Watchdog

Watchdog

Un piccolo sistema costituito da un microcontrollore che rileva un malfunzionamento hardware o software di un altro sistema (preferibilmente un altro microcontrollore o comunque un qualsiasi tipo di scheda elettronica programmabile fornita di PIN digitali per l'input o l'output) e resetta quest'ultimo affinché possa ricominciare a funzionare.

Watchdog

Specifiche del progetto:

L'idea del progetto è nata a causa di malfunzionamento di alcuni termoigrometri WiFi. I termoigrometri effettuano misurazioni sull'ambiente circostante e riportano quest'ultime su dei fogli Google ogni quantum di tempo. Tuttavia con il passare del tempo alcuni termoigrometri smettono di funzionare a causa di problemi derivanti dalle operazioni di scrittura sul foglio, provocando un deadlock con conseguente blocco del sistema. Per questo abbiamo pensato a un temporizzatore di supervisione facile da creare e implementare.

Come funziona?

Il WatchDog, attraverso un PIN digitale settato in INPUT, rimane in attesa ciclicamente di un segnale da parte del sistema da supervisionare, per verificare che quest'ultimo sia funzionante. Quando il sistema smetterà di funzionare, non invierà più il segnale al WatchDog, di conseguenza esso dopo un tempo treeshold manderà un segnale basso alla linea di RESET, attraverso un PIN digitale settato in OUTPUT. Riavviando cosi il sistema.

Open Source e Documentazione:

Questo progetto è open source: chiunque può scaricare i file necessari, ricreare il progetto e contribuire al suo miglioramento. Non ci sono restrizioni di licenza d'uso, ma si invita a citare che è stato realizzato dagli studenti ASIRID.

Tutto il materiale necessario si trova su GitLab.

Requisiti HW:

  • ATTiny85

Oppure qualsiasi tipo di microcontrollore con pin digitali (che sia programmabile con l'IDE Arduino)

  • 4 Jumper per i collegamenti
  • 2 PIN digitali sul WatchDog per INPUT e OUTPUT
  • 1 PIN digitale sul sistema da supervisionare
  • PIN di RESET sul sistema da supervisionare
  • 2 PIN per l'alimentazione e per la messa a terra (sia sul WatchDog che sul sistema da supervisionare)

Topologia: Schema

Requisiti SW:

-Codice .ino reperibile su questa repository GitLab

La repository è cosi composta: DirTree

  • Require: al suo interno sono riposte tutte le risorse utili al funzionamento del Watchdog.
  • Test_Script: sono presenti codici per testare il funzionamento l'ATTiny.
  • watchdog_0.1: il programma .ino da caricare sull'ATTiny per implementare il WatchDog.

Passi da seguire per l'implementazione:

Guida per ATTiny85, nel caso di altre schede e/o microcontrollori installare le dovute dipendenze.

  1. Effettuare i collegamenti sulle schede

  2. Aprire Arduino IDE come amministratore

  3. Installare i driver della scheda elettronica programmabile designata al compito di WatchDog. Nel caso di ATTiny85 i driver sono situati nella cartella ./Require/Digistump.Drivers.zip

  4. Aggiungere l'url aggiuntivo presente su ./Require/URL_json_board.txt andando su File -> Impostazioni:

url_json

  1. Installare Digistump AVR Boards attraverso il Gestore Schede di Arduino e selezionarlo tramite Strumenti -> Scheda -> Gestore Scheda:

steps_install_driver digistump_packet

  1. Selezionare la scheda in Strumenti -> Scheda -> Digistump AVR Boards -> Digispark (Default - 16.5mhz)

  2. Aprire watchdog_0.1.ino, premere il tasto "Carica" e aspettare che la console stampi questo messaggio: "Plug in device now...".

  3. Collegare l'ATTiny85 e aspettare la fine del caricamento dello sketch sulla board.

Costanti da modificare nello sketch:

const uint32_t th = 60000;  //tempo soglia o watchdog timer (milliseconds)
const uint32_t bootDelay = 60000; //boot delay (milliseconds)

#define watchdog_in 4 //Pin che riceverà l'impulso 
#define watchdog_out 2 //Pin che attiverà il reset HW del sistema
#define led_boot_delay 1 //Pin che attiva il led integrato del microcontrollore

Modificare le costanti per:

  • th -> tempo massimo di attesa prima che il Watchdog attivi il segnale di RESET (nel caso non gli arrivi più nessun segnale in input).
  • bootDelay -> tempo di accensione prima che il WatchDog cominci il loop di verifica.
  • watchdog_in -> PIN che riceverà ciclicamente il segnale dal sistema da supervisionare.
  • watchdog_out -> PIN che attiverà il RESET.

Stato attuale del progetto:

Il progetto è stato pubblicato a Marzo 2022, nella sua prima versione la 0.1 ed è attualmente funzionante. Sviluppi futuri da definire.

Autore:

Tommaso Orlando, Aprile 2022

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