ShIoTiny: sõlmed, sidemed ja sündmused või programmide joonistamise eripärad

Peamised punktid või millest on see artikkel

Artikli teema on visuaalne programmeerimine PLC-dele ShIoTiny nutika kodu jaoks, millest siin räägitakse: ShIoTiny: väike automatiseerimine, asjade internet või «kuus kuud enne puhkust».

Väga lühidalt on käsitletud selliseid mõisted nagu sõlmed, seosed, sündmused, samuti visuaalse programmi laadimise ja käitamise eripärad ESP8266, mis on PLC aluseks ShIoTiny.

Sissejuhatus või paar korralduslikku küsimust

Eelmises artiklis oma arenduse kohta tegin ma lühikese ülevaate kontrollere võimalustest ShIoTiny.

Ometi avaldas avalikkus üsna suurt huvi ja esitas mulle palju küsimusi. Mõned inimesed pakkusid isegi kohe, et ostavad minult kontrolleri. Ei, mulle ei ole vastukäivate jõududega raha teenimise vastu, kuid südametunnistus ei luba mul müüa veel väga toore programmilaadi seadet.

Seetõttu jagasin GitHubis välja binarid, tarkvarajuhendi ja seadme skeemi: tarkvara + lühike juhend + skeem + näidised.

Nüüd võib igaüks ESP-07 ära programmeerida ja iseseisvalt tarkvaraga katsetada. Kui keegi tahab tõeliselt sellist plaati nagu pildil — siis mul on neid paar tükki. Kirjuta mulle e-mailile shiotiny@yandex.ru. Kuid nagu ütles unustamatu Ogurtcov: «Ma ei vastuta mitte millegi eest!».

Nii et liikume asja juurde: mis on «sõlm» (node) ja «sündmus«? Kuidas programmi täidetakse?

Kuidas tavaliselt — alustame järjekorras: programmi laadimisest.

Kuidas programm laaditakse

Alustame sellest, mis juhtub, kui me vajutame nuppu Laadi üles redaktoris ElDraw ja meie skeem-programm, mis koosneb ilusatest ruutudest, saadetakse seadmesse.

Esiteks, meie joonistatud skeemi põhjal luuakse selle tekstiline kirjeldus.
Teiseks, kontrollitakse — kas kõik sõlmede sisendid on ühendatud väljunditega. «Rippuvaid» sisendeid ei tohiks olla. Kui selline sisend avastatakse, ei laetud skeem ShIoTýnisse, ja redaktor kuvab vastava hoiatuse.

Kui kõik on sujunud, saadab redaktor ShIoTiny'le skeemi tekstilise kirjelduse ühe sõlme kaupa. Loomulikult eemaldatakse enne see olemasolev skeem ShIoTiny's. Saadud tekstiline kirjeldus salvestatakse FLASH-mälusse.

Muide, kui soovite skeemi seadmest kustutada, laadige lihtsalt sisse tühi skeem (mis ei sisalda ühtegi element-sõlme).

Kui kogu skeemi programm on laaditud ShIoTiny PLC-sse, hakkab see "töötama". Mida see tähendab?

Oluline on märkida, et skeemi laadimise protsess FLASH-mälust sisse lülitamisel ja toimetamisel redaktorist on identne.

Esmalt luuakse sõlmede objektid, tuginedes nende kirjeldustele.
Seejärel paigutatakse sõlmede vahelised seosed. See tähendab, et genereeritakse väljundite lingid sisenditele ja sisendite lingid väljunditele.

Ja alles pärast seda käivitatakse programmi peamine töötsükkel.

Kirjutasin pikalt, kuid kogu protsess - skeemi laadimisest FLASH-mälust kuni peamise tsükli käivitamiseni - võtab 60-80 sõlmega skeemi puhul aega murdosa sekundist.

Kuidas peamine tsükkel töötab? Väga lihtsalt. Esiteks ootab see sündmuse tekkimist sündmused mõnes sõlmes ja seejärel töötleb seda sündmust. Ja nii lõpmatult. Või vähemalt kuni ShIoTiny-sse laaditakse uus skeem.

Olen juba mitmeid kordi maininud selliseid asju nagu sündmused, sõlmed ja seosed. Aga mis see programmivaates tähendab? Sellest räägime täna.

Sõlmed, seosed ja sündmused

Piisab, kui vaadata skeemi näiteid ShIoTiny, et mõista, et skeem koosneb kahest olulisest entiteedist — sõlmedest (või elementidest) ja nendevahelistest seostest.

Sõlm, node või skeemi element — see on virtuaalne esitus mingist tegevused andmete kohta. See võib olla aritmeetiline operatsioon, loogiline operatsioon või mis tahes muu operatsioon, mis meie pähe tuleb. Peamine on see, et sõlm on varustatud sisendiga ja väljundiga.

Sissepääs — see on koht, kuhu sõlm saab andmeid. Sisendite pildid on punktid, mis asuvad alati sõlme vasakul küljel.

Väljund — see on koht, kust saadakse sõlme töö tulemused. Väljundite pildid on punktid, mis asuvad alati sõlme paremal küljel.

Mõnel sõlmel ei ole sisendeid. Sellised sõlmed genereerivad tulemuse enda sees. Näiteks konstandi sõlm või andurisõlm: neile ei ole vaja teistelt sõlmedelt andmeid, et tulemusi edastada.

Teistel sõlmedel aga ei ole väljundeid. Need sõlmed kujutavad näiteks täitmisseadmeid (releed või midagi muud sarnast). Nad võtavad andmeid, kuid ei genera tulemust, mis oleks teistele sõlmedele kergesti kätte saadav.

Lisaks on olemas veel ainulaadne kommentaarisõlm. See ei tee midagi, tal ei ole ei sõlmi ei väljundeid. Selle eesmärk on olla skeemil selgituseks.

Mis on "sündmus»? Sündmus — see new data emerging in any node. For example, events include: a change in the state of an input (node Sisend), receiving data from another device (nodes MQTT ja UDP), the expiration of a specified time interval (nodes Timer ja Delay) and so on.

What are events for? They are needed to determine which node new data has emerged at and which node states need to be changed as a result of receiving new data. The event 'travels' through the chain of nodes until it goes through all the nodes whose states need to be checked and changed.

All nodes can be divided into two categories.
Nodes that can generate events will be called 'active nodes».
Nodes that cannot generate events will be called 'passive nodes».

When a node generates an event (that is, new data appears at its output), the state of the entire chain of nodes connected to the output of the event-generating node generally changes.

To make it clear, let’s look at an example in the illustration.

Active nodes here are — Input1, Input2 and Input3. The other nodes are passive. Let's examine what happens when one of the inputs is closed. The results are conveniently summarized in a table.

As we can see, when an event occurs, a chain is built from the source node of the event to the endpoint node. The state of those nodes not included in the chain remains unchanged.

A legitimate question arises: what happens when two or even several events occur simultaneously?

As a fan of Gleb Anfilov's creativity, I am tempted to send the curious inquirer to his book 'Escape from Wonders'. It's a kind of 'theory of relativity for the very young', which explains well what 'simultaneously' means and how to live with it.

But practically speaking, everything is much simpler: when two or even several events occur, all chains from each event source are built and processed sequentially, and no miracles happen.

Järgmine täiesti seaduslik küsimus uudishimuliku lugeja poolt on: mis juhtub, kui siduda sõlmed rõngaks? Või nagu need targad ütlevad — luua tagasiside. See tähendab, et siduda ühe sõlme väljund eelneva sõlme sisendiga nii, et selle sõlme väljundi seisund mõjutab tema enda sisendi seisundit. Otseühendust sõlme väljundi ja tema enda sisendi vahel ei luba toimetaja. ElDraw. Kuid kaudselt, nagu alloleval joonisel — seda on võimalik teha.

Nüüd, mis siis juhtub sellisel juhul? Vastus on väga "konkreetne": olenevalt sellest, millised sõlmed. Vaadakem pilti.

Kui sisendi Input1 kontaktid on avatud sõlme A ülemises sisendis — 0. Sõlme A väljundis on samuti 0. Sõlme B väljundis on 1. Ja lõpuks, sõlme A alumises sisendis — 1. Kõik on selge. Kui kellelgi ei ole selge — vaadake allpool, kuidas töötavad sõlmed "JA" ja "EI".

Nüüd sulgeme sisendi Input1 kontaktid, ehk toome ülemisse sisendisse sõlme A ühe. Need, kes tunnevad elektroonikat, teavad, et tegelikult saame klassikalise loogiliste elementide generaatoriskeemi. Ja idee järgi peaks selline skeem lõpmata andma väljundites A ja B järjestusi 1-0-1-0-1-0…. ja 0-1-0-1-0-1-…. Sest sündmus peab pidevalt muutma sõlmede A ja B seisundit, liikudes ringi 2-3-2-3-…!

Aga tegelikult seda ei juhtu. Skeem langeb juhuslikku seisundisse — kas relee jääb sisse või välja, või võib see isegi paar korda järjest sisse-välja tõmmata. Kõik sõltub Marsi lõunaotsas olevatest ilmastikutingimustest. Ja sellepärast see juhtub.

Sündmus sõlmes Input1 muudab sõlme A, siis sõlme B ja nii edasi ringis mitu korda. Programm tuvastab sündmuse "tsükli" ja sunnib selle karnevali lõpetama. Pärast seda jäävad sõlmede A ja B seisundi muutmised blokkeerituks kuni uue sündmuse tekkimiseni. Hetk, mil programm otsustab — "piisab ringis keerlemisest!" — sõltub üldiselt paljusid tegureid ja seda võib pidada juhuslikuks.

Olge ettevaatlikud, kui ühendate sõlmed rõngaks — efektid ei pruugi alati olla ilmsed! Olge hästi teadlikud, mida ja miks teete!

Kas on ikkagi võimalik ehitada generaator kättesaadavatel sõlmedel? Jah, on võimalik! Kuid selleks on vajalik sõlm, mis oskab ise sündmusi genereerida. Ja selline sõlm on olemas — see on «viivitusliin». Vaatame, kuidas generaator töötab 6-sekundilise perioodiga alloleval joonisel.

Generaatori peamine element on sõlm A — viivitusliin. Kui muuta viivitusliini sissetuleku olek 0-lt 1-le, ilmub 1 väljundisse mitte kohe, vaid alles pärast määratud aega. Meie puhul on see 3 sekundit. Samamoodi, kui muuta viivitusliini sissetuleku olek 1-lt 0-le, ilmub 0 väljundisse samaaegselt sama 3 sekundi jooksul. Viivitus kestus on määratud kümnendik sekunditega. See tähendab, et väärtus 30 tähendab — 3 sek.

Viivitusliini eripära on see, et see genereerib sündmuse pärast viivituse lõppemist.

Kujutame ette, et algselt oli viivitusliini väljundis 0. Pärast sõlm B — inverteri — läbimist muutub see 0 1-ks ja siseneb viivitusliini. Kohe ei juhtu midagi. Viivitusliini väljundis jääb 0 samaks, kuid ajaõhk hakkab kulgema. Läbib 3 sekundit. Ja sel hetkel genereerib viivitusliin sündmuse. Väljundis ilmub 1. See 1 pärast sõlm B — inverteri — läbimist muutub tagasi 0-ks ja siseneb viivitusliini. Läbib veel 3 sekundit… ja protsess kordub. See tähendab, et iga 3 sekundi järel muutub viivitusliini väljund 0-ks ja seejärel 1-ks ja 0-ks. Reljeer klõpsab. Generaator töötab. Impulsi periood on 6 sekundit (3 sekundit väljundil null ja 3 sekundit — unit).

Kuid tõelistes skeemides ei ole tavaliselt isegi vajalik kasutada ning seda näidet. On olemas spetsiaalsed sõlm-timereid, mis genereerivad probleemideta ja ilma välist abi sama kindla impulsside järjestuse, mille periood on määratud. „Nulli” ja „ühiku” kestus nende impulsside jooksul on pool perioodist.

Perioodiliste tegevuste määramiseks kasutage sõlm-timereid.

Tahan märkida, et selliseid digitaalseid signaale, kus „nulli” ja „ühiku” kestus on võrdsed, nimetatakse „meanderiks”.

Loodan, et olen natuke selgitanud küsimust sellest, kuidas toimub sündmuste levik sõlmede vahel ja mida ei tohiks teha?

Kokkuvõte ja lingid

Artikkel oli lühike, kuid see on artikkel, mis vastab tekkinud küsimustele sõlmede ja sündmuste kohta.

Kuna tarkvarade areng ja uute näidete ilmumine, kirjutan sellest, kuidas programmeerida ShIoTiny väikeste artiklite kujul, seni kuni see inimestele huvi pakub.

Nagu varem, on skeem, tarkvara, näited, sõlmede kirjeldus ja kõik muud siin.

Küsimused, soovitused, kriitika — saatke siia: shiotiny@yandex.ru

Allikas: habr.com