Моторы: едем и останавливаемся

Каждым мотором управляют два контакта. Контакт направления решает, куда крутится колесо. Контакт скорости решает, насколько сильно: число от 0 (стоит) до 255 (полная мощность). Левый мотор подключён к контактам 7 (направление) и 6 (скорость).

1. Создай скетч L21_Left_Motor по шаблону и напиши setup() сам: что должно произойти, сказано в комментариях.

// Шаблон среднего уровня. Напиши код в разделе «Твоя часть» по целям в комментариях. const int LEFT_DIR_PIN = 7;const int LEFT_SPEED_PIN = 6;const int FORWARD = HIGH; // ===== Твоя часть: напиши сам ===== void setup() {  // Подготовь оба контакта левого мотора.  // Левое колесо крутится вперёд 2 секунды с силой 100 из 255 и останавливается само.} void loop() {}

2. Загрузи программу при выключенном питании моторов.
3. Включи питание моторов и нажми кнопку Reset на плате: программа начнётся заново.

Левый мотор подключён к контактам 7 (направление) и 6 (скорость). Направление «вперёд» на этом комплекте — уровень HIGH.

Требование 1. Скетч L21_Left_Motor: левое колесо крутится вперёд ровно 2 секунды с силой из именованной переменной и останавливается само. Номера контактов — именованные константы, а не числа в командах.

Приёмка.

1. На подставке напарник засекает по секундомеру, сколько крутится колесо.
2. Замени уровень направления на противоположный. Что сделало колесо? Запиши, какой уровень на твоём роботе — «вперёд».
3. Объясни в журнале, почему колесо остановилось, хотя loop() пустой.

Правый мотор устроен так же, как левый: контакт направления 4 и контакт скорости 5. Имена всех четырёх контактов в шаблоне уже есть.

1. Создай скетч L21_Both_Motors по шаблону и напиши setup() сам. Свою программу левого мотора используй как образец.

// Шаблон среднего уровня. Напиши код в разделе «Твоя часть» по целям в комментариях. const int LEFT_DIR_PIN = 7;const int LEFT_SPEED_PIN = 6;const int RIGHT_DIR_PIN = 4;const int RIGHT_SPEED_PIN = 5;const int FORWARD = HIGH;int speed = 100; // ===== Твоя часть: напиши сам ===== void setup() {  // Подготовь контакты обоих моторов.  // Оба колеса крутятся вперёд со скоростью speed одну секунду и останавливаются.} void loop() {}

2. Загрузи и запусти на подставке.
3. Поменяй speed на 60, потом на 200. Как меняется вращение?

Требование 2. Оба колеса крутятся вперёд ровно одну секунду со скоростью из одной именованной переменной speed и останавливаются. Правый мотор подключён к контактам 4 (направление) и 5 (скорость). Начни со своей программы для левого мотора и сохрани её как L21_Both_Motors.

Исследование: с какого числа колесо трогается. На подставке ставь speed = 20, 40, 60, 80… и запиши для каждого колеса, при каком наименьшем числе оно начинает уверенно крутиться.

void loop() {
  analogWrite(LEFT_SPEED_PIN, speed);
  analogWrite(RIGHT_SPEED_PIN, speed);
  delay(1000);
  analogWrite(LEFT_SPEED_PIN, 0);
  analogWrite(RIGHT_SPEED_PIN, 0);
}

1. Запиши ответ в журнал.
2. Предложи два разных исправления и запиши их кодом: одно — без loop(), второе — оставив движение в loop().

void forward(int ms) {
  drive(FORWARD, speed, FORWARD, speed);
  delay(ms);
}

void setup() {
  // … настройка контактов
  forward(1000);
}

void loop() {
}

Требование. Перепиши программу так, чтобы движение осталось в loop(), но робот проехал ровно одну секунду и больше не трогался. while (true) использовать нельзя.

1. Проверь на подставке: колёса крутятся одну секунду и стоят, пока не нажмёшь Reset.
2. Объясни в журнале, как твоя программа «помнит», что движение уже было.

Писать каждый раз по четыре строки неудобно. Соберём их в функции: forward(), backward(), stopMotors(). Функции drive и forward в шаблоне — образец.

1. Создай скетч L21_Moves по шаблону. Напиши backward, stopMotors и движение в setup() сам.

// Шаблон среднего уровня. Напиши код в разделе «Твоя часть» по целям в комментариях.// Функции drive и forward ниже — образец. const int LEFT_DIR_PIN = 7;const int LEFT_SPEED_PIN = 6;const int RIGHT_DIR_PIN = 4;const int RIGHT_SPEED_PIN = 5;const int FORWARD = HIGH;const int BACKWARD = (FORWARD == HIGH) ? LOW : HIGH;int speed = 100; // ===== Твоя часть: напиши сам ===== void backward(int ms) {  // Оба колеса крутятся назад со скоростью speed ms миллисекунд.} void stopMotors() {  // Оба мотора стоят.} void setup() {  pinMode(LEFT_DIR_PIN, OUTPUT);  pinMode(LEFT_SPEED_PIN, OUTPUT);  pinMode(RIGHT_DIR_PIN, OUTPUT);  pinMode(RIGHT_SPEED_PIN, OUTPUT);  stopMotors();  delay(2000); // время убрать руки от робота   // Вперёд 1 секунду, остановка, пауза полсекунды, назад 1 секунду, остановка.} // ===== Образец — не меняй ===== void drive(int leftDir, int leftSpeed, int rightDir, int rightSpeed) {  digitalWrite(LEFT_DIR_PIN, leftDir);  digitalWrite(RIGHT_DIR_PIN, rightDir);  analogWrite(LEFT_SPEED_PIN, leftSpeed);  analogWrite(RIGHT_SPEED_PIN, rightSpeed);} void forward(int ms) {  drive(FORWARD, speed, FORWARD, speed);  delay(ms);} void loop() {}

2. Найди, где функции описаны и где они вызываются. Покажи напарнику.

Требование 3. Программа L21_Moves построена из функций:

• drive(leftDir, leftSpeed, rightDir, rightSpeed) — единственное место, где задаются направление и скорость колёс;
• forward(ms) и backward(ms) — движение на заданное время, stopMotors() — остановка;
• направление «назад» не записано числом, а получено из FORWARD: на другом комплекте FORWARD может быть другим;
• после включения есть 2 секунды, чтобы убрать руки;
• в setup(): вперёд 1 секунду, стоп, пауза полсекунды, назад 1 секунду, стоп.

1. Загрузи программу на подставке и проверь: вперёд, пауза, назад, стоп.
2. Поставь робота на пол, отметь старт скотчем, включи питание моторов и нажми Reset.
3. Повтори три раза. Каждый раз отметь, где робот остановился, и измерь линейкой, на сколько сантиметров он ушёл от старта вперёд-назад и вбок.

4. Одинаково ли робот ошибается в трёх заездах? Запиши вывод.

Узнай, насколько прямо едет твой робот, и попробуй это исправить одним изменением.

1. Проверь программу на подставке, потом поставь робота на пол у начала метровой полосы скотча. Проедь вперёд 2 секунды. Измерь, на сколько сантиметров нос ушёл вбок от полосы. Повтори три раза.
2. Предложи одно изменение, которое уменьшит увод: например, разные скорости левого и правого колеса. Запиши, почему ты ожидаешь улучшения.
3. Сделай изменение и снова три заезда. Стало лучше? На сколько?

1. Сделай так, чтобы робот проехал вперёд в два раза дальше, а назад — как раньше.
2. Сделай «челнок» — вперёд, стоп, назад, стоп три раза подряд, — написав вызовы forward, stopMotors, backward только один раз. Нужен цикл for из урока 1.1.

Требование 4. Функция shuttle(times, ms) делает «челнок» times раз: вперёд ms миллисекунд, стоп, назад, стоп. Вызовы движений в ней написаны один раз.

Исследование: сколько проезжает робот.

1. Три раза запусти forward(1000) при speed = 100 и измерь путь линейкой в миллиметрах. Повтори при speed = 200.
2. Посчитай, сколько миллиметров в секунду проезжает робот при каждой скорости. Во сколько раз отличаются результаты? Вдвое ли, как отличаются числа speed?
3. Подбери время backward так, чтобы после одного челнока робот вставал не дальше 2 см от старта. Запиши, почему вперёд и назад время получилось разным.