Lekce 3 - proměnné a podmínky

V imperativním programování si držíme stav pomocí proměnných. Proměnné jsou pojmenované hodnoty, které můžeme měnit, a opakovaně používat v různých částech kódu.

Proměnná má svůj typ, který určuje, jaké hodnoty může proměnná mít. Proměnnou vytvoříme pomocí klíčového slova let. Každý jazyk má několik základních typů, zatím nám budou stačit dva:

• number: základní číselný typ, může nabývat např. hodnot: 1, 2, 10, -5, 0.5
• boolean: základní pravdivostní typ, který nabývá hodnot true a false

Hodnoty přiřazujeme do proměnných pomocí operátoru =. Příklad použití:

let first: number; // Vytvoří proměnnou se jménem first, a typem number
first = 10; // Přiřadí do proměnné hodnotu 10
first = 15; // Změní hodnotu proměnné na 15
let second: number = 20; // Vytváření a přiřazení můžeme zkombinovat
let truth: boolean = true; // Vytvoří proměnnou typu bool, která reprezentuje pravdu

S proměnnými stejně jako s čísly můžeme provádět základní operace.

let a: number = 10;
let b: number = 5;
let c: number = a + b; // c je 15
let d: number = b - a; // d je -5

Abychom na základě hodnot proměnných mohli měnit chování programu, potřebujeme podmínky.

Podmínka if nám umožňuje rozhodnout, jestli se určitý kus kódu vykoná, nebo ne.
Používá se k tomu pravdivostní hodnoty true(pravda) a false(nepravda).

Například, pokud máme proměnnou podmínka typu boolean, pak následující kód:

let result: number = 10;
if (podmínka) {
  result = 20;
}

znamená:
Pokud je podmínka pravda (true), proměnná result bude mít hodnotu 20.
Pokud je podmínka nepravda (false), result zůstane 10.

Podmínky často používáme i pro porovnávání čísel. Například:

let first: number;
let second: number;
// ...
if (first == second) {
  // tento kód se vykoná, pokud jsou obě čísla stejná
}

Porovnávat můžeme různými způsoby:

• == zjistí, jestli jsou hodnoty stejné
• < zjistí, jestli je první číslo menší než druhé
• > zjistí, jestli je první číslo větší než druhé
• <= a >= zjistí, jestli je menší/rovno nebo větší/rovno

Pokud chceme, aby se podle podmínky vykonal jeden nebo druhý kus kódu, použijeme if ... else:

if (podmínka) {
  // tento kód se vykoná, když je podmínka pravda
} else {
  // tento kód se vykoná, když je podmínka nepravda
}

Takto můžeme jednoduše řídit, co má program dělat podle různých situací.

Pokud podmínka platí, vykoná se kód a, pokud neplatí, vykoná se kód b.

Za použití proměnných a podmínek rozsvítíme světlo na naší desce různými barvami.

Barevné světlo vytváříme ze tří základních barev: červená (RED), zelená (GREEN), a modrá (BLUE). Tyto barvy mícháme v různých poměrech od 0 do 255, a vytváříme tak různé barvy:

• První hodnota (r) nám dává množství červené (tedy např. hodnoty 100, 0, 0) rozsvítí LEDku červeně
• Druhá (g) dává množství zelené
• Třetí (b) dává množství modré

Ve výchozím stavu je LED vypnutá (hodnoty (0, 0, 0)), a nejsilnější bílé světlo získáme použitím všech barev na maximum (hodnoty (255, 255, 255)).

Druhou variantou je použití předdefinovaných barev, které jsou v souboru colors.ts. Nesmíme zapomenout soubor importovat import * as colors from './libs/colors.js'. Příklad použití obou variant:

ledStrip.set(0, colors.off); // Vypne LEDku pomocí předdefinované barvy
ledStrip.set(0, { r: 0, g: 0, b: 0 }); // Vypne LEDku pomocí vlastní barvy

ledStrip.set(0, colors.green); // Rozsvítí LEDku zeleně pomocí předdefinované barvy
ledStrip.set(0, { r: 0, g: 255, b: 0 }); // Rozsvítí LEDku zeleně pomocí vlastní barvy

OdkazZip

https://robutek.robotikabrno.cz/v2/robot/lekce3/project3.tar.gz

Stáhnout ZIP

Zadání A

Pomocí jedné proměnné se stavem a podmínky každou sekundu buď rozsvítíme, nebo zhasneme LED na desce.

Řešení

import { LED_WS2812, SmartLed } from "smartled";
import * as colors from "./libs/colors.js";
import { createRobutek } from "./libs/robutek.js";
const robutek = createRobutek("V2");

const ledStrip = new SmartLed(robutek.Pins.ILED, 1, LED_WS2812);

let on: boolean = false; // LED je vypnutá

setInterval(() => {
  if (on) {
    // Pokud je LED zapnutá
    ledStrip.set(0, colors.off); // Vypneme LED
    ledStrip.show(); // Zobrazíme změny
    on = false;
  } else {
    ledStrip.set(0, colors.green); // Rozsvítíme LED zelenou barvou
    ledStrip.show(); // Zobrazíme změny
    on = true;
  }
}, 1000);

Zadání B

Pomocí funkce colors.rainbow budeme procházet duhu. Jde o funkci (o těch si povíme trochu více později), která dostane číslo od 0 do 360, a na základě toho vrátí barvu na barevném spektru. V daném intervalu (např. 100 ms) budeme postupně zvyšovat číslo a nastavovat barvu LEDky na colors.rainbow(cislo). Pokud naše číslo přesáhne hodnotu 360, musíme ho opět nastavit na 0.

Řešení

import * as colors from "./libs/colors.js";
import { LED_WS2812, SmartLed } from "smartled";
import { createRobutek } from "./libs/robutek.js"
const robutek = createRobutek("V2");

const ledStrip = new SmartLed(robutek.Pins.ILED, 1, LED_WS2812);

let shade = 0; // Držíme si stav s aktuálním odstínem

setInterval(() => {
    ledStrip.set(0, colors.rainbow(shade)); // Nastavíme LED na aktuální odstín
    ledStrip.show(); // Zobrazíme vybranou barvu
    shade = shade + 1; // Zvedneme odstín (lze i shade += 1)
    if (shade > 360) {
        shade = 0;
    }
}, 100);

Zadání C

Tentokrát budeme reagovat na stisk tlačítka. Do desky si zapojíme pásek 8 inteligentních ledek, a vybranou barvou je budeme rozsvěcet.

Po stisku tlačítka zhasneme aktuální LEDku, a rozsvítíme tu další. Pokud při stisku tlačítka svítí poslední LED, zhasneme ji, a rozsvítíme opět první LED.

Řešení

import * as colors from "./libs/colors.js";
import { LED_WS2812, SmartLed } from "smartled";
import { createRobutek } from "./libs/robutek.js";
import * as gpio from "gpio";

const robutek = createRobutek("V2");

const ledStrip = new SmartLed(robutek.Pins.ILEDConnector, 8, LED_WS2812);

gpio.pinMode(robutek.Pins.ButtonRight, gpio.PinMode.INPUT_PULLUP); // Nastavíme tlačítko

let index: number = 0;
let color: colors.Rgb = colors.light_blue; // Vybereme si barvu
ledStrip.set(0, color); // Nastavíme LED na aktuální odstín
ledStrip.show(); // Zobrazíme změny

gpio.on("falling", robutek.Pins.ButtonRight, () => {
  ledStrip.set(index, colors.off); // Vypneme předchozí LED
  index = index + 1; // Zvedneme index (lze i index += 1)
  if (index >= 8) {
    // Pokud jsme mimo rozsah pásku, vrátíme se na začátek
    index = 0;
  }
  ledStrip.set(index, color); // Nastavíme aktuální LED
  ledStrip.show(); // Zobrazíme změny
});

Výstupní úkol V1 - Knightrider

Svítící LED "běhá" s danou rychlostí od začátku do konce pásky. Jakmile dorazí na konec, změní směr, a posouvá se opačným směrem.

V našem případě bude stačit, když se bude pohybovat pouze jedna LEDka.

Pro dobrovolníky

• Jezdec může při běhu měnit barvy (např. pomocí funkce rainbow)

• Jezdec může zanechávat stopu: barva nezmizí hned, ale až s odstupem. Barva může "mizet" postupně: intenzita stopy se časem snižuje.