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Estoy creando un programa que correrá en arduino que involucra que mueva un motor y que prenda varios leds. Para hacer que el arduino espere un tiempo se usa la función delay(); a la que se le pasa una cantidad de milisegundos. Sin embargo, mientras se está en el delay no se puede hacer nada mas hasta que el tiempo termine, prácticamente pone al arduino a dormir.

Necesito algo similar a lo que en javascript es un setTimeout(), donde paso un callback y la cantidad de milisegundos, pero para implementarlo en mi arduino con C++.

He buscado en internet y encontrado una solución que usa la función millis():

unsigned long lastMillis;

void setup() {
  lastMillis = millis();
}

void loop() {
  if ((millis() - lastMillis) >= 1000) {
    doSomething();
    lastMillis = millis();
  }
}

Este código lo saqué de https://youtu.be/YP9xQWqFOKg

Es una buena opción, sin embargo, como tengo que controlar una cantidad considerable de salidas, el void loop quedaría lleno de condicionales, me gustaría mas una función a la que le paso otra función (callback) y la cantidad de milisegundos que quiero que espere (Ya lo dije, como JavaScript).

Había pensado en yo mismo crear una función así:

void setTimeout(??? callback, int milliseconds) {}, y que esta función agrege a un array un objeto que tiene el callback y la cantidad de milisegundos, pero ¿Qué tipo de variable sería el callback?

Además de otra función que luego se encargaría de revisar si el tiempo necesario que declaramos con setTimeout ya pasó, y si es así, ejecutar el callback. Esta función que llamaría executeAsync() la pondría dentro del loop(), y así simpre estará revisando de forma asíncrona. Además por dentro tendría el condicional que menciono mas arriba.

La cuestión es, qué tipo de variable es el callback y qué tipo de variable es el array lleno de objetos que a la vez está lleno de callbacks y int con milisegundos.

¿O que otras soluciones se les ocurren para manejar la asincronía?

Gracias de antemano :)

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  • Lo que usted necesita es una interrupción.
    – Sal
    Commented el 27 may. 2021 a las 23:24

1 respuesta 1

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La manera estándar de programar intervalos en Arduino, por ejemplo, ejecutar una función cada cierto tiempo, es la siguiente:

void loop() {
  static unsigned long prev = 0;
  unsigned long now = millis();
  
  if (now - prev >= 1000) {
    prev = now;
    funcion_periodica();
  }  
}

La función millis() cuenta milisegundos de ejecución desde el booteo. La variable now tiene el tiempo actual en milisegundos y prev tiene el último tiempo en que se ejecutó la función.

La diferencia now - prev me da los milisegundos transcurridos desde la última ejecución de funcion_periodica. Si ya se ha cumplido el intervalo requerido, se ejecuta la función y se actualiza acordemente el valor de prev.

Es importante notar que prev es una variable static, es decir, conserva su valor a través de sucesivas ejecuciones de loop. Esto permite recordar el tiempo de última ejecución.

Beneficios

El código no bloquea. Si no es el momento de hacer la llamada, sigue de largo.

Los intervalos son exactos. No importa cuanto tiempo demore en ejecutar funcion_periodica(o el resto de loop), las llamadas a la función serán siempre al intervalo escogido.

Múltiples funciones

Si tienes múltiples funciones que realizar a distintos intervalos, sólo hay que repetir el esquema.

Veamos este programa que ejecuta dos funciones a intervalos de 5 y 15 segundos respectivamente. Para simplificar, la "función" serán simplemente imprimir una línea y luego ejecutar un delay de largo aleatorio para simular la demora de una llamada real.

Hay que fijarse en que tenemos que recalcular now=millis() antes de procesar cada función.

Usamos la variable retardo para registrar el retardo (ms) aleatorio a aplicar a cada "llamada" a la función.

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.println();
}

void loop() {
  static unsigned long prev1 = 0;
  static unsigned long prev2 = 0;
  unsigned long now;
  int retardo;

  now = millis();
  if (now - prev1 >= 5000 || prev1 == 0) {
    prev1 = now;
    retardo = random(10,1000);
    Serial.print(now / 1000); Serial.print(" tick. Retardo="); Serial.println(retardo);
    delay(retardo);
  }

  now = millis();
  if (now - prev2 >= 15000) {
    prev2 = now;
    retardo = random(10, 1000);
    Serial.print(now / 1000); Serial.print(" tock!!! Retardo="); Serial.println(retardo);
    delay(retardo);
  }
}

produce una línea con el runtime en segundos, la salida de la "función" y el retardo aleatorio impuesto, en milisegundos. Como se aprecia, cada función se ejecuta en

0 tick. Retardo=977
0 tick. Retardo=539
5 tick. Retardo=483
10 tick. Retardo=588
15 tock!!! Retardo=590
15 tick. Retardo=882
20 tick. Retardo=34
25 tick. Retardo=648
30 tock!!! Retardo=63
30 tick. Retardo=839
35 tick. Retardo=280
40 tick. Retardo=225
45 tock!!! Retardo=592
45 tick. Retardo=972
50 tick. Retardo=667
55 tick. Retardo=633
60 tock!!! Retardo=737
60 tick. Retardo=719
65 tick. Retardo=800
70 tick. Retardo=542
75 tock!!! Retardo=313
75 tick. Retardo=479
80 tick. Retardo=649
85 tick. Retardo=957
90 tock!!! Retardo=410

Overflow/Wraparound

Al trabajar con millis() en Arduino hay que tener presente que el valor hace wraparound cada 49.71 días. Esto significa que millis() va retornando valores crecientes hasta que vuelve a empezar desde cero.

Esto se debe a que los milisegundos se manejan como unsigned long, que mide 4 bytes, cuyo máximo valor es 4_294_967_295 milisegundos, o ~50 días.

No se pueden sumar millis() en Arduino

Si tienes dos tiempos t1 y t2, t1 + t2 puede dar overflow, y terminar con un valor menor que t1 y t2.

Las operaciones con tiempos e intervalos siempre se calculan por diferencia, en base al tiempo trascurrido desde un evento inicial hasta el presente.

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