Arduino’da Paralel Çalışan Denetleyici

UYARI: Bu yazıyı Arduino ile yeni yeni çalışır sistemler geliştirmeye başladığımda ve birçok alan terimlerini bilmeden önce yazmıştım, bu nedenle bazı terimlerin ne olduğunun bile farkında olmadan kendimi anlatmaya çalışım. Ancak, geçmişimi de  kabullenmek ve hatırlamak adına onları silmek yerine, parantez içerisinde düzeltmeye çalışacağım. Tabii yine şu anki şuurumla 🙂

Arduino kartını, efpiceyimsi (FPGA kartına benzeteceksek ancak bu şekilde benzeyebilir 😀 ) mantıkla (O zamanlar, arkdaşım FPGA diye bir şey varmış her şeyi paralel işliyormuş demişti, ben de onu böyle sanmışım. Burada bahsedilen durum interrupt veya multiprocess/thread.) kullanabileceğimizi öğrendim bugün. Aslında uzun zamandır aklımdaydı, “Arduino ile paralel işlem yapabilir miyiz?” sorusu. “En azından paralel olarak bazı pinleri denetlesek ya” diyordum. Vaktim olduğunda araştıracaktım ki bugün okulda bitirme projesi için çalışan arkadaşlarım sağolsun, bir konu hakkında benim fikrimi alırlarken böyle bir şey yapmaya çalıştıklarını gördüm ve anahtar kelimeyi hatta hazır gelen fonksiyonu bile bulduklarını gördüm: attachInterrupt().

attachInterrupt için özel pinler var:

Bu fonksiyon şu işe yarıyor, Arduino’muz bir işlem yapıyorken paralel olarak bir yandan da sürekli tanımladığımız bir pini kontrol ediyor, pinde bir değişiklik meydana geldiğinde yine bizim tanımladığımız bir fonksiyona gidiyor. (“How it works” vermişim vay be, temelde iki tür interrupt çalışma yöntemi var diye biliyorum, detaylarını unuttum, araştırdığımda doğrusu hakkında bir yazı yazarım belki.) Şöyle düşünün, engel kontrolü yapıyorsunuz ona göre led yakıyorsunuz veya motor sürüyorsunuz, kontrolü yaptıktan sonra bir yerlere delay() yani gecikme eklediniz, Arduino gecikme içerisindeyken engel ile karşılaşırsa bunu algılamayacaktır, bu da bizi hataya götürecektir. Böyle durumlarda engeli paralel olarak kontrol edebiliriz böylece algoritma içerisindeki delay() satırlarından etkilenmeyiz. Görselleştirelim;

Arduino’nun paralel olarak sürekli pin kontrolü yapması bizi olası engellerden sürekli korur. (..sürekli koruma sağlar, gün boyu hijyende kalırsınız 😀 sabun reklamı vardı sanki böyle, neyse) Bunu yukarıda bahsettiğim attachInterrupt() yardımı ile sağlıyoruz.

Biz örnek olarak led yakıp söndüreceğiz (fakirlik, sürecek motorumuz bile yok 😀 ). Ledimiz 4 saniye delay() ile yanıp sönecek. Biz istiyoruz ki, herhangi bir sensörden veri geldiğinde delay() süresi beklenmeksizin istediğimiz bir şey yaptıralım, motoru durdurmak gibi (tabi ki biz ledi söndüreceğiz 😀 ).

Şimdi burada püf nokta interrupt içeren algoritmayı iyi oluşturmak. Bizim örneğimiz için konuşalım:

1. Led, 4 saniye delay() ile yanıp sönüyor. Dijital 3. Pinimize giriş geldiğinde ledin durumunu terslemek istiyoruz.
2. Interrupt fonksiyonunun içinde sadece ledin durumunu belirleyen değişkeni terslersem, değişken o an terslenir ancak delay() devam eder. Interrupt fonksiyonunun içinde delay() süresini de iptal etmem gerekiyor.

Daha iyi anlayabilmek için ikisini de göstereceğim. Önce bağlantıları şematize edeyim:

Koda geçmeden önce Uyarı: Debian ve türevlerinde attachInterrupt() içeren kod, Arduino IDE tarafından derlenirken hata veriyor.

Interrupt Fonksiyonunun İçinde Sadece Led Durumunu Terslersek

const byte ledPin = 13;
const byte interruptPin = 3;
volatile byte state = LOW;

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(interruptPin, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), blink, CHANGE);
}

void loop() {
digitalWrite(ledPin, state);
delay(4000);
}

void blink() {
Serial.println("Interrupt pininde değişim algılandı.");
state = !state;
Serial.print("Led durumu: ");
Serial.println(state);
}

Sonuç:

Bu durumda, dijital 3. Pinde değişiklik olduğunda sadece state=1 ise state=0 olacak. Ancak led yanıyorsa delay() bitene kadar yine yanacak, sönük durumdaysa delay() bitene kadar yine sönük kalacak. Dijital 3. Pin bir acil butonu olsaydı bu delay() bizim için tehlike yaratır. Bu yüzden biz istiyoruz ki, anında tepki alalım, bunun için Interrupt fonksiyonu içerisine tek satırlık bir ekleme yapacağız.

Interrupt Fonksiyonunun İçinde  Led Durumunu Tersleyelim ve Loop Döngüsünü Tetikleyelim

const byte ledPin = 13;
const byte interruptPin = 3;
volatile byte state = LOW;

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(interruptPin, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), blink, CHANGE);
}

void loop() {
digitalWrite(ledPin, state);
delay(4000);
}

void blink() {
Serial.println("Interrupt pininde değişim algılandı.");
state = !state;
Serial.print("Led durumu: ");
Serial.println(state);
loop();
}

Sonuç: