Задание 11. Светильник с кнопочным управлением

Список деталей для эксперимента

Принципиальная схема

Схема на макетке

Обратите внимание

  • Если вы переделываете схему из схемы предыдущего эксперимента, обратите внимание, что на этот раз нам нужно подключить светодиод к порту, поддерживающему ШИМ.

Скетч

p110_plus_minus_light.ino

#define PLUS_BUTTON_PIN     2
#define MINUS_BUTTON_PIN    3
#define LED_PIN             9
 
int brightness = 100;
boolean plusUp = true;
boolean minusUp = true;
 
void setup()
{
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(PLUS_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(MINUS_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
}
 
void loop()
{
  analogWrite(LED_PIN, brightness);
  // реагируем на нажатия с помощью функции, написанной нами
  plusUp = handleClick(PLUS_BUTTON_PIN, plusUp, +35);
  minusUp = handleClick(MINUS_BUTTON_PIN, minusUp, -35);
}
// Собственная функция с 3 параметрами: номером пина с кнопкой
// (buttonPin), состоянием до проверки (wasUp) и градацией
// яркости при клике на кнопку (delta). Функция возвращает
// (англ. return) обратно новое, текущее состояние кнопки
boolean handleClick(int buttonPin, boolean wasUp, int delta)
{
  boolean isUp = digitalRead(buttonPin);
  if (wasUp && !isUp) {
    delay(10);
    isUp = digitalRead(buttonPin);
    // если был клик, меняем яркость в пределах от 0 до 255
    if (!isUp)    
      brightness = constrain(brightness + delta, 0, 255);
  }
  return isUp; // возвращаем значение обратно, в вызывающий код
}

Пояснения к коду

  • Мы можем пользоваться не только встроенными функциями, но и создавать собственные. Это обоснованно, когда нам нужно повторять одни и те же действия в разных местах кода или, например, нужно выполнять одни и те же действия над разными данными, как в данном случае: обработать сигнал с цифровых портов 2 и 3.
  • Определять собственные функции можно в любом месте кода вне кода других функций. В нашем примере, мы определили функцию после loop.
  • Чтобы определить собственную функцию, нам нужно:
    • Объявить, какой тип данных она будет возвращать. В нашем случае это boolean. Если функция только выполняет какие-то действия и не возвращает никакого значения, используйте ключевое слово void
    • Назначить функции имя — идентификатор. Здесь действуют те же правила, что при именовании переменных и констант. Называть функции принято в том же стиле какПеременные.
    • В круглых скобках перечислить передаваемые в функцию параметры, указав тип каждого. Это является объявлением переменных, видимых внутри вновь создаваемой функции, и только внутри нее. Например, если в данном эксперименте мы попробуем обратиться к wasUp или isUp из loop() получим от компилятора сообщение об ошибке. Точно так же, переменные, объявленные в loop, другим функциям не видны, но их значения можно передать в качестве параметров.
    • Между парой фигурных скобой написать код, выполняемый функцией
    • Если функция должна вернуть какое-то значение, с помощью ключевого слова return указать, какое значение возвращать. Это значение должно быть того типа, который мы объявили
  • Так называемые глобальные переменные, т.е. переменные, к которым можно обратиться из любой функции, обычно объявляются в начале программы. В нашем случае — это brightness.
  • Внутри созданной нами функции handleClick происходит всё то же самое, что в эксперименте «Кнопочный переключатель».
  • Поскольку при шаге прироста яркости 35 не более чем через восемь нажатий подряд на одну из кнопок значение выражения brightness + delta выйдет за пределы интервала [0, 255]. С помощью функции constrain мы ограничиваем допустимые значения для переменной brightness указанными границами интервала.
  • В выражении plusUp = handleClick(PLUS_BUTTON_PIN, plusUp, +35) мы обращаемся к переменной plusUp дважды. Поскольку = помещает значение правого операнда в левый, сначала вычисляется, что вернет handleClick. Поэтому когда мы передаем ей plusUp в качестве параметра, она имеет еще старое значение, вычисленное при прошлом вызове handleClick.
  • Внутри handleClick мы вычисляем новое значение яркости светодиода и записываем его в глобальную переменную brightness, которая на каждой итерации loop просто передается в analogWrite.

Вопросы для проверки себя

  1. Что необходимо для определения собственной функции?
  2. Что означает ключевое слово void?
  3. Как ведет себя программа при упоминании одной переменной с разных сторон от оператора присваивания =?

Задания для самостоятельного решения

  1. Доработайте код таким образом, чтобы шаг изменения яркости настраивался в одном месте.
  2. Создайте еще одну функцию и переделайте код так, чтобы одна функция отвечала за отслеживание нажатий, а другая — за вычисление яркости светодиода и возвращала его в analogWrite.