Arduino. Эксперимент 19. Светильник, управляемый по USB

В этом эксперименте мы отправляем устройству команды, как ему светить.

 

СПИСОК ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

 

-   1 плата Arduino Uno;

-   1 беспаечная макетная плата;

-   1 светодиод;

-   1 резистор номиналом 220 Ом;

-   2 провода «папа-папа».

 

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

 

 

СХЕМА НА МАКЕТНОЙ ПЛАТЕ

 

 

СКЕТЧ

скачать скетч для Arduino IDE
#define LED_PIN 9
// для работы с текстом существуют объекты-строки (англ. string)
String message;
 
void setup()
{
 pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
 Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
 // передаваемые с компьютера данные поставляются байт за
 // байтом, в виде отдельных символов (англ. character). Нам
 // нужно последовательно их обрабатывать пока (англ. while)
 // в порту доступны (англ. available) новые данные
 while (Serial.available()) { 
 // считываем (англ. read) пришедший символ в переменную
 char incomingChar = Serial.read();
 // не стоит путать целые числа и символы. Они соотносятся
 // друг с другом по таблице, называемой кодировкой. Например
 // '0' — это 48, '9' — 57, 'A' — 65, 'B' — 66 и т.п. Символы
 // в программе записываются в одинарных кавычках
 if (incomingChar >= '0' && incomingChar <= '9') {
 // если пришёл символ-цифра, добавляем его к сообщению
 message += incomingChar;
 } else if (incomingChar == '\n') {
 // если пришёл символ новой строки, т.е. enter, переводим
 // накопленное сообщение в целое число (англ. to integer).
 // Так последовательность символов '1', '2', '3' станет
 // числом 123. Результат выводим на светодиод
 analogWrite(LED_PIN, message.toInt());
 // обнуляем накопленное сообщение, чтобы начать всё заново
 message = "";
 }
 }
 // посылайте сообщения-числа с компьютера через Serial Monitor
}

 

ПОЯСНЕНИЯ К КОДУ

  • В этой программе мы создаем объект класса String. Это встроенный класс, предназначенный для работы со строками, т.е. с текстом.
  • Не путайте его с типом данных string, который является просто массивом символов. String же позволяет использовать ряд методов для удобной работы со строками.
  • Мы знакомимся с новым видом циклов: цикл с условием while. В отличие от цикла со счетчиком for, цикл while(expression) выполняется до тех пор, пока логическое выражение expression истинно.
  • Метод available() объекта Serial возвращает количество байт, полученных через последовательный порт.
  • В данном эксперименте цикл while работает до тех пор, пока available() возвращает ненулевое значение, любое из которых приводится к true.
  • Переменные типа char могут хранить один символ.
  • В этом примере символ мы получаем методом Serial.read(), который возвращает первый байт, пришедший на последовательный порт, или -1, если ничего не пришло.
  • Обратите внимание, что в if мы сравниваем не пришедший символ с 0 и 9, но их коды. Если пришел какой-то символ, который не является цифрой, мы не будем его добавлять к нашей строке message.
  • Объекты типа String позволяют производить конкатенацию, т.е. объединение строк. Это можно сделать так: message = message + incomingChar, но можно записать в сокращенной форме: message += incomingChar.
  • В этой программе мы дополняем if конструкцией else if. Это еще один условный оператор, который проверяется только в случае ложности выражения, данного первому оператору. Несколько else if могут следовать друг за другом, при этом каждое следующее условие будет проверяться только в случае невыполнения всех предыдущих. Если в конце разместить else, он выполнится только если ни одно из условий не выполнено.
  • Напомним, что последовательностью \n кодируется символ переноса строки. Если он был передан устройству, мы передаем полученные ранее символы как параметр для analogWrite(), которая включает светодиод.
  • Мы используем один из методов StringtoInt(), который заставляет считать строку не набором цифр, но числом. Он возвращает значение типа long, при этом, если строка начинается с символа, не являющегося цифрой, будет возвращен 0. Если после цифр, идущих в начале строки, будут символы не-цифры, на них конверсия остновится.
  • Обратите внимание на выпадающее меню внизу монитора порта: чтобы наше устройство получало символ перевода строки, там должно быть выбрано «Новая строка (NL)»
  • Пустая строка обозначается так: "". Опустошив ее, мы готовы собирать новую последовательность символов.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ СЕБЯ

  1. Какие объекты позволяют легко манипулировать текстовыми данными?
  2. Что возвращают методы Serial.available() и Serial.read()?
  3. Чем отличаются конструкции for и while?
  4. Каким образом можно организовать более сложное ветвление, чем if … else?
  5. Как можно объединить текстовые строки?
  6. Как можно привести текстовую строку, содержащую цифры, к числовому типу?

 

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

  1. Проверьте, попадает ли переданное число в диапазон значений, которые нужно передавать в analogWrite(). Передайте на компьютер сообщение об ошибке, если нет.
  2. Переделайте программу так, чтобы устройство распознавало текстовые команды, например, «on» и «off», и соответственно включало и выключало светодиод.

Вам может пригодиться один из методов String: toLowerCase(yourString) или toUpperCase(yourString), которые возвращают переданную строку yourString, приведенную к нижнему или верхнему регистру соответственно.

 

С оригиналом статьи вы можете ознакомиться на сайте Amperka.ru


ЭКСПЕРИМЕНТ 18 | ОГЛАВЛЕНИЕ | ЭКСПЕРИМЕНТ 20

Категория: Простые эксперименты | Добавил: Decay_Dance (15.03.2016)
Просмотров: 1743 | Теги: электрические схемы, основы схемотехники, основы робототехники, микроконтроллеры, электричество, простые эксперименты, Arduino | Рейтинг: 0.0/0