Przycisk + dioda + random = REFLEKS!

Na zajęciach wykorzystaliśmy proste elementy do zbudowania prototypu maszyny badającej nasz refleks. Ale od początku.

Moduł z przyciskiem

Moduł posiada trzy piny – GND oraz Vcc to zalsilanie, S to stygnał wysyłany przez płytkę (na innych płytkach często oznaczony OUT). My używamy modułów firmy RobotDyn (o nazwie Button Switch module) i trzeba przyznać im dobrą jakość wykonania. Na dodatek układy te mają wbudowanego LED-a informującego o wciśnięciu przycisku.

Najpierw sprawdzamy, czy po wciśnięciu przycisku Arduino „zobaczy” jedynkę (stan HIGH) czy „zero” (stan LOW). Prosty programik poniżej:

Liczby losowe – rand()

Bibliotyki Arduino wyposażone są w funkcje pseudo losowe – czyli takie, które generują liczby „udające” prawdziwe liczby losowe. Mowa tu o funkcji rand() – aby to sprawdzić piszemy poniższy kod:

Widzimy więc duuuuuże (i losowe!) liczby całkowite, które wyświetlają się co 100ms. Aby z takich liczb zbudować coś konkretnego, np. typowy rzut kostki do gry – trzeba to lekko zmodyfikować przez użycie funkcji reszta z dzielenia całkowitego (tzw. modulo, symbol % w języku C/C++):

Jak to działa? Reszta z dzielenia całkowitego przez 6 zwraca liczby z przedziału 0..5, ale my dodajemy jeszcze jedynkę – otrzymujemy liczby 1…6 – czyli naszą kostkę do gry. W ten właśnie sposób możemy modyfikować wynik funkcji rand() i dopasowywać ją do naszych potrzeb.

Zapalenie LED-a co losowy czas

Podłączyliśmy niebieskiego LED-a bezpośrednio do pinu 13 Arduino i GND – bez dodatkowego, wymaganego opornika. Nie jest to poprawne połączenie (brak opornika = uszkodzenie LED-a), ALE niebieskie LEDy mają (wysokie) napięcie przewodzenia, około 3V. Arduino zasili je jednak 5V – co jest za dużo – i uszkadzamy naszego LED-a, ale go nie zniszczymy (celowo wybrałem niebieski LED, a nie inny – inne LEDy pracuą na napięciu ~2V, więc 5V by je zniszczyło). Zależy mi tutaj na prostocie budowy układu więc darowałem sobie niezbędny opornik (no i nie chiałem korzystać z wbudowanego LEDa #13 – bo jest mały i niewyraźny).

Chwilowo odłożyliśmy moduł z przyciskiem i zaprogramowaliśmy włączenei LED-a po losowym czasie od 5s, do 15s:

Warto pobawić się z tym programem, uzupełniając go o dodatkowe informacje wyświetlane przez monitor portu szeregowego – informujące, że trwa losowe czekanie, a potem, że włączono LEDa i na koniec – że zabawa od początku się zaczyna.

Program „badamy refleks”

Wracamy do przycisku – rozbudowujemy poprzedni program o odczytanie momentu wciśnięcia przycisku. Użytkownik ma to zrobić w momencie zapalenia się niebieskiego LEDa — tylko, że nie wiadomo, kiedy to dokładnie nastąpi (losowy czas z poprzedniego programu). Na koniec wyświetlimy czas jego reakcji – jego refleksu 😉

Kluczowa jest linia #17 – to w niej następuje zatrzymanie działania programu i oczekiwanie na rekację użytkownika. Zrealizowałem to za pomocą pętli podczytującej przycisk – w moim module naciśnięcie przycisku powoduje odczyt stanu LOW, natomiast stan HIGH oznacza brak wciśnięcia. Jak widać ta pętla NIC nie robi. Właśnie o to mi tu chodziło – pętla nic nie robi, więc ponownie wracamy do sprawdzenia warunku pętli while – bez straty czasu. I tak w kółko, aż w końcu naciśnięty zostanie przycisk. 

A jak mierzę czas? Za pomocą funkcji millis() – która zwraca czas (w milisekundach) od uruchomienia Arduino. Robię to dwukrotnie – przed odczytaniem przycisku zapisuję do zmiennej t1, a po naciśnięciu przycisku – do zmiennej t2. Różnica tych czasów jest właśnie Twoim czesem reakcji – Twoim refleksem.

Pomysły

Program należy rozbudować – o dwa przyciski, dwa LEDy. To wzbogaci zabawę, bo losowo zapali się albo jeden LED, albo drugi. Warto wybrać dwa kolory LED-ów i dwa kolory przycisków. To będzie dodatkowe utrudnienie dla użytkownika – ma on bowiem wcisnąć odpowiedni przycisk (np. LED żółty – to i przycisk żółty, a nie niebieski. Niebieski to dyskwalifikacja! I na odwrót).

Inna modyfikacja polega na wychwyceniu falstartu – zapobiegnięciu sytuacji, że użytkownik bezmyślnie „klika” przyciskiem w nadziei, że gdy LED się zaświeci – on właśnie wcisnął przycisk i otrzymał bardzo krótki czas reakcji. Trzeba tak zrobić, aby wciśnięcie przycisku PRZED zaświeceniem kończyło zabawę. Podpowiedź: zamiast funkcji delay() w linii #13 trzeba sprytnie wykorzystać pętlę while…

(c) KG 2018

Ten wpis został opublikowany w kategorii FiBot i oznaczony tagami , , , , , , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

1 odpowiedź na Przycisk + dioda + random = REFLEKS!

  1. nineteens pisze:

    Thɑnks for finally writing aboսt >Ꮲrzycisk +
    dioda + random = REFLEKS! | Koło Naukowe Robotүków Fi-BOT
    <Liked it!

Możliwość komentowania jest wyłączona.