรรมนี้เป็นไปตามรูปแบบ Model-View-Controller (MVC) pattern โดยมี wizard ที่ใช้โดย 2.8” LCD Screen จาก Adafruit ผมจะครอบคลุมส่วนนั้นในบล็อกถัดไป

ตอนนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่โมเดล; interrupts ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อสร้างตัวจับเวลาที่เสถียร 0.1 วินาที (และวินาทีและนาที) ซึ่งใช้เพื่อให้เอาต์พุตคล้าย PWM ที่เสถียรไปยัง motors เนื่องจาก motors เหล่านี้เชื่อมต่อกับ multiplexer ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับ outputs ของ Arduino

 //Activate interrupt Timer2 (0.1 sec)
ISR(TIMER2_COMPA_vect) {
 loopCounter++;
 motors.handleInterrupt(200);
 lights.handleInterrupt();
 interrupt.flank = true;
 if ( interrupt.getLock() )
   return;
 int_counter++;
 int_counter %= SECONDS;
 if ( int_counter == 0 )
   interrupt.sec_flank = true;
 else
   return;
 interrupt.min_flank = false;
 interrupt.tensec_flank = false;
 min_counter++;
 interrupt.checkInitialisation();
 min_counter %= MINUTES;
 if ( min_counter == 0)
   interrupt.min_flank = true;
 if (( min_counter % TEN_SEC ) == 0)
   interrupt.tensec_flank = true;
}

กล่าวโดยคร่าว โมเดลประกอบด้วยโมดูลสามประเภท:

Environment ซึ่งรวมถึงตัวจำลองสำหรับเวลา (Calendar) และสภาพอากาศ

In- and output ซึ่งอ่านค่าจาก solar panels และควบคุม LEDs และ motors

Park Layout ซึ่งคำนวณ In- และ output ใหม่ให้เป็นตัวเลขที่สมเหตุสมผลสำหรับ solar park จริง \t

โมดูลส่วนใหญ่ค่อนข้างตรงไปตรงมา ผมจึงจะไม่เจาะลึกเข้าไปในโค้ดมากนัก สิ่งเดียวที่อาจต้องให้ความสนใจคือ 16 channel analog/digital multiplexers สองตัวจาก SparkFun ตัวหนึ่งสำหรับ inputs (solar panels) และอีกตัวสำหรับ outputs (LEDs และ motors) multiplexer ทำงานได้ดีสำหรับ inputs ดังนั้นโค้ดสำหรับ solar panels จึงค่อนข้างตรงไปตรงมา:

 Solar::Solar() {}
void Solar::setup( int smpl) {
 pinMode(A15, INPUT);
 for ( int i = 0; i < 3; i++) {
   pinMode(SS0 + i, OUTPUT);
   digitalWrite(SS0 + i, LOW);
 }
 samples = smpl;
 counter = 0;
}
uint16_t Solar::read(byte number) {
 switch ( number ) {
   case 0:
     digitalWrite(SS0, LOW);
     digitalWrite(SS1, LOW);
     digitalWrite(SS2, LOW);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 1:
     digitalWrite(SS0, HIGH);
     digitalWrite(SS1, LOW);
     digitalWrite(SS2, LOW);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 2:
     digitalWrite(SS0, LOW);
     digitalWrite(SS1, HIGH);
     digitalWrite(SS2, LOW);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 3:
     digitalWrite(SS0, HIGH);
     digitalWrite(SS1, HIGH);
     digitalWrite(SS2, LOW);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 4:
     digitalWrite(SS0, LOW);
     digitalWrite(SS1, LOW);
     digitalWrite(SS2, HIGH);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 5:
     digitalWrite(SS0, HIGH);
     digitalWrite(SS1, LOW);
     digitalWrite(SS2, HIGH);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 6:
     digitalWrite(SS0, LOW);
     digitalWrite(SS1, HIGH);
     digitalWrite(SS2, HIGH);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 7:
     digitalWrite(SS0, HIGH);
     digitalWrite(SS1, HIGH);
     digitalWrite(SS2, HIGH);
     digitalWrite(SS3, LOW);
     break;
   case 8:
     digitalWrite(SS0, LOW);
     digitalWrite(SS1, LOW);
     digitalWrite(SS2, LOW);
     digitalWrite(SS3, HIGH);
     break;
   case 15:
     digitalWrite(SS0, HIGH);
     digitalWrite(SS1, HIGH);
     digitalWrite(SS2, HIGH);
     digitalWrite(SS3, HIGH);
     break;
   default:
     digitalWrite(A15, LOW);
     digitalWrite(SS0, LOW)

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม