Створення власної бібліотеки керування двигуном постійного струму

При створенні бібліотеки можна побачити деякі особливості:

Файл починається з директиви #ifndef ServoS, яка перевіряє, чи не було підключено цю бібліотеку раніше. Якщо ми ніде раніше її не підключали, то до програми буде додано код, що знаходиться між #define MotorS та #endif

Крім того ми визначаємо кілька функцій з одним ім'ям та різними аргументами. Це пов'язано з тим, що при використанні бібліотек виклик функції з меншою, ніж визначено кількістю аргументів призведе до помилок. Задати значення аргументів за умовчанням не вдасться, точніше для кожного випадку потрібно буде описати окрему функцію. Тому у нас по дві функції SetSpeed(int newspeed) та SetSpeed(int newspeed, int smooth)

Тепер залишилося розібратися із файлом MotorS.cpp. Тут знаходиться код для описаних у заголовному файлі функцій. При цьому нам потрібно вказувати, до якого класу відносяться функції, що викликаються. Оскільки в нашій бібліотеці використовується клас MotorClass, всі функції будуть ставитися до нього. У випадку конструктора, ім'я якого збігається з ім'ям класу, це буде виглядати як MotorClass:: MotorClass (), решта функцій – відповідно MotorClass::Ім'яФункції();

/* Користувальницька бібліотека управління сервоприводами */
#include "MotorS.h" // Підключаємо заголовний файл
MotorClass:: MotorClass (int pE, int pI) // Конструктор класу. Перший аргумент - номер піна управління швидкістю, другий - напрямом
{
pinE = pE; // Задаємо керуючі піни для швидкості
pinI = pI; // І напрямки обертання
pinMode (pinE, OUTPUT); // Задаємо роботу відповідних пінів як виходи
pinMode (pinI, OUTPUT);
Power = 0; // за умовчанням двигун стоїть
SpeedChanging=false; // За умовчанням двигун не пришвидшується
}
void MotorClass::RunMotor(int motorpower) // Задаємо швидкість і напрямки обертання двигуна
// Негативне значення - обертання у зворотний бік
{
Direction=(motorpower>0)?HIGH:LOW; // Якщо вказано позитивну швидкість - на вихід напрямку подається сигнал HIGH
digitalWrite(pinI,Direction); // для негативної – LOW
digitalWrite(pinE,abs(Power)); // Подаємо на вихід керування швидкістю сигнал, який відповідає потрібній швидкості
}
MotorClass::SetSpeed(int newspeed) // Встановлюємо швидкість двигуна у відсотках від максимуму.
{
Power=(int)newspeed/2.55; // Оскільки швидкість змінюється від 0 дл 100%, а потужність - в діапазоні від 0 до 255,
// обчислюємо необхідне значення потужності
RunMotor(Power);
}
MotorClass::SetSpeed(int newspeed, int smooth) // Плавно змінюємо швидкість двигуна у відсотках від максимуму.
// Негативне значення - обертання у зворотний бік
// Плавність зміни регулюється значенням smooth (час на один крок зміни швидкості, мс)
{
ReqPower=(int)newspeed/2.55; // Оскільки швидкість змінюється від 0 дл 100%, а потужність – у діапазоні від 0 до 255, обчислюємо потрібне значення
if (ReqPower>=Power) // У який бік змінюватиметься потужність?
StartPowerStep=1; // збільшуватись на 1 (1/255 від повної)
else
StartPowerStep=-1; // зменшуватись на 1 (1/255 від повної)
StartTimeStep=smooth;
StartTimer=millis(); // Починаємо відлік часу зміни швидкості
SpeedChanging=true; // встановлюємо режим зміни швидкості, для подальшої обробки функції UpdateSpeed()
}
void MotorClass::UpdateSpeed() // Обробка дій, які повинні проводитися із затримкою,
{
if (SpeedChanging) // Якщо встановлено режим зміни швидкості
if ((millis()-StartTimer)>= StartTimeStep) // Якщо з попередньої зміни швидкості пройшло більше часу, ніж задано
{
if (Power! = ReqPower) // Поки не досягли потрібної швидкості
{
Power+=StartPowerStep; // міняємо швидкість
RunMotor(Power); // даємо команду двигуну
StartTimer=millis(); // встановлюємо таймер для початку відліку для наступного зміни потужності
}
else // Якщо потрібна швидкість досягнута
SpeedChanging=false; // Вимикаємо режим зміни швидкості
   }
}

Для використання нашої бібліотеки скористаємося попереднім прикладом, в якому ми підключали два двигуни:

У коді програми всю частину, яка відповідала за опис нашого класу MotorClass, замінимо на функцію підключення бібліотеки #include "MotorS.h". Розмір даних, що завантажуються в контролер, практично не зміниться (адже ми, фактично, додаємо код з бібліотеки до того, який відображається в полі редагування). Але працювати з такою програмою набагато простіше, адже не потрібно щоразу, коли ми хочемо керувати двигунами, копіювати всі керуючі змінні та функції.

/* Управління двигунами постійного струму користувальницькою бібліотекою з підтримкою плавної зміни швидкості */
#include "MotorS.h" // Підключаємо бібліотеку для роботи з двигунами постійного струму
MotorClass M1(5,4); // Перший двигун управляється виходами 5 і 4 (швидкість та напрямок відповідно)
MotorClass M2(6,7); // Другий двигун управляється виходами 6 та 7
void setup()
{
M1.SetSpeed(50); //Перший двигун - увімкнути на 50% швидкості
M1.SetSpeed(-100, 2); // Другий двигун - увімкнути на 100% швидкості плавно
}
void loop()
{
M1.UpdateSpeed(); // Обробити зміни швидкості першого двигуна
M2.UpdateSpeed(); // Обробити зміни швидкості другого двигуна
}

Результат роботи програми, порівняно із звичайним використанням класу, не змінився – перший двигун максимально швидко розженеться до половини максимальної швидкості, другий обертатиметься у зворотний бік, причому на розгін з нуля до максимуму у нього піде пів секунди.

Залишилося лише подбати про підсвічування створених нами функцій Arduino IDE. Для цього зробимо в папці з нашою бібліотекою файл keywords.txt (шлях до нього має виглядати приблизно як “/Arduino/libraries/MotorS/keywords.txt”) У цей файл запишемо назви нашого класу та його методу , помітивши їх «KEYWORD1 для імені класу та «KEYWORD2» для методів:

Помістимо туди інформацію про ключові слова, які потрібно підсвічувати:

# Підсвічування синтаксису для бібліотеки MotorS
MotorClass KEYWORD1
RunMotor KEYWORD2
SetSpeed KEYWORD2
UpdateSpeed KEYWORD2

Між словом та його типом ставиться знак табуляції, між рядками – переклад рядка.

Знову перезавантажимо Arduino IDE, тепер наш клас та його функції підсвічуються відповідним кольором:

Без keywords.txt:

За допомогою keywords.txt:

Тепер код більш розбірливий, а використання власноруч створеної бібліотеки нічим не відрізняється від використання стандартних бібліотек