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Lab 3 - Timer - Prática 70% da nota do lab ​

1. Classroom

📝 Prática

2. Entrega final

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Nota

70% da nota do laboratório

Neste laboratório, aplicaremos os conceitos de timer para realizar a leitura de um sensor de distância e criar um datalogger.

Materiais ​

Para isso, você vai precisar de:

Lista de MateriaisValor
1x HC-SR04R$ 14,00
Resistores

Lab ​

Qualidade de código

Não se esqueça de já programar pensando na qualidade de código! Agora ele vai começar a apitar na cabeça de vocês!

O sistema deve fazer a interface com o módulo de ultrasom, fazer a leitura de forma periódica e enviar os valores pela UART. Além disso, o sistema deve poder ser configurado via um terminal.

HC-SR04 ​

O sensor opera com tensão de 5V, mas nossa placa trabalha com 3V3. Por conta disso será necessário:

  1. Ligar o HC-SR04 no 5V VBUS
  2. Fazer um divisor resistivo no pino do ECHO
  3. Trigger não precisa fazer nada!
  • Pin X: Echo liga na RP2040!
  • Pin Y: Trigger liga na RP2040!

SEM PULL-UP

O HC-SR04 é um sensor ativo, por isso não devemos ativar o pullup no pino do ECHO!

Trigger ​

Se o sistema estiver ativado, você deve gerar um pulso no pino trigger (pesquise o tempo do pulso), isso vai fazer com que o sensor comece a leitura.

Echo ​

Para detectar quanto tempo o pino do echo ficou em 1, configure uma IRQ de subida e descida no GPIO que está conectado ao pino. Utilize a API de tempo absoluto para calcular o DT entre a subida e a descida do pino.

Falha ​

O sensor não é perfeito e muitas vezes falha, por isso você deve implementar um mecanismo de detecção de falhas, ele deve funcionar detectando quando o echo não fica por um tempo em 1. Para isso utilize um alarme de timer como indicado a seguir:

Leitura com erro

A imagem a seguir ilustra uma falha no sensor. Nesse caso, o alarme estoura e o sistema fornece uma mensagem de erro.

Terminal ​

Essa parte foi atualizada após a explicaçãoeem sala pois descobrimos só agora que a PICO-2 não possui RTC.

O usuário deve ser capaz de controlar algumas opções do sistema pelo terminal:

  • Start: Inicializa a leitura
  • Stop: Para a leitura

Em modo start, o sistema deve produzir um log no terminal com um tick atualizado a cada 3s indicando quando a leitura foi realizada e o valor da distância ou se aconteceu algum erro.:

3s - 100 cm
6s -  89 cm
9s -  70 cm
12s -  50 cm
....

300s - Falha
303s - Falha

Resultado ​

A seguir, o resultado esperado deste lab.

Dicas ​

A seguir, algumas dicas de como fazer. Você pode ou não seguir:

  1. Comece pela leitura do sensor (imprima o resultado na serial).
    • Para cancelar um alarme, use cancel_alarm(alarm);
  2. Implemente a detecção de falha.
    • Para testar, basta desconectar qualquer fio do sensor!
  3. Realize a leitura do sensor a cada 3s
    • Crie um timer periódico de 3s que vai gerar a referencia de quando o sensor deve ser lido.
  4. Implemente a parte de leitura da serial.

Leitura de dados

Para ler dados da serial/terminal sem que o programa fique travado para sempre esperando um dado:

c
// Return a character from stdin if
// there is one available within a timeout. 
int caracter = getchar_timeout_us (uint32_t timeout_us)

Desafios extras ​

Gostou e quer fazer mais? Que tal:

  • Pense em uma forma de calibrar o sensor.
  • Tente ler dois sensores ao mesmo tempo.
  • Modo alerta, se a distância chegar a um limite gere um som de alarme!
  • Crie um código em python para exibir o valor.
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Corsi