Гаражный парктроник с тактильной обратной связью

Эта история случилась уже лет семь тому назад. В результате болезни изображение в глазах у меня стало двоиться и, чтобы как-то оценить обстановку, приходилось закрывать один глаз.
Одно время вообще ходил как пират — с повязкой на глазу. Без нее пользоваться компьютером было вообще нереально. Ни о каком бинокулярном зрении, естественно, речи не было. Загнать машину в гараж — это был просто квест. Летом машину можно и около дома оставить, а в холода лучше бы в гараже держать — откопать ее из под снега или отскрести окна было не реально, кроме зрения проблем хватало. Одно время я вообще передвигался на инвалидной коляске — как можно в таком состоянии машину отрыть?

Короче, решил я подойти к делу технически и оборудовать гараж измерителем расстояния до машины и установить его на стене.
На Али были куплены крупные дисплеи и ультразвуковой измеритель расстояния.
Для начала на Ардуино был поставлен scmRTOS — ну, вы сами понимаете, как же можно что-то делать без операционной системы реального времени?
«Лучше день потерять, потом за пять минут долететь!» — как говаривал один гриф из мультика.
Ну а дальше — «Пошёл! Пошёл! Работаем, работаем, страус, пошёл». Готовых библиотек для MAX7219 сейчас хоть пруд пруди, тогда мне то ли не удалось найти подходящей, то ли они мне просто не понравились.
Там есть одна тонкость — надо было писать подпрограмму для переворота битовой матрицы, если хочется, например, иметь бегущую строку.
В большинстве библиотек это сделано очень тупо и прямолинейно. Сразу видно, люди в детстве хороших книжек не читали и игрушки у них были прибиты к полу гвоздями. Если бы читали «Hacker's Delight» (я ее на русском тоже видел под менее романтичным названием «Алгоритмические трюки для программистов», если склероз не подводит), очевидно, они бы сделали так:

void MAX7219SPI::ImageRotate()
{
  for(int8_t i=0; i<SECTIONS_NUM; i++)
  {
    // Hacker's Delight
    uint32_t x,y,t;
    x  = (uint32_t)ImageBuff[0+i*8]<<24;
    x |= (uint32_t)ImageBuff[1+i*8]<<16;
    x |= (uint32_t)ImageBuff[2+i*8]<<8;
    x |=           ImageBuff[3+i*8];
    y  = (uint32_t)ImageBuff[4+i*8]<<24;
    y |= (uint32_t)ImageBuff[5+i*8]<<16;
    y |= (uint32_t)ImageBuff[6+i*8]<<8;
    y |=           ImageBuff[7+i*8];
    t = (x ^ (x>>7)) & 0x00AA00AA;
    x = x ^ t ^ (t<<7);
    t = (y ^ (y>>7)) & 0x00AA00AA;
    y = y ^ t ^ (t<<7);
    t = (x ^ (x>>14)) & 0x0000CCCC;
    x = x ^ t ^ (t<<14);
    t = (y ^ (y>>14)) & 0x0000CCCC;
    y = y ^ t ^ (t<<14);
    t = (x & 0xF0F0F0F0) | ((y>>4) & 0x0F0F0F0F);
    y = ((x<<4) & 0xF0F0F0F0) | (y & 0x0F0F0F0F);
    x = t;
    LineBuff[0+i*8] = x>>24;
    LineBuff[1+i*8] = x>>16;
    LineBuff[2+i*8] = x>>8;
    LineBuff[3+i*8] = x;
    LineBuff[4+i*8] = y>>24;
    LineBuff[5+i*8] = y>>16;
    LineBuff[6+i*8] = y>>8;
    LineBuff[7+i*8] = y;
  }
}

«Надёжно! Добротно! Хорошо!» — и никаких тебе циклов вообще. Тот, который для разрядов дисплея — к делу не относится и поэтому не считается.
После этого прикрутить ультразвуковой датчик расстояния — это даже не вопрос. Прерывание и таймер — наше все.

#include "scmRTOS.h"
#include "processes.h"	
#include "Arduino.h"

/*
 * sonar pins:
 * 7 (PD7) trigger
 * 8 (PB0) echo
 */

TProc1 Proc1;
OS::channel<uint16_t, 2> SonarTime;

int16_t Distance;

namespace OS
{					 		
  template<> void TProc1::exec() 
  {	
    tick_count_t next_tick;
    tick_count_t current_tick;

    DDRD  |=  1<<PD7;     // TRIG pin
    DDRB  &=  ~(1<<PB0);  // ECHO pin
    TCCR1B = (1<<ICNC1) | (1<<ICES1) | (1<<CS11);  // noise canceler, rising edge. 16/8=2Mhz
    TCCR1A = 0x00;

    next_tick = OS::get_tick_count();
    for (;;)							
    {
      uint16_t SensorTime;
      TIMSK1 |= 1<<ICIE1;  // capture interruption enabled
      PORTD |= 1<<PD7;     // trigger sonar
      OS::sleep(1);
      PORTD &= ~(1<<PD7);
      SonarTime.pop(SensorTime,200);
      Distance=SensorTime/116;
      next_tick += 500;                       
      current_tick = OS::get_tick_count();
      if (current_tick < next_tick) sleep(next_tick - current_tick);
    }
  }								
}

// sonar ISP
ISR(TIMER1_CAPT_vect)
{
  static uint16_t TimerData;

  if (TCCR1B & (1<<ICES1))
  {
    TimerData = ICR1;
    TCCR1B &= ~(1<<ICES1);   // falling edge
  }
  else
  {
    OS::TISRW ISR;
    TimerData = ICR1 - TimerData;
    TCCR1B |=   1<<ICES1;   // rising edge
    TIMSK1 &= ~(1<<ICIE1);  // interruption disabled
    SonarTime.push(TimerData);
  }
}

Встал вопрос, как это запитать — до ближайшей розетки провод тянуть было неудобственно. Хотел уже ставить литиевый аккумулятор и включать измерение и индикацию по срабатыванию датчика движения, ведь дисплей кушать изволит немерянно.

Пошел в гараж рассматривать на месте, что и как поставить.
Тут на глаза попался обрезок доски — и вуаля!

Проблема мгновенно решена. За прошедшие годы ни разу не понадобилась обновлять прошивку, батареи менять не надо, заряжать ничего не надо. Надежность и удобство пользования просто зашкаливает.

Еще одна проблема, правда, так и осталась нерешенной — я иногда задеваю зеркалами о проем, видимо, нужно какой-то лазерный гаражный прицел ставить.

Извиняюсь, статья почти не иллюстрирована своими фотографиями — они либо не делались, либо давно утеряны. В наличии остались только исходники программного обеспечения и до сих пор валяющиеся без дела модули.


P.S. A у вас вся спина белая! И до встречи на дорогах.