Blocco se Arduino: pulsante e LED con if-else, a blocchi e in C++

Il blocco se in Arduino permette a un programma di scegliere una di due strade in base a una domanda: «Il pulsante è premuto? Se sì, accendi il LED, altrimenti spegnilo». Nel C++ di Arduino questa struttura si chiama if/else, e il blocco «se … fai … altrimenti» della programmazione a blocchi di BlueGrays ne è l'equivalente esatto. In questo articolo userai un progetto pulsante e LED per imparare a impostare un pin come ingresso e a leggerlo, poi il blocco se, gli operatori di confronto, le condizioni annidate e come unire due condizioni con «e», blocco per blocco e riga per riga.

Finora i nostri programmi facevano sempre la stessa cosa: il LED si accendeva, aspettava, si spegneva e aspettava di nuovo. Non ascoltavano mai il mondo esterno. Con le condizioni, la scheda decide guardando un pulsante, un sensore di luce o una distanza che misura, ed è lì che comincia il vero divertimento della programmazione robotica. Tutti gli esempi vengono da progetti a blocchi gratuiti: puoi aprirne blocchi e codice nella pagina programmazione a blocchi o nell'app e seguire in parallelo.

Ingresso e uscita: in che direzione lavora un pin?

I pin digitali di Arduino fanno uno di due lavori. Un pin impostato come uscita fornisce 5 V (HIGH) o 0 V (LOW); è così che si comanda un LED, un buzzer o un relè. Un pin impostato come ingresso non fornisce nulla, ascolta solo la tensione presente: su un Arduino Uno legge HIGH sopra circa 3 V e LOW sotto 1,5 V. Nei blocchi questa scelta si fa nella sezione di setup: il blocco «imposta pin 13 come INGRESSO» diventa pinMode(13, INPUT); in C++, e «imposta pin 7 come USCITA» diventa pinMode(7, OUTPUT);. Per leggere il pin si usa il blocco «leggi pin 13». Ha un aspetto diverso dagli altri: non è un comando da impilare, ma un blocco valore arrotondato che si incastra in uno spazio di un altro blocco. Il suo equivalente in C++ è digitalRead(13), che restituisce HIGH o LOW. Dato che in Arduino HIGH vale 1 e LOW vale 0, puoi anche salvare il risultato in una variabile come un numero. In breve, i blocchi comando fanno qualcosa, i blocchi valore danno un risultato, e lo spazio della condizione del blocco se si riempie solo con un risultato del genere.

Collegamento: pulsante sul 13, LED sul 7, resistenza pull-down obbligatoria

Nel progetto Accendere un LED con un pulsante (Push) il pulsante è su D13 e il LED su D7. Un piedino del pulsante va a 5V, l'altro a D13, e tra D13 e GND c'è una resistenza di pull-down da 10 kΩ. A pulsante rilasciato la resistenza porta il pin a GND e si legge LOW. Quando premi, i 5V arrivano direttamente sul pin e si legge HIGH. Dato che la resistenza è grande, durante la pressione da 5V a GND passa solo circa mezzo milliampere. Il piedino lungo del LED va a D7 attraverso una resistenza da 220 Ω, quello corto a GND.

Il blocco se e if/else: il LED si accende finché premi

La versione a blocchi del progetto ha due sezioni. In «setup (una volta)» il pin 13 viene impostato come INGRESSO e il pin 7 come USCITA. In «ripeti per sempre» c'è un unico grande blocco: se … fai … altrimenti. Il suo spazio esagonale per la condizione contiene il confronto «leggi pin 13 = ALTO». Se la condizione è vera viene eseguito il blocco «scrivi ALTO sul pin 7» del ramo «fai»; se è falsa, il blocco «scrivi BASSO sul pin 7» del ramo «altrimenti».

1void setup() {
2  pinMode(13, INPUT);    // Buton girişi (harici pull-down) / Button input (external pull-down)
3  pinMode(7, OUTPUT);    // LED çıkışı / LED output
4}
5
6void loop() {
7  if (digitalRead(13) == HIGH) {   // Buton basılı mı? / Is the button pressed?
8    digitalWrite(7, HIGH);         // Basılı: LED yanar / Pressed: LED on
9  } else {
10    digitalWrite(7, LOW);          // Bırakıldı: LED söner / Released: LED off
11  }
12}
13

Metti il codice accanto ai blocchi e la corrispondenza è evidente. La parola if corrisponde a «se», la condizione digitalRead(13) == HIGH tra parentesi allo spazio della condizione, la prima coppia di graffe al ramo «fai» ed else con le sue graffe al ramo «altrimenti». Ogni blocco che metti in un ramo diventa una riga dentro le graffe corrispondenti. Poiché loop() gira decine di migliaia di volte al secondo, la scheda rilegge il pulsante di continuo; appena sollevi il dito, al giro successivo la condizione è falsa e il LED si spegne. Ecco perché il progetto si chiama «Push»: il LED resta acceso solo finché tieni premuto. Il ramo «altrimenti» è facoltativo; un blocco se con il solo ramo «fai» diventa un if senza else. Ma se qui togli il ramo «altrimenti», una volta acceso il LED non si spegne più, perché non resta nessuna riga che lo spenga. Pensare a entrambi i rami di ogni condizione è una buona abitudine.

Blocchi di confronto: =, ≠, < e >

Accendi e spegni con un pulsante: se annidati e variabile di stato

Nel progetto Push il LED restava acceso solo finché tenevi premuto il pulsante. Se vuoi che si comporti come un vero interruttore, «premi una volta per accendere, di nuovo per spegnere», il programma deve ricordare due cose: se il LED è acceso in questo momento e cosa ha letto il pulsante al giro precedente. Il progetto Accendere e spegnere un LED con un pulsante dichiara per questo due interi nella sezione «variabili globali (all'inizio)»: ledState (0 = spento, 1 = acceso) e lastButton (la lettura precedente). Il circuito è lo stesso: pulsante su D13 con pull-down esterna, LED su D7.

1int ledState = 0;     // LED durumu: 0 = sönük, 1 = yanık / LED state: 0 = off, 1 = on
2int lastButton = 0;   // Butonun önceki okuması / Previous button reading
3
4void setup() {
5  pinMode(13, INPUT);   // Buton girişi (harici pull-down) / Button input (external pull-down)
6  pinMode(7, OUTPUT);   // LED çıkışı / LED output
7}
8
9void loop() {
10  int button = digitalRead(13);   // Butonu oku / Read the button
11  if (button != lastButton) {     // Buton durumu değişti / Button state changed
12    if (button == 1) {            // Yalnız basış anında (LOW -> HIGH) / Only at the press (LOW -> HIGH)
13      ledState = !ledState;       // Durumu ters çevir / Flip the state
14      digitalWrite(7, ledState);
15    }
16    delay(50);                    // Sıçramayı atlamak için kısa bekleme / Short wait to skip the bounce
17    lastButton = button;          // Bu okumayı sakla / Store this reading
18  }
19}
20

Il cuore del programma sono i due blocchi se annidati. La condizione esterna button ≠ lastButton è vera solo nel giro in cui lo stato del pulsante cambia; nelle migliaia di giri in cui tieni premuto o non tocchi il pulsante non succede nulla. Un cambiamento può andare in due direzioni: pressione (da 0 a 1) o rilascio (da 1 a 0). La condizione interna button = 1 sceglie solo la pressione. Così il LED cambia una volta per pressione e per niente al rilascio. Nel codice gli if annidati si vedono come graffe dentro graffe. Nei blocchi il se interno si trova nel ramo «fai» di quello esterno, e si capisce a colpo d'occhio quale riga dipende da quale condizione.

Il blocco non ledState in C++ si scrive !ledState. Il punto esclamativo dà il contrario logico: il contrario di 0 è 1, quello di qualsiasi numero diverso da zero è 0. Assegnare a ledState il suo contrario inverte lo stato a ogni pressione. Il blocco successivo, «scrivi ledState sul pin 7», è la riga digitalWrite(7, ledState); poiché HIGH vale 1 e LOW vale 0, il valore della variabile si può scrivere direttamente sul pin. Alla fine lastButton riceve la lettura di questo giro, così il confronto del giro successivo è corretto. Se dimentichi questa assegnazione, lastButton resta sempre 0; finché tieni premuto, la condizione esterna è vera a ogni giro e il LED lampeggia velocissimo.

Condizione analogica: luce notturna con LDR

Le condizioni non servono solo con HIGH e LOW. Nel progetto Luce notturna con LDR, il blocco «imposta value a lettura analogica A0» converte la tensione su A0, dove è collegata la LDR, in un numero tra 0 e 1023; in C++ è la riga value = analogRead(A0);. Poi il blocco se controlla value < 50. Se il valore è sotto 50 si considera buio e il LED su D13 si accende, altrimenti si spegne. La struttura è la stessa del progetto Push; cambia solo il confronto nello spazio della condizione.

1int value;   // Işık okuması (0-1023) / Light reading (0-1023)
2
3void setup() {
4  pinMode(13, OUTPUT);   // LED çıkışı / LED output
5}
6
7void loop() {
8  value = analogRead(A0);   // Işık seviyesini oku / Read the light level
9
10  // Eşik 50: altı karanlık sayılır, hassasiyeti bu sayıyla ayarla
11  // Threshold 50: anything below counts as dark. Tune the sensitivity with this number
12  if (value < 50) {
13    digitalWrite(13, HIGH);   // Karanlık: LED yanar / Dark: LED on
14  } else {
15    digitalWrite(13, LOW);    // Aydınlık: LED söner / Bright: LED off
16  }
17}
18

A seconda della tua LDR e della resistenza nel circuito, la soglia di 50 può risultare troppo bassa o troppo alta per la tua stanza. Per trovare il numero giusto, usa prima il progetto Misurare l'intensità luminosa con LDR e osserva nel monitor seriale i valori con la luce e al buio, poi metti la soglia a metà. Se il valore oscilla proprio intorno alla soglia il LED può sfarfallare; usare due soglie diverse per accendere e spegnere risolve bene il problema. Come funziona una LDR lo trovi nell'articolo sensore di luce LDR.

Combinare condizioni: il blocco e e &&

A volte una condizione non basta. Nel progetto HC-SR04 Misura della distanza (display seriale) la distanza misurata viene stampata sul monitor seriale solo se è tra 3 cm e 100 cm. Nei blocchi due confronti vengono uniti fianco a fianco da un blocco e: «distance > minDistance e distance < maxDistance». In C++ la riga diventa if (distance > minDistance && distance < maxDistance). L'operatore && dà vero solo se entrambi i lati sono veri; se anche uno solo è falso, la condizione è falsa. Così i valori senza senso fuori dal campo del sensore non arrivano mai sullo schermo. In C++ «oppure» si scrive || e basta che una condizione sia vera. Puoi provare le tabelle di verità di AND, OR e NOT con lo strumento porte logiche.

Le stesse condizioni su ESP32: pull-up interna e logica invertita

Il progetto Controllo LED ESP32 con pulsante (Push) usa lo stesso blocco se su un ESP32, con due differenze. Il LED è su GPIO 5, il pulsante su GPIO 4, e al pin del pulsante viene data l'opzione di ingresso con pull-up del blocco del pin. In C++ è pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);: una resistenza interna al chip porta il pin a HIGH e non serve una resistenza esterna. Questa volta il pulsante va a GND, quindi il pin legge LOW quando premi e la condizione diventa «leggi pin BUTTON_PIN = BASSO». Il progetto Controllo LED ESP32 con pulsante (Toggle) gestisce accensione e spegnimento con il blocco del tempo trascorso, millis(), invece di un'attesa di 50 ms, e unisce di nuovo due condizioni con un blocco e. I pin dell'ESP32 lavorano a 3,3 V; non collegare il pulsante a 5 V.

Errori frequenti e soluzioni

Aprire blocchi e codice fianco a fianco nell'app

Tutti i progetti di questo articolo sono tra i progetti a blocchi gratuiti dell'app BlueGrays. Attiva l'interruttore Mostra a blocchi nella sezione del codice di un progetto e il codice viene sostituito dallo stesso programma a blocchi; tocca l'immagine per aprirla a schermo intero. La scheda Capire i blocchi spiega il programma passo per passo: ogni passo mostra solo i suoi blocchi e cosa fanno, così puoi seguire i blocchi se annidati uno alla volta. Anche gli esempi di if/else e digitalRead della Guida al codice sono mostrati a blocchi. I blocchi non vengono caricati direttamente sulla scheda e per ora non puoi comporre programmi tuoi con i blocchi; sulla scheda va sempre il vero codice C++ del progetto, che copi nell'Arduino IDE e carichi. Se vuoi ripassare, le Domande del giorno ti propongono 5 domande ogni giorno, dal livello A1 al C2.

Ora che conosci le condizioni, il passo successivo è gestire ripetizioni e contatori: nella parte su cicli e variabili vedrai come «ripeti per sempre» si collega a loop() e il blocco di conteggio a un ciclo for. Nel frattempo, nell'app BlueGrays puoi guardare lo schema e il codice dei progetti LED con pulsante, luce notturna con LDR e pulsante su ESP32, passare alla vista a blocchi con Mostra a blocchi e alla spiegazione passo per passo con Capire i blocchi.