Итоговый проект: настройки, живущие годами

Инкубатор на шестьдесят яиц я собирал как одноразовый проект на один сезон. Он стоит пятый год, пережил три перепрошивки, двоих детей, покусавших кнопки, и одну молнию в линии. Всё, что выстроено в этом разделе, в нём работает одновременно: настройки держатся в EEPROM с первого урока про настройки, счётчики считают дни, журнал рассказывает, что было ночью. В этом финальном уроке я собираю прибор целиком — и главное здесь даже не скетч, а порядок, в котором куски складываются.

Прибор такой: термостат с реле, датчик на аналоговом входе, порог и калибровка меняются через Serial-меню, счётчик наработки помнит, сколько прибор трудился, журнал хранит восемь последних событий, заводской сброс возвращает всё к дефолтам. Скетч длинный, но нового в нём только клей: конфиг, кольцо и журнал мы уже написали в уроке про три паттерна, и я беру их как готовые блоки. Дальше по порядку: карта, скетч, разбор решений, план износа и приёмка.

Карта памяти прибора занимает двадцать байт и рисуется одной строкой в шапке: 0 — magic 170, 1 — версия, 2-3 — порог, 4-5 — сдвиг калибровки, 6-9 — наработка в минутах, 10 — курсор журнала, 11-18 — слоты журнала, 19 — XOR-сумма. Двадцать байт из тысячи — можно расслабиться, но именно здесь лежит план износа: у каждого адреса своя частота записи, и главный ресурс прибора определяется не объёмом, а дисциплиной. Полный расклад — в таблице ниже, а сейчас два решения, которые делают прибор живучим.

Первое: наработка копится в RAM и сбрасывается в EEPROM раз в час. Счётчик минут тикает в переменной long, в память уходит часовой снимок — 24 записи в сутки вместо 1440. Арифметика ресурса простая: без буфера ячейки жили бы 100000/1440 — 69 дней, с буфером 100000/8760 — одиннадцать лет. Цена решения — потеря текущего часа при пропадании питания: для наработки это адекватно, для порога нет, поэтому порог пишется сразу при изменении. Второе: калибровка одноточечная — кнопка фиксирует текущее показание датчика как ноль, дальше прибор работает со сдвигом. Вторая точка с коэффициентом делается так же, но для датчика с линейным сдвигом мне хватает одной: точность прибора ограничена самим датчиком, а не калибровкой.

Меню — по Serial: команда s печатает статус, t с числом ставит порог, l дампит журнал, r делает заводской сброс с подтверждением. Почему Serial, а не кнопки с LCD? Экран и кнопки удорожают прибор, съедают пины и усложняют меню на четыре пункта до полноценного конечного автомата, а настраивают термостат раз в сезон — за это время ноутбук под рукой находится всегда. Когда прибор уезжает на объект без компьютера, я добавляю одну сервисную кнопку, но это уже другая история. Чтение строк из монитора с терминатором и trim разобрано в уроке про Serial.available — здесь тот же приём, только команды из одной-двух букв.

Порядок в setup не случайный: сначала пины, потом проверка памяти, потом печать меню. Проверка тройная — magic, версия, сумма: чистая плата, старая прошивка и порванная запись дают три разные причины уйти на заводские дефолты, и все три ловятся одним if. Заметьте: factoryReset пишет дефолты и журнал, а magic с версией ставятся отдельно, после — я обжигался на порядке записи, когда контрольные байты обновлялись раньше данных, и прибор считал мусор валидным конфигом.

Подтверждение сброса — не паранойя. Первая r лишь ставит метку со временем, вторая в течение десяти секунд делает сброс: в мониторе это две буквы, а случайная строка мусора от глючного адаптера настройки уже не снесёт. Событие 9 в журнале при этом честно фиксирует заводской сброс — новый старт всегда можно отличить от нарочно стёртого. И гистерезис в двадцать единиц вокруг порога здесь вопрос жизни реле: без него контакт щёлкает на границе десятки раз в минуту, журнал заполняется событиями 1 и 2, а курсор стареет на глазах. Тот же приём экономил записи в прогнозаторе из урока про износ — гистерезис бережёт и память, и реле.

Коды событий в этом приборе растянулись до пяти: 1 — реле включилось, 2 — выключилось, 3 — калибровка, 4 — смена порога, 9 — заводской сброс. Список легко продолжить — не хватайте за это руки: журнал нужен для вопросов «что было ночью», а не для полного протокола. Каждый новый код — это документация в шапке скетча, иначе через год вы будете расшифровывать собственную нумерацию как древние письмена.

Теперь то, ради чего весь раздел: прикинуть записи на годы вперёд. Наработка — 24 записи в сутки — даёт ячейкам 100000/8760, около одиннадцати лет. Порог и калибровка меняются от случая к случаю: десять записей в год — предел щедрости, эти ячейки переживут всё. Журнал при двадцати событиях в сутки делит износ на восемь слотов: каждая ячейка принимает 2,5 записи в день и живёт порядка девяноста лет. Быстрее всех стареет курсор с его 24 записями в сутки — те же одиннадцать лет, что у наработки. Первый кандидат на смерть появится через одиннадцать лет при самом частом блоке, и это приемлемо: бытовой прибор морально устареет раньше.

Если нужен запас — наработку и курсор разведите по кольцам, как счётчик из прошлого урока: восемь ячеек растянут одиннадцать лет до девяноста. Мой совет скромнее: заложите в прибор функцию печати всей карты и счётчик записей — когда через годы придёт время плановой замены, вы узнаете об этом из цифр, а не по молчащему порогу. Считайте прогноз до пайки, а не после: таблица ниже — это ровно та прикидка, которую я делаю на салфетке перед разводкой платы, и занимает она пять минут. А приёмку готового прибора провожу по чек-листу ниже: каждый пункт ловит свой класс проблем, и полный проход занимает один день.

Прибор собран, износ посчитан, чек-лист прогнан. Если посмотреть на скетч целиком, в нём нет ни одного нового приёма про память — и это лучший знак: read и write, update, побайтовая раскладка, структуры, ресурс и кольца из всего раздела сложились в двадцать байт карты, которые переживут и молнию, и детей с кнопками. Потоковые логи при этом увозят на SD-карту, как в уроке про SD-логирование, а ёмкости EEPROM хватает ровно потому, что туда попадает только то, что должно жить годами.

На этом раздел закрыт. Прибор, который помнит настройки годами, — история не про память, а про дисциплину записи: считайте циклы до запуска, держите карту адресов с хозяевами, проверяйте целостность и пишите по событию. Остальное — рутинный код, который теперь у вас есть.