STM32 Mbed CodeIDE (5/8): aviso de tensão analógica

Muitos controladores reais observam valores que mudam gradualmente, como tensão da bateria, nível do sensor ou botão de ajuste, e então decidem quando o valor ultrapassou um limite de aviso. Um potenciômetro fornece um valor analógico de mudança seguro para praticar esse padrão.

Esta lição usa PC_1, um dos pinos de entrada analógica no guia STM32 Mbed CodeIDE. Na IU do laboratório remoto, este é o controle deslizante Pot. pot2. Mova o controle deslizante lentamente e observe a mudança do valor do console.

Lista de verificação de pinos para esta lição:

- Entrada analógica: Pot. pot2 -> PC_1
- LED verde 1: PB_13
- LED verde 2: PB_14
- LED verde 3: PB_15

Em código Mbed:

AnalogIn pot(PC_1);
float reading = pot.read();
int millivolts = (int)(reading * 3300.0f);

AnalogIn pot(PC_1) cria um objeto de entrada Mbed para uma tensão medida, semelhante a como DigitalOut criou objetos de saída para LEDs. pot.read() pega uma amostra e retorna um valor normalizado de cerca de 0,0 a 1,0. Multiplicar por 3300.0f converte essa fração em milivolts aproximados para uma faixa de entrada de 3,3 V. O programa imprime milivolts inteiros, não texto de ponto flutuante.

Limites aproximados:

- abaixo de 1000 mV: baixo
- 1000-1999 mV: médio
- 2000-2999 mV: alto
- 3000 mV e superior: sobretensão simulada/aviso de escala completa, mostrado pelos três LEDs verdes piscando

O estado baixo ainda ativa um LED verde. Nesta lição, isso significa "nível de aviso LOW", e não "sem saída".

Comportamento de aviso esperado:

- < 1000 mV: nível impresso LOW; um LED verde ligado.
- 1000-1999 mV: nível impresso MEDIUM; dois LEDs verdes acesos.
- 2000-2999 mV: nível impresso HIGH; três LEDs verdes acesos.
- >= 3000 mV: nível impresso OVERVOLTAGE; todos os três LEDs verdes piscam juntos.

A função auxiliar set_led() escreve 0 para acender e 1 para apagar porque essas saídas de LED verde são ativas em nível baixo nos exemplos do laboratório.

#include "mbed.h"

AnalogIn pot(PC_1);

DigitalOut led1(PB_13, 1);
DigitalOut led2(PB_14, 1);
DigitalOut led3(PB_15, 1);

// TODO 1: substitua 0 pelo limite LOW/MEDIUM em mV.
constexpr int low_medium_boundary_mv = 0;
// TODO 2: substitua 0 pelo limite MEDIUM/HIGH em mV.
constexpr int medium_high_boundary_mv = 0;
// TODO 3: substitua 0 pelo limite HIGH/OVERVOLTAGE em mV.
constexpr int overvoltage_boundary_mv = 0;

void set_led(DigitalOut &led, bool on) {
    led = on ? 0 : 1;
}

void set_leds(int count) {
    set_led(led1, count >= 1);
    set_led(led2, count >= 2);
    set_led(led3, count >= 3);
}

int main() {
    printf("Analog voltage warning start\n");
    bool overvoltage_flash = false;

    while (true) {
        float reading = pot.read();
        int millivolts = (int)(reading * 3300.0f);

        if (millivolts < low_medium_boundary_mv) {
            overvoltage_flash = false;
            set_leds(1);
            printf("millivolts=%d level=LOW\n", millivolts);
        } else if (millivolts < medium_high_boundary_mv) {
            overvoltage_flash = false;
            set_leds(2);
            printf("millivolts=%d level=MEDIUM\n", millivolts);
        } else if (millivolts < overvoltage_boundary_mv) {
            overvoltage_flash = false;
            set_leds(3);
            printf("millivolts=%d level=HIGH\n", millivolts);
        } else {
            overvoltage_flash = !overvoltage_flash;
            set_leds(overvoltage_flash ? 3 : 0);
            printf("millivolts=%d level=OVERVOLTAGE flash=%d\n",
                   millivolts,
                   overvoltage_flash);
        }

        ThisThread::sleep_for(1000ms);
    }
}

O programa acima é um arquivo main.cpp contínuo. Se sua visualização PDF dividir o bloco de código em duas páginas, continue copiando com a próxima linha na página seguinte.

Preencha pelo menos quatro linhas da tabela enquanto move o potenciômetro. Use posições diferentes quando possível: baixa, média, alta e a mais alta que conseguir alcançar. Caso de teste identifica a faixa pretendida; Milivolts no serial é a leitura inteira do console em mV; Nível impresso é o rótulo exato do console; e Estado observado dos LEDs é o que a câmera mostrou. Escolha entre as opções se o resultado correspondeu ao esperado. Se houver linhas extras, deixe-as totalmente em branco.

Copie valores do seu próprio console atual. Uma linha válida começa com
millivolts= e inclui o nível selecionado pelo seu código de limite preenchido.

Para level=OVERVOLTAGE, observe por pelo menos dois segundos antes de preencher a linha. flash=1 significa que todos os três LEDs verdes estão acesos para aquela amostra; flash=0 significa que todos os três estão desativados para aquela amostra. Grave o comportamento geral como "todos os três piscando", não como uma única imagem estática.

Escolha de forma independente uma das três constantes de limite e altere-a em exatamente +200 mV ou -200 mV. Mantenha os limites em ordem crescente para que todas as faixas continuem acessíveis. Não copie a escolha de um colega: selecione o limite e a direção que façam sentido para o comportamento desejado.

Edite apenas essa constante e salve, compile e faça upload. Esta é a versão planejada 2 de 2. Teste duas posições em torno do novo limite: a leitura mais próxima abaixo dele e a leitura mais próxima nele ou acima dele. Copie ambas as linhas seriais completas. Uma leitura igual ao limite pertence ao ramo superior porque o código usa <. Se o controle deslizante ultrapassar o valor exato, use a leitura mais próxima de cada lado e diga isso.