Fase 1: Fundamentos de C y Lógica de Software

📖 Teoría a Estudiar

Límite de Volumen y Barrera Predictiva de Software

En el control de fluidos, detener un proceso no es tan simple como igualar dos variables en código (ej. if (litros_actuales == litros_deseados)). Las válvulas mecánicas tienen un tiempo de respuesta (latencia de cierre), y los líquidos presurizados poseen inercia cinética. Si esperas a que el caudalímetro marque exactamente 20 litros para mandar la señal de cierre, terminarás despachando 20.15 litros.

Para evitar regalos de producto o, peor aún, derrames peligrosos, la Barrera de Software debe ser predictiva. El programa debe comparar continuamente el volumen acumulado contra un "Objetivo Virtual" (Objetivo Real - Inercia del Sistema), anticipando el cierre físico para que el volumen final embotellado sea matemáticamente exacto.

Estructurando la Barrera

1. Mapeo de Pulso: Definir en una constante exacta cuántos mililitros representa cada pulso eléctrico del sensor. Trabajaremos estrictamente en punto fijo (enteros) para no estresar la FPU.
2. Calibración de Inercia: Determinar experimentalmente el volumen de "goteo" o arrastre que ocurre entre la orden eléctrica GPIO = LOW y el sellado total de la electroválvula.
3. Evaluación Continua: En el Súper Bucle, ejecutar una rutina que suma la inercia teórica al volumen actual y lo compara contra la meta del cliente.

⚙️ Ejercicios Prácticos

Ejercicio 1: Programa una función que actúe como barrera de volumen utilizando variables enteras sin signo para contar mililitros con precisión, aplicando la anticipación de cierre.

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

// --- 1. CONSTANTES DEL SISTEMA FÍSICO ---
// Resolucion del caudalímetro: ej. 10 ml por cada pulso de interrupción
#define ML_POR_PULSO      10    

// El volumen que sigue fluyendo mientras la válvula cierra físicamente
// (Calibrado empíricamente en laboratorio)
#define INERCIA_VALVULA_ML 150  


// --- 2. VARIABLES GLOBALES DE ESTADO ---
volatile uint32_t pulsos_acumulados = 0; 
uint32_t volumen_objetivo_ml = 0;
bool despacho_en_curso = false;


// --- 3. RUTINAS LÓGICAS ---

// ISR simulada: Ocurre asíncronamente cuando gira la turbina del sensor
void EXTI_Caudalimetro_ISR(void) {
    if (despacho_en_curso) {
        pulsos_acumulados++;
    }
}

// Barrera Predictiva llamada desde el Súper Bucle
void evaluar_barrera_volumen(void) {
    
    if (!despacho_en_curso) return;

    // Convertir pulsos crudos a unidad física (mililitros)
    uint32_t ml_actuales = pulsos_acumulados * ML_POR_PULSO;
    
    // Predicción: Proyectar volumen actual sumando el factor de cierre inevitable
    uint32_t volumen_proyectado = ml_actuales + INERCIA_VALVULA_ML;

    // Corte incondicional si el proyecto alcanza la barrera
    if (volumen_proyectado >= volumen_objetivo_ml) {
        despacho_en_curso = false;
        
        // hardware_cerrar_valvulas(); 
        
        printf("[SISTEMA] Barrera de software superada.\n");
        printf("Corte enviado a los: %u ml. Objetivo: %u ml.\n", ml_actuales, volumen_objetivo_ml);
    }
}


// --- 4. SÚPER BUCLE ---
int main(void) {
    
    // Cliente solicita 20 Litros (20,000 ml)
    volumen_objetivo_ml = 20000;
    pulsos_acumulados = 0;
    despacho_en_curso = true;
    
    // hardware_abrir_valvulas();
    
    printf("Iniciando despacho de 20.00 Litros...\n");

    // Simulación del Súper Bucle procesando
    while(despacho_en_curso) {
        
        evaluar_barrera_volumen();
        
        // (En una prueba real, aquí simularíamos la llamada a la ISR)
        // EXTI_Caudalimetro_ISR(); 
    }
    
    printf("Despacho finalizado con exito.\n");
    return 0;
}
        

📝 Resumen del Día

• La Latencia Mecánica es el tiempo que tarda un actuador (como un solenoide o un relevador) en ejecutar una orden eléctrica.
• Una Barrera de Software Predictiva anticipa esta latencia, calculando un "Volumen Proyectado" para cortar el flujo antes de llegar a la meta nominal.
• Contar el volumen siempre en unidades mínimas enteras (mililitros en vez de litros flotantes) asegura precisión nanométrica en microcontroladores sin coprocesador matemático dedicado.