Конфиг с карты: SD → EEPROM → значения по умолчанию

Термостат уехал на объект, через неделю заказчик на связи: интервал опроса поменяйте на пять секунд. Ехать за ящиком с инструментами ради одной константы — путь в никуда. Выход один: настройки, которые редактирует человек без IDE, должны лежать на карте в текстовом файле, и плата обязана переварить их при каждом старте. Как только вы это сделали, сразу всплывает второй вопрос — что делать, когда карты нет: вынута, умерла, забыта на столе после последнего обслуживания.

Здесь раскладываю иерархию, которую ставлю во все устройства с картой: SD, EEPROM, зашитый в код дефолт. Покажу парсинг config.txt без тяжёлых библиотек, валидацию значений на границах и запасной слой, из-за которого устройство стартует с приемлемыми настройками всегда, а не только в идеальном мире. Формат key=value сам по себе — тема урока про key-value конфиг; моя забота — не строки, а порядок, в котором источники опрашиваются.

Порядок не случайный, и у каждого слоя своя роль. Карта — верхний слой: файл правится блокнотом на ноутбуке, без компиляции и шнура, и это единственный слой, доступный монтажнику на объекте. EEPROM — средний: правится только скетчем, зато сидит прямо на плате и переживает не только выключение, но и выдёргивание модуля SD. Дефолт — нижний: const в коде, меняется перепрошивкой, зато не может не ответить. Логика чтения идёт сверху вниз: карта, если молчит — EEPROM, если и там пусто — дефолт. Каждый следующий слой неудобнее в правке, зато доступнее в моменте. В проектах без карты — термостат без логирования, термометр в инкубаторе — вся иерархия вырождается в два слоя, и это нормально: каркас опроса остаётся тем же, просто верхний слой отсутствует.

Валидация обязательна на каждом слое, потому что в файле может лежать мусор, а в EEPROM — чистый 0xFF. У интервала опроса есть разумные границы: скажем, от 300 миллисекунд до 10 секунд. Границы задавайте из здравого смысла предметной области, а не из возможностей типов: у int запаса хватает на века, у пользователя — нет. Значение вне границ считается отсутствующим — слой словно промолчал, и опрос уходит ниже. Это простое правило превращает «устройство повисло после правки конфига» в «молча взяло предыдущий слой»: человек опечатался, плата даже не вздрогнула, а в мониторе честно сказано, откуда пришло значение.

Парсинг при этом примитивный и штатный: readStringUntil построчно в цикле с available, indexOf для знака равенства, toInt для значения — готовый разбор я показывал в уроке про readStringUntil. Для вложенных структур и десятков ключей есть JSON-путь с ArduinoJson в отдельном уроке — иерархия источников поверх него собирается точно так же, меняется только функция чтения верхнего слоя. Строки с решёткой в начале пропускайте сразу: люди любят оставлять в конфигах пометки для себя, и парсер, спотыкающийся о комментарий, не переживёт первую же смену обслуживающего персонала.

Средний слой хранит копию конфига, и копию пишет сам скетч: после удачного чтения с карты значения уходят в EEPROM. Тогда вынутая карта не откатывает устройство к заводским значениям, а оставляет последние рабочие — разница между «работает» и «объект стоит» может быть именно в этом. Свежая плата вернёт из EEPROM 0xFF по каждому байту: это штатное состояние первой записи, его механику разбирал в уроке про первый запуск и 0xFF, а как уложить конфиг структурой и не разнести границы — в уроке про struct-настройки. Ваша защита проще некуда: значение вне границ — слой считается пустым, берём следующий. Порядок ключей в файле не важен, повторяющиеся — читайте первым совпадением и зафиксируйте это в комментарии к парсеру.

Один нюанс, который экономит ресурс платы: запись в EEPROM делайте только при изменении. Сравнили прочитанное с тем, что лежит, и put сработал лишь при расхождении — ячейки EEPROM не перетираются при каждом старте впустую. При честных перезапусках раз в сутки даже голый put съедает ячейку за столетие, но скетч, упавший в цикл перезагрузки с записью внутри, убьёт её за считанные дни — сравнение перед put закрывает и этот случай.

Прогоните глазами все режимы, в которых устройство встречается с миром. Карта есть, файл в порядке — верхний слой, всё ясно. Карту вынули или модуль отошёл — слой молчит, стартует EEPROM с последней копией. Файл есть, но ключ не нашёлся или число за границами — слой формально жив, но ответа нет: идём ниже. EEPROM свежая — 0xFFFF вне границ, берём дефолт. Дефолт по определению не может промолчать, поэтому цепочка всегда доходит до конца, и устройство стартует с чем-то разумным в любом сценарии. Отдельный случай — модуль, отошедший в переходнике: SD.begin вернёт false, иерархия молча уйдёт в EEPROM, и всё будет «работать» с устаревшими значениями — поэтому источник нужно не только вычислять, но и показывать.

Отладьте сценарии на столе, а не на объекте: вытащите карту при включённой плате, сотрите файл, напишите в нём ерунду вроде interval=abc — и убедитесь, что каждый раз в мониторе назван честный источник. Правило печати источника стоит десятка строк кода, а экономит часы на телефоне с монтажником: он читает монитор, вы слышите, какой слой промолчал. Заодно проверьте нижнюю границу: interval=abc даёт toInt ноль, а ноль вне границ — тот же тихий отказ слоя. Точно так же parseInt ловит числа из любого потока — приёмы из урока про parseInt в Serial переносятся на файлы один в один.

В модели сначала включите тумблер и пришлите число — увидите копию в EEPROM; затем нажмите кнопку — источник сменится на средний слой; снимите тумблер — останется дефолт, и светодиод вернётся к двухсекундному ритму. Три шага, и иерархия перестаёт быть абстракцией. Кнопку и тумблер переключайте по ходу, не перезапуская симулятор: скетч перекраивает источник на живую, как и на реальной плате. Светодиод здесь не украшение: стартовый сигнал числом миганий по интервалу из конфига рассказывает монтажнику всё, пока вы на другом конце города. Такой же индикатор я оставляю и на реальных платах.

Граница метода: иерархия держит три источника, потому что больше обычно не нужно. Если у вас десятки ключей и версии структур — берите JSON с карты и версию схемы в EEPROM, это уже уровень отдельного разговора о конфиге на ArduinoJson; каркас опроса слоёв при этом остаётся ровно тем же.