Меню по ИК: выбор режима пультом

Поливалка в теплице довела меня до этого урока. У прибора было три режима: полив по часам, по датчику влажности и выключено. Переключал я их кнопкой на корпусе — одно нажатие, следующий режим, — и чтобы дойти до нужного, приходилось жать дважды, а то и трижды, глядя на плату в упор и вспоминая, какой режим третий, а какой первый. В теплице, где на плате оседает пыль, а свет слепит, это занятие на грани фольклора. Пульт лежал там же, на полке, и листал телевизор — я тогда ещё не понимал, что у него в руках готовый пульт управления прибором.

Идея: CH+ и CH- листают пункты меню на экране, OK запускает выбранный режим, EQ возвращает к списку. Экран показывает, где вы находитесь и что включится, — и прибор наконец читается с двух метров, как любая нормальная техника. Всё управление сводится к маленькому конечному автомату, и это не пугающее слово из курса теоретической кибернетики, а одна переменная state и switch по ней — мы уже строили такую конструкцию на светофорном автомате.

Соберём это на железе из раздела: приёмник по схеме из урока про VS1838B, LCD 16x2 по I2C — подключение и адреса 0x27/0x3F разобраны в уроке про первый текст, повторяться не буду. Здесь — логика: состояния, переходы, курсор и применение режима к реальной нагрузке.

Пара слов о нагрузках, чтобы дальше говорить предметно. Помпа на 12 В у моей поливалки ест порядка 200 мА — цифровой пин Uno отдаёт 20–40 мА, поэтому насос стоит за MOSFET или реле, как мы разбирали на транзисторной схеме: пин управляет ключом, ключ — мотором. Зуммер сигнализации питается напрямую, ночник — светодиод через резистор 220 Ом. Меню при этом одинаковое для всех трёх: автомату всё равно, что висит за пином, он только выбирает ветку применения — и это его главное достоинство. Кнопку на корпусе я при этом не выпаиваю: она остаётся аварийным путём на случай севшей батарейки в пульте.

Состояний два: NAV — навигация по списку, RUN — прибор работает в выбранном режиме. В NAV кадры CH+ и CH- двигают menuIndex по кругу через остаток от деления, OK переводит автомат в RUN и включает режим, имена которого лежат в массиве строк под тем же индексом. В RUN все кнопки кроме EQ игнорируются, EQ глушит нагрузку и возвращает список. Почему нельзя обойтись без состояний и просто реагировать на кнопки? Потому что одна и та же команда должна значить разное в зависимости от того, что происходит на экране: OK в списке — запуск, OK в режиме — ничего или повторный пик зуммера. Это и есть автомат: поведение определяется парой «состояние плюс команда».

Рисование экрана я целиком беру из урока про мини-меню: стрелка в первом столбце активной строки, печать с хвостом из пробелов, перерисовка только при смене пункта. Там же объяснено, почему lcd.clear() в каждом loop() превращает экран в стробоскоп, — здесь я просто вызываю clear() при смене состояния, редком событии, для которого он и предназначен.

О размере списка. Экран 16x2 показывает две строки — заголовок и активный пункт, поэтому комфортный список — три-пять позиций; дальше нужна прокрутка или страницы, а это уже другой уровень интерфейса. Арифметика листания строится на остатке от деления: вперёд — (menuIndex + 1) % N, назад — (menuIndex + N - 1) % N, где N — число пунктов. Обе формулы не выходят за границы ни при каком числе нажатий, и отдельные проверки if (menuIndex < 0) не нужны в принципе. Для int при трёх пунктах запас выглядит смешно, но привычка считать всё через % спасает, когда список вырастает до десяти.

Почему OK стоит отдельно, а не «нажал CH+ — режим сразу включился»? Вопрос цены промаха. Ночник можно применять вслепую: ошибся пунктом — переключил ещё раз. Но насос, заливающий грядку, или сигнализация, визжащая в три ночи, требуют, чтобы между «я листаю список» и «я подтверждаю» было отдельное действие. Моё правило: у прибора с нагрузкой сильнее светодиода выбор всегда через OK; у безобидного ночника допускаю и мгновенное применение прямо по CH+ — экономит одно нажатие. Для тонкой настройки внутри режима заводят третье состояние EDIT: значения пункта лежат в параллельном массиве values[], VOL+ и VOL- крутят текущее с шагом по смыслу (для минут полива — пять, для чувствительности — единицы), OK сохраняет и возвращает в NAV. Автомат просто обрастает ещё одной веткой switch, и в этом его прелесть: четвёртый и пятый режимы добавляются строкой в массиве и парой строк в ветках.

Пины в скетче на плате: ночник на 9-м, насос на 10-м — оба вне пинов 3 и 11, которые IRremote отнимает под Таймер 2, и оба ШИМ-ные. В симуляторе таймеров нет, поэтому там раскладка другая — диод сидит на 12-м, мотор на 11-м; пины всегда смотрите в шапке конкретного скетча, а не в памяти.

В симуляторе тот же автомат стоит на макетке: диод изображает ночник, зуммер — сигнализацию, моторчик — насос. Понажимайте CH+ и CH-, увидите, как стрелка ходит по трём пунктам, потом OK — и на экране строка Rabotaet, а нагрузка отзовётся: диод притушится до 90 из 255, зуммер запикает раз в секунду, мотор закрутится на 180 из 255. EQ гасит всё и возвращает список. Обратите внимание на Serial: команда run= печатается только в момент запуска режима — если монитор замолчал, автомат просто сидит в RUN и никого не трогает.

Для настоящей поливалки диод заменяется реле с насосом, а пункты меню — на четыре-пять; скетч при этом не меняется ни на строку, кроме массива names и веток применения. В этом и сила автомата: он не знает, что за нагрузка у вас за пином, он знает только, какой пункт выбран.

Отличие симулятора от реального пульта ровно одно: виджет шлёт одиночные кадры, автоповтора у него нет, поэтому список листается строго по одному пункту за клик. На настоящем пульте удержание CH+ запустит самостоятельное листание — повтор-кадры каждые 108 мс будут двигать menuIndex сами, и без гистерезиса вы пролетите весь список за треть секунды. А Serial в симуляции покажет команду run= один раз, в момент входа в режим: если монитор молчит, автомат сидит в RUN и нагрузку не трогает.

Пульт листает, прибор исполняет, экран показывает — половина пультового прибора готова. Не хватает ровно одного: видеть, что приёмник вообще жив, пока вы щёлкаете кнопками из другого конца комнаты. Этим и займётся следующий урок — покажем на том же LCD принятую кнопку её именем, добавим отладочный режим со счётчиком кадров и перестанем гадать, кто виноват: пульт, приёмник или скетч.