Watchdog Timer (WDT) y Modos de Bajo Consumo (Sleep Modes)

En dispositivos embebidos y proyectos IoT autónomos que deben operar durante meses con una batería o instalarse en lugares inaccesibles, dos mecanismos son indispensables:

1. Watchdog Timer (Perro Guardián): Protege el sistema reiniciándolo automáticamente ante cuelgues o bloqueos de software.
2. Modos de Bajo Consumo (Sleep Modes): Apaga módulos internos del microcontrolador para reducir el consumo eléctrico de $20\text{ mA}$ a menos de $1\text{ }\mu\text{A}$.

1. El Watchdog Timer (WDT) con <avr/wdt.h> #

El Watchdog Timer es un temporizador independiente que cuenta hacia atrás con su propio oscilador interno de $128\text{ kHz}$.

• La aplicación debe "alimentar al perro guardián" periódicamente ejecutando wdt_reset().
• Si el programa se bloquea en un bucle infinito, un fallo de memoria o ruido electromagnético y no ejecuta wdt_reset() antes de que expire el tiempo configurado (ej. 2 segundos), el hardware del Watchdog fuerza un reinicio completo (Reset) del microcontrolador.

1#include <avr/wdt.h>
2
3void setup() {
4  Serial.begin(9600);
5  Serial.println("Sistema iniciado correctamente.");
6
7  // Activar Watchdog con timeout de 2 segundos
8  wdt_enable(WDTO_2S);
9}
10
11void loop() {
12  // Realizar operaciones normales...
13  delay(500);
14
15  // Alimentar al Watchdog (evita el reinicio)
16  wdt_reset();
17}

2. Modos de Bajo Consumo (Sleep Modes) con <avr/sleep.h> #

El microcontrolador ATmega328P cuenta con 6 modos de suspensión. El más eficiente para ahorro extremo de batería es SLEEP_MODE_PWR_DOWN:

• Apaga: Reloj del oscilador de 16 MHz, CPU, ADC, Timers y periféricos.
• Mantiene activo: Interrupciones externas de hardware (Pines 2 y 3) y el Watchdog.

Ejemplo: Despertar Arduino con un Pulsador Externo #

1#include <avr/sleep.h>
2
3const int pinBoton = 2; // Pin de interrupción externa INT0
4const int pinLED = 13;
5
6void despertar() {
7  // ISR de despertar vacía (solo se utiliza para reactivar el reloj)
8}
9
10void setup() {
11  pinMode(pinLED, OUTPUT);
12  pinMode(pinBoton, INPUT_PULLUP);
13}
14
15void loop() {
16  // 1. Tarea activa: encender LED 1 segundo
17  digitalWrite(pinLED, HIGH);
18  delay(1000);
19  digitalWrite(pinLED, LOW);
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21  // 2. Preparar interrupción para despertar con botón a nivel LOW
22  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pinBoton), despertar, LOW);
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24  // 3. Configurar modo de suspensión profunda (Power Down)
25  set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
26  sleep_enable();
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28  // 4. Entrar en modo suspensión (el microcontrolador se congela aquí)
29  sleep_cpu();
30
31  // ─── EL PROGRAMA CONTINÚA AQUÍ AL DESPERTAR ───
32  sleep_disable();
33  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pinBoton));
34}