Iterative Arrays: วงจรวิ่งไล่ LED แบบเรียงลำดับ

น้องใหม่หลายคนพังโค้ดตัวเองเละเทะด้วยการเขียน digitalWrite(2, HIGH); delay(100); digitalWrite(2, LOW); digitalWrite(3, HIGH)... ยาวเป็นร้อยบรรทัด แค่จะให้ LED 10 ดวงวิ่งไล่กันเป็นเส้นตรง! วงจรวิ่งไล่ LED แบบเรียงลำดับ นี่แหละที่จะปฏิวัติโครงสร้างโปรแกรมให้สะอาดตาขึ้น! ด้วยการโยนหมายเลขพิน (Pin) ของ Arduino เข้าไปเก็บใน อาร์เรย์จำนวนเต็มหนึ่งมิติ (One-Dimensional Integer Array) แล้วใช้ลูป for ตัวเดียวจัดการซะ มันจะบีบโค้ดยุ่งเหยิง 100 บรรทัด ให้เหลือแค่ 4 บรรทัดที่เรียบร้อยสมเป็น C++ ตัวจริง!

เปิดโปงโครงสร้างลูป for แบบ C++

อาร์เรย์ทางกายภาพนี่ทำงานเหมือนตู้เก็บเอกสารที่จัดเรียงหมายเลขพินให้เราเอง

1. int pinArray[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7}; (ดัชนีที่ 0 คือ พิน 2 นะจ๊ะ!)
2. ลูป for ทำงานเหมือนเครื่องยนต์เพิ่มค่าทางคณิตศาสตร์: for (int i = 0; i < 6; i++)
3. เครื่องยนต์สุดโหดนี้จะเอา i ยัดเข้าไปในอาร์เรย์ตรงๆ: digitalWrite(pinArray[i], HIGH);
4. มันจะจุดไฟ "ON" รอ 100ms ปิดไฟ "OFF" แล้วกระโดดไปจัดการพินถัดไปทันที!

int ledPins[] = { 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; // อาร์เรย์เมทริกซ์ฮาร์ดแวร์!
int pinCount = 6;
int timer = 80; // ความเร็วในการวิ่งของแสงไล่!

void setup() {
  // ตั้งโหมดพินแบบประหยัดแรงงาน ด้วยการวนลูปผ่านอาร์เรย์!
  for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) {
    pinMode(ledPins[thisPin], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  // เมทริกซ์การทำงานแบบไป-กลับ สไตล์ Knight Rider!
  
  // สแกนไปข้างหน้าให้หมด!
  for (int thisPin = 0; thisPin < pinCount; thisPin++) {
    digitalWrite(ledPins[thisPin], HIGH);   // จุดไฟ!
    delay(timer);                           // แสดงผลเฟรม!
    digitalWrite(ledPins[thisPin], LOW);    // ดับไฟ!
  }

  // สแกนย้อนกลับให้หมด!
  // เริ่มที่ดัชนี 4 (เพราะดัชนี 5 คือขอบสุดท้าย!)
  for (int thisPin = pinCount - 2; thisPin > 0; thisPin--) { 
    digitalWrite(ledPins[thisPin], HIGH);
    delay(timer);
    digitalWrite(ledPins[thisPin], LOW);
  }
}

กำจัดอันตราย "เงาปรากฎ" แบบ Cylon

ถ้าน้องต่อ LED สีแดง 6 ดวงโดยไม่มีตัวต้านทาน 220 โอห์ม ข้างใน ตัวเก็บประจุขนาดจิ๋วในแผง Arduino จะคายประจุไม่ทัน!

• นี่ทำให้เกิด "Ghosting" คือ LED ที่อยู่ข้างๆ จะเรืองแสงจางๆ ควบคุมไม่ได้!
• ที่แย่กว่านั้น การต่อ LED ตรงไปที่ GND ในขณะที่สัญญาณวิ่งเร็ว จะดึงกระแสเกิน 100mA พร้อมกัน ทำให้เรกูเลเตอร์แรงดันของ ATmega328P รวนได้!
• น้อง ต้อง บัดกรีหรือใช้เบรดบอร์ดต่อ ตัวต้านทาน 220 โอห์ม 6 ตัว แยกกันให้แต่ละ LED ทุกดวงจากพินเอาต์พุตของมันให้เรียบร้อย! ห้ามช็อตนะตัวนี้!

การตั้งค่าฮาร์ดแวร์สำหรับอาร์เรย์เอาต์พุต

• Arduino Uno/Nano (จัดการการวนลูปของอาร์เรย์แบบต่อเนื่องได้อยู่แล้ว)
• LED ขนาด 5mm จำนวน 6 ดวง (เหมือนกัน) (สีแดงหรือน้ำเงินจะให้เอฟเฟกต์แสงวิ่งแบบ Cylon ที่เท่สุดๆ)
• ตัวต้านทาน (Resistor) 220 โอห์ม จำนวน 6 ตัว (คุมกระแสให้อยู่ในเกณฑ์ปลอดภัยสำหรับตัวไมโครคอนโทรลเลอร์! ห้ามช็อตนะตัวนี้)
• โพเทนชิออมิเตอร์แบบอนาล็อก (ตัวเลือกเสริม) (ถ้าน้องต่อปุ่มหมุนเข้ากับขา A0 น้องจะสามารถแมปค่าจาก analogRead ไปเป็นตัวแปร timer ได้พอดีเป๊ะ ทำให้เราสามารถปรับความเร็วของแสงวิ่งได้แบบเรียลไทม์ด้วยการหมุนปุ่ม! จัดไปวัยรุ่น)

---

ตัวอย่างโค้ด (เปิดปิด LED ตามลำดับแบบพื้นฐาน):

/* A simple program to sequentially turn on and turn off 10 LEDs */
int LED3 = 11;
int LED4 = 10;
int LED5 = 9;
int LED6 = 8;
int LED7 = 7;
int LED8 = 6;
int LED9 = 5;
int LED10 = 4;
int LED11 = 3;
int LED12 = 2;
void setup() {
pinMode(LED3, OUTPUT);
pinMode(LED4, OUTPUT);
pinMode(LED5, OUTPUT);
pinMode(LED6, OUTPUT);
pinMode(LED7, OUTPUT);
pinMode(LED8, OUTPUT);
pinMode(LED9, OUTPUT);
pinMode(LED10, OUTPUT);
pinMode(LED11, OUTPUT);
pinMode(LED12, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED3, HIGH); // turn on LED3
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED4, HIGH); // turn on LED4
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED5, HIGH); // turn on LED5
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED6, HIGH); // turn on LED6
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED7, HIGH); // turn on LED7
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED8, HIGH); // turn on LED8
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED9, HIGH); // turn on LED9
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED10, HIGH); // turn on LED10
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED11, HIGH); // turn on LED11
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED12, HIGH); // turn on LED12
delay(100); // wait for 200ms
digitalWrite(LED3, LOW);  // turn off LED3
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED4, LOW);  // turn off LED4
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED5, LOW);  // turn off LED5
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED6, LOW);  // turn off LED6
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED7, LOW);  // turn off LED7
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED8, LOW);  // turn off LED8
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED9, LOW);  // turn off LED9
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED10, LOW);  // turn off LED10
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED11, LOW);  // turn off LED11
delay(100); // wait for 300ms
digitalWrite(LED12, LOW);  // turn off LED8
delay(100); // wait for 300ms before running program all over again
}