Светильник с кнопочным управлением

В этом эксперименте мы добавляем порцию яркости светодиоду одной кнопкой и убавляем другой.

Список деталей для эксперимента

1 плата Arduino Uno
1 беспаечная макетная плата
2 тактовых кнопки
1 резистор номиналом 220 Ом
1 светодиод
7 проводов «папа-папа»

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

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

Задания для самостоятельного решения

Доработайте код таким образом, чтобы шаг изменения яркости настраивался в одном месте.
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.