Entender el Watchdog Timer: Cómo evita bloqueos del microcontrolador

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Sobre el proyecto

¿Qué pasa cuando tu microcontrolador se queda atrapado en un bucle infinito? ¿Hay casos donde el microcontrolador se cuelga o bloquea durante una tarea? ¿Cuáles son los métodos normales de solución? Botón de Reset, ¿verdad? ¿Es práctico pulsar el botón cada vez? 😕. ¿Qué tal un dispositivo que haga esa tarea automáticamente? Suena bien. ¡Genial! 🙂.

¡Sí! Ahora hablamos de un dispositivo que ya está dentro del microcontrolador: el Watchdog Timer (WDT).

Un watchdog timer (WDT) es un temporizador hardware que genera automáticamente un reinicio del sistema si el programa principal no lo «alimenta» periódicamente. Se usa a menudo para reiniciar automáticamente un dispositivo embebido que se cuelga por fallo de software o hardware. (os.mbed.com/cookbook/WatchDog-Timer).

¡Alimenta al perro!

Si tienes un perro en casa, debes alimentarlo a intervalos regulares. Si un día no lo alimentas, ¡te morderá! Así funciona el watchdog timer.

Tenemos una parte principal en el programa que se repite (loop). Habilitamos el watchdog timer con un valor inicial mayor que el retardo total del programa principal. Cada vez el programa principal reinicia este temporizador. Si en algún caso el programa principal no vuelve a reiniciar el temporizador antes de que cuente hasta cero, se genera una interrupción que reinicia el procesador. Así el watchdog protege al microcontrolador de bloqueos.

Así que probemos el watchdog timer en Arduino ;)

El Arduino UNO usa el microcontrolador ATMEGA328P.

Librería Watchdog timer:

#include <avr/wdt.h>

Esta librería es necesaria para usar el watchdog timer en Arduino.

Habilitar Watchdog timer

wdt_enable(WDT Reset Timer);

Para habilitar el watchdog timer, WDT RESET TIMER varía desde 15 ms hasta 8 s.

Ejemplo: wdt_enable(WDTO_4S); – Habilita watchdog timer para 4 segundos.

Reiniciar Watchdog timer

wdt_reset();

Esta función se usa para reiniciar el watchdog timer. Se coloca dentro de loop(). Si tu programa usa un delay() mayor que el umbral del watchdog, añade la función de reinicio antes de ese delay. De lo contrario, reiniciará el microcontrolador antes de completar la tarea.

Deshabilitar Watchdog timer

wdt_disable();

Código de ejemplo

#include <avr/wdt.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Setup started:");
  // Retardo antes de habilitar WDT para completar tareas iniciales
  delay(2000);
  wdt_enable(WDTO_4S);
}

void loop() {
  Serial.println("LOOP started!");
  for (int i = 0; i <= 5; i++) {
    Serial.print("Loop: ");
    Serial.print(i);
    Serial.println();
    delay(1000);
    wdt_reset(); // alimentar al perro cada segundo
  }
  // Bucle infinito para colgar el MCU
  while (1) {}
}

Salida

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Código completo

#include <avr/wdt.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Setup started:");
  delay(2000);
  wdt_enable(WDTO_4S);
}

void loop() {
  Serial.println("LOOP started!");
  for (int i = 0; i <= 5; i++) {
    Serial.print("Loop: ");
    Serial.print(i);
    Serial.println();
    delay(1000);
    wdt_reset();
  }
  while (1) {}
}