Управление логированием: кнопка старт-стоп

Логгер температуры в гараже писал всё время, пока было питание. За две недели на карте накопилось шесть с половиной тысяч строк, из которых мне нужны были четыре часа одного конкретного вечера — когда в подкапотном пространстве что-то щёлкало. Искал я их, листая CSV в блокноте, и клялся, что сделаю кнопку. Второй мотив банальнее: скетч стартует вместе с питанием, и лог начинается с момента подачи пяти вольт, а не с момента, когда стало интересно.

Первое, что приходит в голову — останавливать запись кнопкой reset на плате. Я так делал, и это грабля: reset перезапускает скетч, close() при этом не вызывается, и всё, что сидело в буфере 512 байт, в файл не попадает. Каждая последняя сессия перед выдёргиванием карты оказывалась обрезанной. Честный стоп — программный: нажали кнопку, скетч сам закрыл файл, диод погас, карту можно вынимать.

Здесь соберём полный цикл управления записью: фронт кнопки с антидребезгом, открытие сессии новым файлом с номером, запись с индикатором на светодиоде и закрытие по второму нажатию. Кнопку вешаем на D2, индикатор — на D12. Заодно разберём, почему на каждую сессию заводится отдельный файл и что происходит с текущей сессией, если всё-таки нажать reset. Кнопку я ставлю внешнюю, на проводах: панелька у двери дороже микропереключателя на макетке, зато нажимается без разборки корпуса — и это уже половина пользы всей схемы.

Кнопка старт-стоп — это не «нажата или нет», а переход. Скетч опрашивает пин D2 каждый оборот loop, и интересен ему только момент, когда значение сменилось с HIGH на LOW: было отпущено — стало нажато. Такой переход называется фронтом. Пока скетч реагирует на уровень, одно нажатие даст несколько переключений сессии подряд: механические контакты дребезжат 5-20 мс, и вместо одного чистого LOW пин выдаёт пачку импульсов.

Защита двухслойная. Первая — подтяжка: pinMode(BTN, INPUT_PULLUP) держит пин в HIGH через внутренний резистор платы, кнопка на нажатие замыкает его на GND, внешних резисторов не нужно. Вторая — антидребезг: после зарегистрированного фронта я игнорирую изменения пина 200 мс, и дребезг, и случайное второе нажатие отсекаются одним сравнением millis(). Для старт-стопа это нормальная цена: 200 мс между сессиями никто не заметит, а вот сессия, открытая-закрытая пять раз за одно нажатие, — заметит. Почему именно 200 мс: дребезг укладывается в первые 20 мс, а осознанное повторное нажатие быстрее 150-200 мс человек не делает — окно короче сотни от дребезга защищает слабо, длиннее полусекунды — уже тормозит.

Состояний у логгера ровно два: покой и запись. В покое скетч только опрашивает кнопку — карта не трогается вовсе. По фронту — открытие файла с шапкой и переход в запись; по второму фронту — close и обратно в покой. Отдельная деталь: SD.begin() я делаю один раз в setup, а не при каждом старте сессии — полсекунды инициализации в ответ на кнопку выглядят как зависание. Правила этой инициализации разобраны в уроке про SD.begin и диагностику.

Обратите внимание на имя файла: run1.csv, run2.csv — счётчик растёт с каждой сессией, пока плата жива. Новая сессия получает новый файл по трём причинам. Первая — шапка: sec,v в первой строке каждого файла, и любой из них открывается в таблицу сам по себе. Вторая — границы: если дописывать в один log.csv, за сутки получится каша без разделения на сессии, и выделить нужную будет нечем. Третья — цена: на карте 8 ГБ кластер 8 КБ, недозаполненный хвост каждой сессии стоит копейки; сотни файлов в год — норма, тысячи — уже трата места, и этот подсчёт мы делали в уроке про кластеры и размеры.

Запись внутри сессии я веду схемой открыл — дописал — закрыл на каждую строку: дороже открытого файла, зато при выдёргивании питания теряется максимум одна строка, а не вся сессия с прошлого flush. Если строк в секунду больше десяти, переходите на открытый файл со сбросом буфера каждые 2-5 секунд — эта развилка разобрана в уроке про println и close. Цена моей схемы открыл-закрыл-на-строку измерена: 10-30 мс раз в секунду, один-три процента времени, а потеря при сбое ограничена одной строкой. Номер сессии при перезагрузке обнуляется; если файлы после выключения должны не перезаписываться, перенесите счётчик в EEPROM тем же приёмом, каким в уроке про счётчик включений переживает питание число пусков.

Имена я держу короткими, в формате восемь-точка-три: run1.csv, d2512.csv — день и месяц прямо в имени, когда сессий много и счётчик не помогает. Длинные имена на FAT съедают по несколько записей каталога и ломаются в старых кардридерах — механика дескриптора и режимов открытия разобрана в уроке про File и режимы. Шапку пишу в момент открытия сессии: sec,v — файл открывается в таблицу без ручных настроек; полный формат CSV-лога с примером чтения — в уроке про CSV и конфиг.

Длинная сессия добавляет две страховки. Первая — счётчик неудачных open подряд: дошёл до трёх — гасим диод, уходим в покой, печатаем причину в Serial, иначе логгер честно моргает диодом, а строки идут в никуда. Вторая — таймер простоя: если данных нет час, сессию стоит закрыть автоматически, потому что закрытая сессия переживает что угодно — таблица выше это и показывает. Страховка от зависшей карты: если open три раза подряд вернул ложь, логгер уходит в покой с сообщением в Serial вместо вечного крутящегося цикла — вы узнаете о карте раньше, чем она молча съест сутки наблюдений. И помните про распиновку: кнопке нужен любой цифровой пин, а SD-модуль занимает шину SPI целиком — как она делится с другими устройствами, разобрано в уроке про подключение по SPI.

На плате прогоните сценарий из жизни: старт — минута записи — стоп — вынуть карту — посмотреть файл в компьютере. Потом то же, но с reset вместо стопа, и увидите обрезанный хвост: это живой учебник по таблице выше. Дребезг в браузерном симуляторе не воспроизводится — контакты там идеальные, поэтому антидребезг в модели чистый ритуал; на живой плате убирать его нельзя. Файлы после проверок удаляйте SD.remove-ом или держите отдельную карту под опыты, чтобы имена run1, run2 не засоряли рабочий журнал.

Имена проговорите вслух до монтажа: run1-run9 — на картах, которые переформатируются, d2512.csv — день и месяц — там, где сессии живут годами. И подпишите маркером саму карту с номером логгера: через полгода три одинаковые microSD без надписей неразличимы, а загадку «чей где лог» дешевле предупредить, чем разгадывать.