Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- products:laboratory_iot_с:exp17 [2024/11/14 12:02] – [Массивы] labuser30
+++ products:laboratory_iot_с:exp17 [Дата неизвестна] (текущий) – удалено - внешнее изменение (Дата неизвестна) 127.0.0.1
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-===== Эксперимент 17. Индикатор уровня =====
-В технике часто применяются индикаторы уровней на светодиодной шкале. Например в звукозаписывающем оборудовании, как индикаторы уровня громкости динамиков или микрофона. Давайте тоже соберем такой индикатор.
-В левой части платы конструктора имеется 6 светодиодов подходящих по цвету для использования в качестве шкалы. Когда уровень сигнала в пределах нормы, он отображается зеленым, когда он достаточно высокий — желтым, а при перегрузке загорается красный.
-Подключим все 6 светодиодов к микроконтроллеру.
-==== Схема эксперимента ====
-{{ :products:esp-iot:exp7.4.2.png?nolink |}}
-//Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема эксперимента//
-{{ :products:esp-iot:exp7.4.1.png?direct&600 |}}
-//Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента//
-==== Программный код эксперимента ====
-<file arduino Exp17.ino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
-#define ACD_PIN A0
-int value = 0;
-int myPins[] = {5, 12, 13, 14, 15, 16};
-void ledOff(){
-  for (int i = 0; i < 6; i++) {
-    digitalWrite(myPins[i], LOW);
-  }
-}
-void ledOn(int count){
-  for (int i = 0; i < count; i++) {
-    digitalWrite(myPins[i], HIGH);
-  }
-}
-void setup()
-{
-  for (int i = 0; i < 6; i++) {
-    pinMode(myPins[i], OUTPUT);
-  }
-}
-void loop()
-{
-  value = analogRead(ACD_PIN);
-  ledOff();
-  if (value > 850) ledOn(6);
-  else if (value > 680) ledOn(5);
-  else if (value > 510) ledOn(4);
-  else if (value > 340) ledOn(3);
-  else if (value > 170) ledOn(2);
-  else ledOn(1);
-}
-</file>
-В коде программы много нового. Давайте разбираться.
-<code arduino [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="4"]>
-int myPins[] = {5, 12, 13, 14, 15, 16};
-</code>
-==== Массивы ====
-Ранее мы уже много раз сталкивались с //переменными//. Это был некий контейнер для хранения какого либо значения или объекта. Например, мы записывали значение АЦП переменную. Теперь настала пора познакомиться с //массивами//. Массив, это тоже контейнер, как и переменная, но он может хранить не одно значение, а много. Если переменную можно было представить как коробку, в которую можно что-то положить, то переменная, это полка шкафа, на которую можно поставить несколько коробок со значениями.
-{{ :products:esp-iot:array.png?nolink |}}
-В строке 4 мы объявили массив ''ledPins'' с помощью прямоугольных скобок и сразу записали в него 6 значений. Эти значения номера выводов, к которым подключены светодиоды. Важным свойством массива является то, что каждый элемент имеет свой номер. Номера элементов массива начинаются с 0. Так если в массиве 3 элемента, то у них будут номера 0, 1 и 2. Эти номера нам будут нужны потом для обращения к конкретным элементам массива для чтения или записи значений в них.
-Аналогично объявляем массив для будущих объектов ''Pin'', но этот массив пока будет пустым
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="5"]>
-leds = []
-</code>
-Настало время создать объекты ''Pin'' и записать их в массив ''leds''
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="7"]>
-for pinNum in ledPins:
-    leds.append(Pin(pinNum, Pin.OUT))
-</code>
-Мы уже знакомы с циклом ''for'', он нужен для перебора всех значений списка. В данном случае он перебирает все значения массива ''ledPins'', в котором записаны номера выводов. Эти номера поочередно присваиваются переменной ''pinNum'' и исполняется тело цикла.
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="8"]>
-    leds.append(Pin(pinNum, Pin.OUT))
-</code>
-''Pin(pinNum, Pin.OUT)'' мы уже использовали много раз - это выражение создает объект ''Pin'' для заданного номера вывода и настраивает его как выход. Полученный таким образом объект ''Pin'' добавляется в массив ''leds'' с помощью оператора ''append''.
-После исполнения этого цикла в массиве ''leds'' окажутся 6 объектов ''Pin'' для выводов в соответствующем порядке.
-Создаем объект АЦП
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="10"]>
-adc = machine.ADC(0)
-</code>
-Объявляем подпрограмму ''ledOff()''
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="12"]>
-def ledOff():
-    for led in leds:
-        led.off()
-</code>
-Эта функция гасит все светодиоды. Она поочередно перебирает все светодиоды и выключает их.
-Объявляем функцию ''ledOn()''
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="16"]>
-    for i in range(count):
-        led = leds[i]
-        led.on()
-</code>
-Она нужна для включения нужного количества светодиодов подряд. В качестве параметра она принимает количество светодиодов для включения. Оператор ''range'' создает нужную последовательность чисел. Если нужно включить 3 светодиода, он генерирует последовательность чисел 0, 1, 2. Цикл ''for'' перебирает эту последовательность и каждое число из последовательности записывает в переменную ''i''.
-Отлично, теперь у нас есть понимание, что нужно зажечь, например, первый, второй и третий светодиод. Но как а ним обратиться? Объекты светодиодов записаны в массив ''leds'' и лежат в нем под своими номерами, начиная с 0. Номер элемента массива называется //индексом//. Обратимся к элементам массива по индексам. Именно это и происходит в строке 18. Мы берем i-ый элемент массива, то есть i-ый светодиод, записываем его в переменную led
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="18"]>
-        led = leds[i]
-</code>
-И, когда нужный объект светодиода в переменной, включаем его привычным способом
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="19"]>
-        led.on()
-</code>
-Теперь у нас есть 2 функции ''ledOff'', которая гасит все светодиоды и ''ledOn'', которая включает нужное число светодиодов начиная с первого. Осталось воспользоваться этими функциями для создания светодиодной шкалы.
-<code python [enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="19"]>
-while True:
-    value = adc.read()
-    ledOff()
-    if value in range(0,170):
-        ledOn(1)
-    elif value in range(171,340):
-        ledOn(2)
-    elif value in range(341,510):
-        ledOn(3)
-    elif value in range(511,680):
-        ledOn(4)
-    elif value in range(681,850):
-        ledOn(5)
-    elif value in range(851,1023):
-        ledOn(6)
-</code>
-Здесь все просто. Мы считываем значение напряжения с помощью АЦП, выключаем все светодиоды и анализируем сколько светодиодов нужно зажечь. Мы помним, что при 0 вольт результатом преобразования АЦП является 0, а при напряжении питания — 1023. Разобьем этот диапазон на 6 одинаковых интервалов.
-Если сигнал в интервале от 0 до 170, то мы должны включить 1 светодиод. Если сигнал в интервале от 171 до 340 — зажигаем 2 светодиода и т.д. С помощью оператора ''in'' проверяется попадание переменной в указанный интервал. Если это так, то выражение истинно и оператор ''if'' выполняет код для соответствующего условия.
-==== Дополнительное задание ====
-<WRAP center round tip 60%>
-  * Попробуй изменить интервалы, чтобы добиться более резкого или плавного роста показаний шкалы
-  * Измени 1 строку в программе, чтобы светодиодная шкала начинала светиться не снизу-вверх, а наоборот
-</WRAP>