Давайте рассмотрим скетч.
В первую очередь подключаю библиотеку для работы с дисплейчиком.
Затем мы видим две новые библиотеки.
Библиотека Wire предназначена, собственно, для работы с I2C,
которая используется для работы с Multiservo шилдом,
и библиотека Multiservo, которую точно так же, как библиотеку Quad Display,
я взял на сайте производителя, то есть у «Амперки».
Вы можете поступить точно так же.
Дальше я начинаю прописывать пины: 2 пина для дальномера, пин для дисплея.
Напомню, что я убрал их со 2-го и 3-го пинов,
потому что Iskra использует 2-й и 3-й пины для работы I2C.
Затем 9-й и 8-й
пины Multiservo шилда используются для подключения
двух сервомоторчиков: один для сканирования, другой для прожектора.
Я здесь подпишу букву M.
Это не те же 8-й и 9-й пины, что пины Arduino.
Затем 8-й пин Arduino мы используем для подключения светодиода,
то есть прожектора.
И затем два числа обозначают начало и конец диапазона сканирования.
Затем я создал два объекта типа Multiservo.
Для нас это выглядит точно так же, как работа с обычной библиотекой Servo,
только Multiservo.
Затем я завел 3 переменных, в которых буду сохранять угол,
где находится ближайший объект, угол поворота сканера.
Затем – одну переменную для хранения расстояния
и переменную для хранения расстояния до ближайшего объекта.
В нее я поместил значение 500, потому что наша функция measure,
как вы помните, ограничивает измерение 3-мя метрами,
поэтому 500 см (5 м) заведомо больше, чем диапазон измерений.
Соответственно, ближайший объект не может быть на таком расстоянии.
И зачем это нужно, сейчас дальше вы поймете.
Затем внутри сетапа я пишу Wire.begin (это необходимо
для работы с I2C) и начинаю настраивать пины, как обычно,
для ультразвукового дальномера, выход для дисплея,
выход для светодиода прожектора.
Затем подключаются 2 сервомотора таким же методом attach, как в
обычной библиотеке Servo, только на этот раз он берется из библиотеки Multiservo.
Ну и я устанавливал связь с компьютером во время отладки.
Затем в основном цикле, в лупе, все происходит довольно лаконично.
У нас есть один цикл, который пробегает от указанного начала
диапазона измерений до указанного конца диапазона измерений по единичке.
И затем вызывается самодельная функция scan, которую мы сейчас рассмотрим, и в
нее передается текущее значение счетчика, то есть угла поворота на самом деле.
Затем происходит то же самое, только в обратном направлении,
от конца диапазона сканирования до его начала.
Также вызывается scan, в который передается счетчик,
а затем переменную с ближайшим расстоянием я вновь приравниваю к 500-м,
чтобы освежить в памяти радара, что у него кончилось
сканирование в обе стороны, и будем заново искать ближайший объект.
Затем идет уже неоднократно использованная нами самодельная функция measure.
Да, вот я сейчас упоминал, что мы ограничиваем диапазон сканирования
3-мя метрами вот из-за этой строчки.
Ну а затем написана новая функция scan,
в которую я вынес все, что многократно повторяется в лупе – в цикле,
идущем в одну сторону, и в цикле, идущем в другую сторону.
Для начала мы принимаем параметр angle (угол).
Как вы помните, мы только что туда передавали переменную счетчик,
и, соответственно, здесь мы этот угол используем
для поворота сервы с ультразвуковым дальномером.
В каждом положении мы измеряем расстояние до объекта и сохраняем в
переменную distance, выводим ее на дисплей, делаем маленькую задержку,
чтобы не слишком быстро изнашивать редуктор сервомоторчика.
Вот здесь вот происходит мой отладочный вывод в последовательный порт.
Мы сейчас даже не будем смотреть туда.
И затем я разбираюсь с тем, что же мы измерили.
Я сравниваю переменную, где хранится ближайшее расстояние,
с текущим расстоянием.
Как вы помните, изначально в ней лежит 500.
Затем я проверяю, не равно ли расстояние одному.
А расстояние у нас будет равно одному,
только если pulseIn в функции measure вернет ноль,
а затем мы с помощью констрейна в конце measure сузим диапазон до одного.
Практически невозможна ситуация,
когда мы будем измерять расстояние до объекта, который находится так близко.
То есть 1 см – это скорее всего значит то, что мы ничего не видим.
Так вот, мы хотим отбросить эту ситуацию, поэтому проверяем,
не равна ли дистанция одному?
И только в случае если эти события наступили одновременно,
а именно текущее расстояние не равно одному,
и то расстояние, которое мы считаем ближайшим, оказалось больше текущего,
то есть текущее меньше, мы выполняем сразу несколько действий.
Во-первых, запоминаем, что ближайшее расстояние – это текущее расстояние.
Запоминаем, что угол, где находится ближайшее расстояние,
где находится объект, до которого ближайшее расстояние, равен текущему углу.
И затем сразу же используем эту переменную для того, чтобы на второй сервомоторчик,
в котором установлен прожектор, отправить этот же угол,
чтобы прожектор повернулся и подсветил ближайший объект.
Ну и здесь мы проверяем, больше ли единицы расстояние до ближайшего объекта,
то есть а на самом деле подразумеваем, не дальше ли 3-х метров этот объект.
И включаем пин со светодиодом,
то есть прожектор, а иначе – выключаем.
Ну потому что зачем нам подсвечивать пустоту?
Скорее всего никакой враг не подкрался.
Зачем тратить электроэнергию?
Вот таким вот образом будет работать обновленный прожектор
типа «всевидящее око», и за его работой мы сейчас и понаблюдаем.
Вот так вот начал сканировать радар пространство,
увидел меня и повернул в меня прожектор, потому что сейчас я ближе всего к нему.
Теперь я ему подставлю руку, и он следит за ней.
Подставлю руку с другой стороны, и он ее догоняет.
Враг теперь точно не пройдет, а мы закончили третью неделю,
в ходе которой вы узнали, как измерять расстояние разными способами,
столкнулись с тем, что при измерениях могут возникать шумы.
Но вы знаете, что с ними можно бороться,
и сделали фильтр вида «скользящая средняя».
Затем вы научились создавать собственные функции,
использовать чужие библиотеки, массивы, научились использовать
широтно-импульсную модуляцию для имитации аналогового сигнала на выходе.
Также вы узнали, что Интернет полон полезных сведений,
которые вам помогут при создании устройств, и чуть ближе посмотрели на
процессинг – инструмент, который позволяет красиво визуализировать получаемые данные.
Ну а я с вами прощаюсь до следующей недели!
Алексей ПерепелкинРуководитель направления развития цифрового творчества
Дмитрий СавицкийНаучный сотрудник
