Přeskočit obsah

Lekce 3 - proměnné a podmínky¤

V imperativním programování si držíme stav pomocí proměnných. Proměnné jsou pojmenované hodnoty, které mají nějakou hodnotu, můžeme je 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;
let d : number = b - a;

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

Podmínka if na základě pravdivostní hodnoty rozhodne, zda se vykoná daný kus kódu. Pokud proměnná condition je typu bool, potom po vykonání následujícího kódu: 

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

Pokud condition má hodnotu true, bude v result 20, pokud má condition hodnotu false, bude v result 10.

Rovněž se můžeme v podmínce rozhodovat na základě porovnávání číselných hodnot.

let first : number;
let second : number;
...
if (first == second) {
  ...
}

To, zda jsou dvě čísla stejná, zjistíme pomocí ==, zda je jedno větší než druhé zjišťujeme pomocí < a >, případně <= a >=.

Pokud se chceme zachovat dvěma různými způsoby, použijeme konstrukci

if (podmínka) {
  a
} else {
  b
}

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. 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

Pro tuto lekci si stáhneme zip, nebo navážeme na předchozí cvičení. Své řešení budeme psát do souboru index.ts.

Zadání A¤

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

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

const LED_PIN = 48;
const LED_COUNT = 1;

const ledStrip = new SmartLed(LED_PIN, LED_COUNT, LED_WS2812);  // připojí pásek na pin 48, s 1 ledkou a typem 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, 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 { SmartLed, LED_WS2812 } from "smartled";
import * as colors from "./libs/colors.js"

const LED_PIN = 48;
const LED_COUNT = 1;

const ledStrip = new SmartLed(LED_PIN, LED_COUNT, LED_WS2812);  // připojí pásek na pin 48, s 1 ledkou a typem 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 pásku 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 { SmartLed, Rgb, LED_WS2812 } from "smartled";
import * as colors from "./libs/colors.js"
import * as gpio from "gpio";

const LED_PIN = 21;
const LED_COUNT = 8;

const BTN_PIN = 18;

gpio.pinMode(BTN_PIN, gpio.PinMode.INPUT_PULLUP); // Nastavíme tlačítko
const ledStrip = new SmartLed(LED_PIN, LED_COUNT, LED_WS2812);  // připojí pásek na pin 21, s 8 ledkami a typem WS2812

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

gpio.on("falling", BTN_PIN, () => {
    ledStrip.set(index, colors.off); // Vypneme předchozí LED
    index = index + 1; // Zvedneme index (lze i index += 1)
    if(index > 7){ // 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.

Knightrider

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.