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Condicionales y botones

La instruccion if

Objetivos

.

 
    • Lógica digital y algebra de Bool.
    • Los condicionales.Instrucción if.
    • Botones, pulsadores y pullups.
    • Debouncing.

 

Material requerido.

 

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Lógica digital y algebra de Bool

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En la sesión anterior presentamos el tipo de variable bool destacando que solo puede tomar dos valores: True o False. Aunque para quienes no estén acostumbrados al algebra booleana o binaria puede parecer excesivo dedicar un tipo a algo tan simple, en la práctica buena parte de las instrucciones de programación se apoyan o dependen de este tipo de variables.

La razón práctica es que con frecuencia hay que tomar decisiones para seguir un camino u otro en función de que se cumpla una condición dada; Esta condición se debe evaluar necesariamente,  a True o False para tomar una decisión sin duda posible.

Por ejemplo, en las sesión 4 usamos la instrucción for  y comentamos que la iteración se mantiene mientras se cumpla una cierta condición. Esta condición debe ser evaluable a True o False, es decir es un booleano.

Existen otras muchas instrucciones que se apoyan en los valores booleanos, (como los condicionales if que veremos en esta sesión)  pero en un modo muy explicito toda la computación actual se basa en la lógica digital de solo dos valores que solemos llamar 1 y 0, pero que con todo derecho podemos llamar a estos valores True y False.

Los ordenadores modernos funcionan mediante la aplicación del algebra de bool a variables booleanas y con un juego completo de operadores lógicos como la negación, que vimos en la sesión anterior, mas operadores lógicos como AND, OR, + y – .

 

La instrucción if

 

En este capítulo vamos a presentar unas instrucciones nuevas de C++, que nos permitan tomar decisiones para hacer una cosa u otra.

La instrucción if es muy sencilla de usar, basta con pasarle entre paréntesis una variable o condición que se evalúe a true o false. Si el resultado es true se hace el bloque que viene a continuación y en caso contrario se ejecuta el bloque que hay detrás del else si existe.

Si no existe la clausula del esle, entonces el bloque que sigue al if, se ejecuta o no, en función de la condición y luego sigue con la secuencia de instrucciones a continuación.

     if ( condición)
          {   
              instrucción 1 ;
              instrucción 2 ;
              ................
          }
     else 
         {
              instruccion20 ;
              instruccion21 ;
              ..............
 }

Recordemos que en el circuito de la sesión anterior disponíamos de un pulsador y de un LED, en esta sesión vamos a continuar con el mismo circuito y para conseguir que el LED se encienda o apague al pulsar el botón. Para ello podríamos mantener  la misma función setup() y escribir el loop() diferente:

     void loop()
          {
              bool valor = digitalRead(boton) ;
              if ( valor)
                   digitalWrite( LED, HIGH) ;
              else
                   digitalWrite( LED, LOW) ; 
           }

Leemos primero el botón a una variable bool y después decidimos si encender o apagar el LED dependiendo de qué su valor sea True o False.

 
  • Recordemos que un bloque es un conjunto de instrucciones encerrados entre llaves y que hay un caso particular en el que se pueden omitir si y solo si, el bloque consta de una única instrucción como es nuestro caso.
  • Se puede utilizar una instrucción if omitiendo la cláusula de else si se desea, pues esta es opcional.
 

Volviendo con los botones

 

Vamos con un programa diferente. Queremos que el botón actúe como un interruptor, que al pulsarlo una vez se encienda, y la próxima vez lo apague. Podríamos plantear algo así y os recomiendo que lo probéis en vuestro Arduino:

     int LED = 10 ; int boton = 6 ;
     bool estado = false ;
     void setup()
          {
             pinMode( LED, OUTPUT) ;
             pinMode( boton , INPUT_PULLUP) ;
             digitalWrite(LED , LOW) ; // Apagamos el LED al empezar
          }
     void loop()
          { 
              bool  valor =  digitalRead(boton) ;                 //leemos el botón: false  =  LOW
              if ( valor == false )                               // esto es que han pulsado el botón
                   {
                        estado = ! estado ;                       // cambiamos el estado
                        digitalWrite(LED, estado) ;            // escribimos el nuevo valor
                   }
          }

La idea es definir una variable llamada estado al principio para guardar la situación del LED. El loop comprueba si se ha pulsado el botón, y de ser así invierte su estado,  y después escribe el valor de estado en el LED. Si estaba encendido lo apaga. Si estaba apagado se enciende.

Aunque parece un plan perfecto, en la práctica no va a funcionar. En el tiempo que nosotros tardamos entre pulsar y liberar el botón, nuestro humilde Arduino es capaz de leer unos cuantos miles de veces el pulsador e invertir el valor del LED otras tantas.

Por eso, si lee un número par de veces dejara el LED como estaba y si lo lee un número impar de veces lo invertirá. En la práctica la situación del LED se torna aleatoria, y si pulsáis repetidamente el botón veréis que el resultado es impredecible.

Otra fuente de problemas es que en el mundo real un interruptor no cambia de un estado a otro de forma perfecta, sino que suele rebotar y causar varios conexiones y desconexiones muy rápidas antes de quedar en un valor estable. A esto se le llaman rebotes (bouncing) y al procedimiento para eliminar estos rebotes se le llama debouncing en la jerga electrónica.

El debouncing se puede hacer por hardware con un conjunto de resistencia y condensador, o por software, mucho más frecuentemente (por más barato) y para esto una solución es nuevamente frenar a Arduino y hacerle esperar un tiempo entre 50 y 250 mili-segundos una vez que detecta que se ha pulsado el botón, de modo que nos dé tiempo a liberar el pulsador:

     void loop()
           {          
               bool  valor =  digitalRead(boton) ;                 //leemos el botón: false = LOW
              if ( valor == false )                               // esto es que han pulsado el botón
                  {
                      estado = ! estado ;                        // cambiamos el estado
                      digitalWrite(LED, estado) ;            // escribimos el nuevo valor
                      delay(250) ;
                  }
            }
 
  • Muy importante: Nótese que la condición es (valor == false), con doble = . En C++ la comparación de dos valores usa ==, la asignación de valor a una variable solo uno. Esto es fuente de errores frecuentes al principio (entre novicios inexpertos).
 

Este lapso de 250 ms es suficiente para pulsar y liberar el botón cómodamente. Si probáis esta variante veréis que ahora el LED invierte su valor cada vez que pulsas, siempre y cuando no te demores demasiado en liberar el botón.

Pero… ¿Qué pasa cuando dejas el botón pulsado?

Pues sencillamente que el LED invierte su estado cada 250 ms (milisegundos) y tenemos otra variante del blinking LED.

Si queremos poder mantener pulsado sin que se produzca este efecto hay que sofisticar un poco más el programa:

     int LED = 10 ; int boton = 6 ;
     bool estado = true ;
     bool estado_anterior = true ;

     void setup()
          { 
               pinMode(boton, INPUT_PULLUP);        //Hemos eliminado R3 
               pinMode(LED, OUTPUT);
          }

     void loop()
          {
               estado = digitalRead(boton);
               if (estado != estado_anterior)      //hay cambio : Han pulsado o soltado
                  {
                     if (estado == LOW)            //Al pulsar botón cambiar LED, pero no al soltar
                           digitalWrite(LED, !digitalRead(LED));
                     estado_anterior = estado ;     // Para recordar el ultimo valor
                  }
           }

Ya dijimos que para comprobar si dos valores son iguales usamos ==, Para comprobar si son diferentes usamos != , y existen otros operadores relacionales

 
  • Igual que: ==
  • Distinto de: !=
  • Mayor que: >
  • Mayor o igual: >=
  • Menor que: <
  • Menor o igual: <=
 

Vale la pena comentar aquí que, a pesar de su aparente inocencia, los botones tienen una sorprendente habilidad para complicarnos la vida, y que en la práctica la combinación de rebotes y la necesidad de corregirlos, junto al uso de pullups que garanticen la correcta lectura, pueden hacer que su uso se pueda complicar mucho más de lo que parece, sino se estudia el problema con calma.

Por último, una condición lógica se puede construir mediante los operadores lógicos AND, OR, y NOT cuyos símbolos son respectivamente: &&, || y !

Si usáramos un circuito dos pulsadores con pullups (True, si no se pulsa) y un LED, dependiendo del comportamiento que se busque podemos especificar diferentes condiciones:

 
  • If ( boton1 && boton2) Que ambos botones estén sin pulsar
  • If ( !( boton1 && boton2)) Que ambos estén pulsados.
  • If( boton1 || boton2 ) Que al menos uno este sin pulsar, o ambos.
 

Resumen de la sesión

.

 
    • Hemos visto la instrucción if / else.
    • Vimos varios programas con pulsadores y como hacer el debouncing.
    • Hemos presentado los operadores lógicos de relación y comparación.
    • Continuamos escribiendo pequeños programas para desarrollar la forma de pensar necesaria para escribir nuestras propias aplicaciones.

 

 

 

 

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(145) Comments

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Luis y gracias por tus palabras. La diferencia es que sin llaves sólo afecta a la siguiente línea, pero tu los has colocado de forma que afecta a las dos siguientes. SI quieres ponerlo con llaves debería ser así:

    void loop()
    {
    ES_A = digitalRead(PS); // Igualamos la variable ES_A a la lectura de PS
    if(ES_A != ES_B) // Condición si ES_A diferente a ES_B
    {
    if(ES_A == LOW) // Condición si ES_A igual a LOW o 0
    {
    digitalWrite(LED, !digitalRead(LED)); // Escribimos la variable LED según la lectura negada de LED
    }
    ES_B = ES_A; // Igualamos la variable ES_B a ES_A
    }
    }

  • Avatar for Charly
    • Luis E. Castro

    Buenos días y un cordial saludo desde Colombia

    Resulta que estaba haciendo pruebas con el código que nos sugieren en la página. Inicialmente pasé a mano el código al Arduino por cuestiones de costumbre. Mi código quedó de la siguiente forma:

    int LED = 10; // Declaramos tipo entero la variable LED igual a PIN_10
    int PS = 6; // Declaramos tipo entero la variable LED igual a PIN_6
    bool ES_A = true; // Declaramos en tipo bool la variable ES_A igual a true o 1
    bool ES_B = true; // Declaramos en tipo bool la variable ES_B igual a true o 1

    void setup()
    {
    pinMode(PS, INPUT_PULLUP); // Iniciamos la variable PS como entrada
    pinMode(LED, OUTPUT); // Iniciamos la variable LED como salida
    digitalWrite(LED, LOW); // Escribimos la variable LED en LOW
    }

    void loop()
    {
    ES_A = digitalRead(PS); // Igualamos la variable ES_A a la lectura de PS
    if(ES_A != ES_B) // Condición si ES_A diferente a ES_B
    {
    if(ES_A == LOW) // Condición si ES_A igual a LOW o 0
    {
    digitalWrite(LED, !digitalRead(LED)); // Escribimos la variable LED según la lectura negada de LED
    ES_B = ES_A; // Igualamos la variable ES_B a ES_A
    }
    }
    }

    Salvé el programa en el arduino y lo probé pero al pulsar el botón el LED quedaba encendido y no se apagaba al pulsar de nuevo ni manteniendo el pulso.

    Inicialmente pensé que algo andaba mal en el programa pero revisé linea por linea y todo estaba correcto (obviamente con los nombres de variables diferentes) a excepción de la segunda condición de if que en mi código tenia las llaves y en el código de la página no las tenía.

    Borre las llaves y nuevamente programé el arduino y funcionó perfecto pero me quedé con la inquietud de ¿por qué con llaves no funcionó?. Espero que alguno me pueda dar una explicación clara ya que estoy en proceso de aprendizaje por medio de esta página.

    También quiero agradécele a los creadores de la página y a los creadores del contenido de la misma. ¡Excelente trabajo!

    Posdata: Sería bueno si en los comentarios se pudiera editar el texto para, por ejemplo, resaltar las líneas de código.

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Alberto, echa un ojo a esta sesión, no tienes más que meter la función para mandar el sms dentro del if donde leemos el pulsador.

  • Avatar for Charly
    • Alberto Armisen

    buenas tardes quiero enviar un sms cuando se cierre un contacto tengo el programa que envia sms, pero solo los envia cuando lo subo al arduino, quiero un modulo autonomo que mande el sms cuando cierro un circuito

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Vera, en el if donde detectas si lo han pulsado tienes que meter el contador. A parte dentro de ese if tienes que anidar otro if por cada cosa que quieras hacer (1, 2 y 3) Y ya cuando llegue a tres lo reinicias a cero. Si tienes problemas me comentas. Un saludo.

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