arduinoで並列処理(ノンプリエンプティブ)

概要

Arduino Unoに使用されているAVRはシングルスレッドのため、x86 CPUのようなマルチスレッド処理はできませんが、代わりにプロトスレッド処理を組み込むライブラリがあります。
https://playground.arduino.cc/Code/TimedAction/

プロトスレッドとは簡易的なマルチスレッドであり、各スレッドはノンプリエンプティブ(あるタスクがCPUを専有している間は他の処理を開始できない)です。
今回はこのライブラリを用いて、Arduinoにマルチスレッド的な動作を組み込みます。

環境

• Arduino UNO
• Sparkfun Wireless Motor Driver Shield
• サーボ：SG90

ライブラリ導入

1. このページの"Download here: Attach:TimedAction-1_6.zip"からzipをダウンロード&解凍。中身をarduinoIDEのライブラリディレクトリに入れてください。
2. このままですとコンパイル時にエラーが出る場合があるので、1で配置した中身のTimedAction.hの#include "WProgram.h"を#include "Arduino.h"に変更してください。

コード

サーボは2秒毎に反転動作、LEDは3秒毎にLチカさせてます。

#include <TimedAction.h>
#include <Servo.h> 

Servo swivel;

#define ledPin 13
boolean ledState = false;
boolean servoState = false;

void blink();
void toggle_servo();

TimedAction ledAction = TimedAction(3000,blink);
TimedAction servoAction = TimedAction(2000,toggle_servo);

void setup(){
  delay(5000);
  pinMode(ledPin,OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin,ledState);

  swivel.attach(11); // Attach servo to pin 11
  swivel.write(90); 
}
 
void loop(){
  ledAction.check();
  servoAction.check();
}

void blink(){
  ledState ? ledState=false : ledState=true;
  digitalWrite(ledPin,ledState);
}

void toggle_servo(){
  servoState ? servoState=false : servoState=true;
  if (servoState){
    swivel.write(90); 
  }else{
    swivel.write(100); 
  }
}

動作検証

サーボは2秒毎、LEDは3秒毎に動作をしています。

今後

ここでプリエンプティブな実装を行っているので、試したいです。

Haskellによる実装

以下にてHaskellのAtomライブラリを使用した並列処理を掲載しています。
https://zenn.dev/4ergfbv547uezdf/scraps/2fe2002b0ebfb0
コード載せていないですがArduinoでも利用可能でした。ただしこのライブラリの難易度は超高いです。

参考サイト

https://playground.arduino.cc/Code/TimedAction/
https://learn.sparkfun.com/tutorials/wireless-motor-driver-shield-hookup-guide/all