Skip to main content

2.1 Brojač pritisaka tipke

Do sada je pločica samo govorila. U ovom primjeru počinje slušati: čitat ćeš tipku pomoću Soldered NULA MINI pločice i brojati koliko je puta pritisnuta, ispisujući tekući ukupan broj u konzolu.

✅

U ovoj dokumentaciji naučit ćeš:

  • Kako spojiti tipku bez dodatnih komponenti, koristeći otpornik ugrađen u čip
  • Kako konfigurirati pin kao ulaz pomoću Pin.IN i Pin.PULL_UP
  • Kako pročitati taj pin pomoću value()
  • Zašto pritisnuta tipka daje 0, a ne 1

Potreban hardver:

  • 1x Soldered NULA MINI pločica
  • 1x Breadboard
  • 1x Tipka
  • 2x Jumper žice
  • 1x USB-C kabel
ℹ️
Za ovaj primjer nije potreban otpornik. Tipke na ovoj pločici koriste otpornik ugrađen u sam čip, koji se uključuje u kodu. Sve što ti treba je tipka i dvije žice.

Spajanje komponenti​

Prati pet koraka ispod. Svaka fotografija snimljena je s istog položaja, pa je možeš usporediti s prethodnom i vidjeti točno što se promijenilo.

1. Umetni NULA MINI pločicu na breadboard​

ℹ️
Ovaj korak pretpostavlja da znaš kako je breadboard spojen iznutra i što su njegove naponske vodilice (power rails). Za uvod pogledaj stranicu dokumentacije Osnove breadboarda.

Utisni pločicu u jedan kraj breadboarda tako da njezina dva reda pinova sjednu s obje strane središnjeg kanala, s čipom okrenutim prema dolje. Pritisni je ravnomjerno dok svi pinovi ne sjednu.

NULA MINI pločica postavljena na breadboard
Korak 1: pločica postavljena na breadboard

Odvoji trenutak da nađeš dva pina koja ovaj primjer koristi. Imena pinova ispisana su duž oba ruba pločice, a svaki pin sjedi u svom numeriranom redu. Na fotografiji iznad pločica zauzima redove 25 do 30, što stavlja IO19 u red 27 i GND u red 30.

ℹ️
Tvoja pločica može sjediti u drugim redovima od one na fotografiji. Važno je u koji red sleti koji pin. Čitaj imena ispisana na pločici, a ne prepisuj brojeve.

2. Postavi tipku​

Utisni tipku u sredinu breadboarda tako da premosti središnji kanal, nekoliko redova dalje od pločice. Na fotografiji su njezine nožice u redovima 15 i 17.

Tipka postavljena preko središnjeg kanala
Korak 2: tipka premošćuje središnji kanal
⚠️
Tipka ima četiri nožice, ali samo dvije su važne. Dvije nožice na istoj strani tipke trajno su spojene unutar nje. Pritisak tipke spaja jednu stranu s drugom. Zato uvijek koristi jednu nožicu s obje strane središnjeg kanala, jednu u pojasu a–e i jednu u pojasu f–j. Ako uzmeš obje žice s iste strane, te dvije su već spojene i pločica će se ponašati kao da je tipka zauvijek pritisnuta.

3. Spoji GND na tipku​

Masa ide u dva skoka, koristeći plavu − vodilicu duž ruba breadboarda kao dijeljenu liniju mase.

  • Prva jumper žica: iz reda u kojem je GND (red 30 na fotografiji) do plave − vodilice.
  • Druga jumper žica: s te iste plave − vodilice natrag u red 15, na f–j strani tipke.
Dvije jumper žice spajaju GND na tipku preko negativne vodilice
Korak 3: GND dolazi do tipke preko plave − vodilice
ℹ️
Obje žice moraju ići u isti stupac vodilice, onaj koji ide uz plavu liniju. Vodilica uz crvenu liniju je zaseban pojas i nije spojena s njom.

4. Spoji IO19 na tipku​

Sada signalna žica. Povuci jednu jumper žicu iz reda u kojem je IO19 (red 27 na fotografiji) u red 17, na a–e strani tipke.

Jumper žica spaja IO19 na lijevu stranu tipke
Korak 4: IO19 spojen na drugu stranu tipke

Primijeti da dvije žice dolaze do tipke s suprotnih strana: red 15 na f–j strani, red 17 na a–e strani. To je dijagonalni par opisan iznad, i to je ono što tipku čini stvarnim prekidačem.

5. Spoji pločicu na računalo​

Priključi USB-C kabel u pločicu. LED-ica napajanja se upali čim pločica dobije struju.

Gotov krug s priključenim USB-C kabelom
Korak 5: gotov krug, napajan preko USB-C

Čitanje ulaza​

Izlazni pin je onaj koji pločica pobuđuje; ulazni pin je onaj koji mjeri. U 1.2 Blinkanje LED-ice pin je stvoren s Pin.OUT jer smo u njega pisali. Ovdje želimo obrnuto, pa je pin stvoren s Pin.IN, a value() prijavljuje što nađe, kao 1 (visoko) ili 0 (nisko).

Pin koji nije spojen ni na što je problem: kaže se da lebdi, i skuplja dovoljno električnog šuma iz okoline da sam od sebe skače između visokog i niskog stanja. Pločica bi brojala pritiske koji se nikada nisu dogodili. Pinu treba nešto što ga drži na poznatoj vrijednosti kad tipka ništa ne radi.

Za to služi Pin.PULL_UP. On uključuje otpornik unutar čipa koji nježno veže pin na 3.3 V, pa pin čita 1 dok se ništa drugo ne događa. Posao tipke je samo spojiti taj pin na GND, što nadglasa slabi unutarnji otpornik i povuče pin na 0 V.

btn = Pin(BUTTON_PIN, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
ℹ️
Zato pritisnuta tipka daje 0. Pin se drži visoko dok je tipka otpuštena, a čita nisko dok je pritisnuta, obrnuto od onoga što većina ljudi očekuje. Tipka spojena na ovaj način naziva se active low, i to je standardni način spajanja tipke na bilo koji mikrokontroler.
ℹ️
U Arduinu je to posao u dva koraka: ne stvaraš ništa, pa pozoveš pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP) unutar setup(). MicroPython oboje sklapa u jednu liniju iznad: treći argument funkcije Pin() je ono što uključuje pull-up.

Brojanje pritisaka​

Budući da u MicroPythonu nema loop(), pišemo vlastitu beskonačnu petlju i čitamo tipku unutar nje. Kada je vrijednost 0, tipka je pritisnuta, pa brojaču dodajemo jedan i ispisujemo novi ukupan broj.

Operator += je skraćeni zapis za "dodaj onome što je već tu", pa counter += 1 znači isto kao counter = counter + 1.

if reading == 0:
    counter += 1
    print("Counter:", counter)
ℹ️
Predavanje nekoliko stvari funkciji print() odvojenih zarezima ispisuje ih u jednoj liniji s razmakom između, pa print("Counter:", counter) daje Counter: 4. To te spašava od toga da sam spajaš tekst i broj.

Ostavljeno tako, držanje tipke pritisnutom poslalo bi brojač u vrtoglavi rast, jer bi petlja u svakom prolazu našla tipku još pritisnutu. Zato nakon što izbrojimo pritisak čekamo da se tipka vrati gore prije nego nastavimo:

while btn.value() == 0:
    # Čekaj dok se tipka ne otpusti
    time.sleep_ms(10)
⚠️
Ta kratka petlja radi više posla nego što izgleda. Metalni kontakti unutar tipke zveckaju dok se zatvaraju, i program koji bi djelovao samo na reading == 0 izbrojao bi jedan pritisak nekoliko puta. Čekanje otpuštanja drži program na mjestu dok se kontakti ne umire i dok tvoj prst ne otiđe s tipke, pa u praksi jedan pritisak daje jedan broj: pet promišljenih pritisaka na pločici korištenoj za ovu stranicu dalo je točno pet linija. Cijena je to što ta petlja blokira: dok je tipka pritisnuta, pločica sjedi u njoj i ne može raditi ništa drugo. 2.2 Debounce tipke je zamjenjuje mjeračem vremena koji nikada ne blokira, a to je ono što programu koji ima još posla stvarno treba.

Kod​

# Modul machine sadrži sve što razgovara s hardverom, a Pin upravlja pojedinim pinom.
from machine import Pin
import time

# Ovo je varijabla kojoj predajemo broj pina na koji smo spojili TIPKU.
# NULA pločica ima logiku imenovanja pinova ovako: IO19, gdje je 19 broj koji dajemo varijabli.
BUTTON_PIN = 19

# Ovdje stvaramo naš Pin objekt, koji smo nazvali "btn". Pin.IN govori pločici da ovaj pin treba čitati vrijednost
# umjesto da je piše. Pin.PULL_UP uključuje otpornik unutar čipa koji nježno veže pin na 3.3V,
# pa tipka mora samo spojiti pin na GND i nikakvi dodatni dijelovi na breadboardu nisu potrebni.
btn = Pin(BUTTON_PIN, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

# Ova varijabla drži vrijednost našeg brojača.
counter = 0

# Ispiši početnu poruku da znamo da se program uspješno pokrenuo.
print("Button Counter Example started!")
print("Press the button to increase the counter...")

# Petlja while True ponavlja se unedogled, pa se kod unutar nje izvršava dok ne zaustavimo program.
while True:

    # value() je funkcija koja čita vrijednost s našeg pina, ili 1 (visoko) ili 0 (nisko).
    # Pull-up otpornik drži pin na 3.3V dok je tipka otpuštena, pa čitamo 1, a pritisak tipke
    # spaja pin na GND pa čitamo 0. Tipka spojena na ovaj način naziva se active low.
    reading = btn.value()

    # Ako je tipka pritisnuta, povećaj brojač za jedan i ispiši ga u konzolu.
    # Budući da ova verzija ne uključuje debounce, za jedan pritisak može se pojaviti više brojeva.
    if reading == 0:
        counter += 1
        print("Counter:", counter)

        # Čekaj da se tipka otpusti prije nego dopustimo novo brojanje.
        while btn.value() == 0:
            # Čekaj dok se tipka ne otpusti
            time.sleep_ms(10)

    # time.sleep_ms() pauzira program za zadani broj milisekundi. Vrlo kratka pauza ovdje ostavlja
    # procesoru trenutak da obavi svoj posao u pozadini umjesto da svaki ciklus troši na provjeru tipke.
    time.sleep_ms(10)
ℹ️
time.sleep_ms(10) čeka deset milisekundi. To je druga funkcija od time.sleep() koju si koristio za blinkanje LED-ice, a koja mjeri u sekundama. time.sleep_ms(10) i time.sleep(0.01) su ista pauza zapisana na dva načina.

Što bi trebao vidjeti​

Pritisni Run. Dvije početne poruke pojavljuju se u Shellu odmah, a svaki pritisak dodaje liniju:

Button Counter Example started!
Press the button to increase the counter...
Counter: 1
Counter: 2
Counter: 3
Counter: 4
ℹ️
Svaki pritisak trebao bi dodati točno jednu liniju: pet brojeva iznad došlo je od pet pritisaka. Ako pritiskaš vrlo brzo i brojač skoči za dva, to je odskakivanje kontakta opisano iznad koje se provuklo, a 2.2 Debounce tipke je mjesto gdje se to rješava kako treba.
ℹ️
U Shellu nema ničega? Provjeri je li pločica stvarno spojena i odabrana kao interpreter, pa ponovno pritisni Run. Skripta koja je ostala pokrenuta iz ranijeg primjera drži pločicu zaposlenom dok je ne zaustaviš.

Cijeli primjer​

Pogledaj cijeli kod primjera na linku ispod:

2.1_Button_Counter.py

Primjer koji broji koliko je puta tipka pritisnuta i ispisuje ukupan broj u konzolu.