Fase 1: Fundamentos de C y Lógica de Software

📖 Teoría a Estudiar

Timeout de Bomba y Software Watchdog

En el diseño de software para sistemas embebidos de control, una de las peores asunciones que puedes hacer es creer que el mundo físico responderá de forma instantánea o predecible a tus comandos. Si el microcontrolador activa un relevador para encender una bomba industrial, no hay garantía de que el líquido realmente empiece a fluir. Puede haber una manguera rota, una válvula bloqueada o el tanque principal podría estar vacío.

Un Software Watchdog (Perro Guardián de Software) o lógica de Timeout, es un mecanismo no bloqueante que mide el tiempo transcurrido entre una acción y la recepción de la confirmación física. Si el tiempo supera un límite predefinido de seguridad, el sistema aborta la operación para prevenir daños catastróficos mecánicos o eléctricos.

Los 3 Pasos de la Lógica Temporal

1. Sello de Tiempo (Timestamp): Utilizar una base de tiempos en milisegundos (usualmente generada por el SysTick Timer del Cortex-M) para guardar el momento exacto en el que ocurrió el último pulso del sensor.
2. Comparación Delta: En cada iteración de tu Súper Bucle, restar el sello de tiempo guardado al tiempo actual para obtener el tiempo transcurrido (Delta).
3. Actuación Segura: Si el Delta supera tu umbral máximo (ej. 5000 ms), disparas la interrupción de la máquina de estados, cortas voltajes y registras un error.

⚙️ Ejercicios Prácticos

Ejercicio 1: Programa una máquina de estados sencilla en C que simule el encendido de un motor y supervise el flujo de datos. Emplearemos una función abstracta obtener_milisegundos() para simular el reloj de hardware de tu STM32.

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>

// --- 1. CONSTANTES CRÍTICAS DE SEGURIDAD ---
#define TIMEOUT_BOMBA_MS  5000  // 5 segundos de tolerancia máxima sin flujo

// Variables globales simuladas
uint32_t ultimo_pulso_ms = 0;
bool bomba_encendida = false;
bool alarma_critica = false;

// Función abstracta que representa el SysTick del STM32 (HAL_GetTick)
extern uint32_t obtener_milisegundos(void); 
// Función abstracta que representa la lectura de hardware (GPIO o DMA)
extern uint32_t leer_pulsos_caudalimetro(void);


// --- 2. RUTINA DE WATCHDOG DE FLUJO ---
void verificar_seguridad_flujo(void) {
    
    // Si la bomba no está operando o hay un error, no hay nada que vigilar
    if (!bomba_encendida || alarma_critica) return;
    
    uint32_t tiempo_actual = obtener_milisegundos();
    uint32_t pulsos = leer_pulsos_caudalimetro();
    
    // 2A. Evaluar si recibimos confirmación de hardware
    if (pulsos > 0) {
        // Todo está bien, reseteamos el temporizador del Watchdog
        ultimo_pulso_ms = tiempo_actual;
    } 
    // 2B. Si no hay pulsos, verificar cuánto tiempo ha pasado (Delta)
    else {
        uint32_t tiempo_sin_flujo = tiempo_actual - ultimo_pulso_ms;
        
        if (tiempo_sin_flujo >= TIMEOUT_BOMBA_MS) {
            // ¡PÁNICO! Han pasado 5s con la bomba ON pero 0 pulsos leídos.
            bomba_encendida = false;  // Cortar relevador inmediatamente
            alarma_critica = true;    // Bloquear sistema
            
            // hardware_apagar_motor(); // Función subyacente física
            printf("CRITICAL ERROR: Timeout de bomba superado. Sistema abortado.\n");
        }
    }
}

// --- 3. SÚPER BUCLE ---
int main(void) {
    // Al iniciar el despacho (por ejemplo, presionar Start)
    bomba_encendida = true;
    ultimo_pulso_ms = obtener_milisegundos(); // Iniciamos el cronómetro
    
    while(1) {
        if (!alarma_critica) {
            verificar_seguridad_flujo();
            
            // ... resto del control lógico del dispensador ...
        }
        
        // Simulación de retraso del loop (No usar delays bloqueantes reales)
    }
    
    return 0;
}
        

📝 Resumen del Día

• Nunca asumas que el hardware responde al instante. Todo comando de actuación debe ir acompañado de una confirmación de retroalimentación.
• El cálculo Delta = Tiempo_Actual - Tiempo_Guardado es la base del cronometraje no bloqueante. Permite que el Súper Bucle siga ejecutando otras tareas de control mientras se mide el tiempo de forma asíncrona.
• Un Software Watchdog aplicado a flujo es indispensable en fluidos peligrosos para evitar bombas quemadas, derrames por mangueras rotas o errores de cavitación.