Итоговый проект: ночник с датчиком света и меню

К третьей неделе раздела у меня на столе лежали пять рабочих кусков: фоторезистор с делителем отличал сумерки от лампы, ШИМ плавил яркость, кнопки после тренировки с дребезгом нажимались предсказуемо, map() переводила диапазоны, а EEPROM бережно хранила байты без питания. Каждый кусок работал в своём уроке — и ни один из них не работал вместе. Ночник из урока про фоторезистор щёлкал между нулем и 160, кнопки ссорились со светом, а после каждого выключения питания всё возвращалось к заводским числам. Устройство из проверенных деталей отказывалось работать целиком, потому что целого скетча у него ещё не было.

Финальный проект раздела — ночник, который стоит на столе как настоящий прибор. Три режима на двух кнопках: авто — светит тем ярче, чем темнее в комнате; ручной — яркость ступенями второй кнопкой; выключен. Все переходы плавные, через ШИМ из урока про analogWrite, без щелчков и вспышек. И главное — выбранный режим переживает выключение питания: он живёт в EEPROM, и ночник просыпается именно тем, каким вы его оставили.

Проект намеренно не добавляет ни одной новой детали и ни одной новой функции: пять пинов и один скетч. Это сборка — самая частая работа в реальных проектах и самая недооценённая: соединить проверенные куски так, чтобы они не перегрызались между собой, отдельного искусства стоит. Вся механика сборки ниже разбирается по слоям, и каждый слой — прямая ссылка на урок, где он был написан. Проверять удобнее тоже послойно: сначала свет в авто, потом кнопки, потом память — тогда при поломке вы точно знаете, какой слой врёт, потому что остальные уже проверены ранее.

Три режима — это switch по номеру, и оформлены они ровно так, как в уроке про switch-case: case 0 — авто, case 1 — ручной, case 2 — выключено. Кнопка на D2 перелистывает режимы по кругу, и каждый листок — маленький сценарий, а не один громоздкий if с вложенными флагами. Номер режима — единственное глобальное состояние: никаких дублирующих флагов «свет горит», иначе однажды они разойдутся с номером, и прибор начнёт жить врозь со своим меню. Когда режимов станет пять, switch вырастет на три строки, а каркас не изменится: в этом и есть сила меню именно режимами — оно масштабируется арифметикой, а не переписыванием.

В авто-режиме цель по яркости считается из света: tselevaya = map(constrain(svet, 100, 900), 100, 900, 255, 0). Обратите внимание на обратный порядок крайних значений: чем меньше света, тем больше цель — шкала инвертирована прямо в аргументах map(), без единой вычитающей строки. Зажим 100–900 — это страховка краёв из урока про потенциометр и map: полная тьма и прямой луч лампы не должны выпрыгивать за шкалу, они просто прижимаются к краям, и все переходы остаются в пределах 0–255. Сами границы 100 и 900 не с потолка: их снимают Serial-ом — десять секунд со свечой и в темноте, два числа, как учил урок про фоторезистор, только теперь они стали аргументами.

Кнопки — те же фронты, что в уроке про дребезг: сравнили с прошлым состоянием, сработали на переход HIGH в LOW, пауза 30 мс. Вторая кнопка на D3 действует только в ручном режиме: каждое нажатие поднимает яркость ступенью 85 — ноль, 85, 170, 255 — и на четвёртом нажатии снова ноль. В авто и выключенном режимах она мертва. Мёртвая кнопка в чужом режиме — не недоработка, а признак продуманного меню: прибор честно говорит, что в этом режиме настраивать нечего.

Плавность — второй слой. Наивная версия ставит analogWrite(tselevaya) разом: в тёмной комнате свет выстреливает полной яркостью, и я всякий раз жмурился, проходя мимо лестницы. Поэтому ночник не прыгает к цели, а шагает: за один проход loop яркость меняется на единицу, к цели идёт с любой стороны. При паузе 3 мс в хвосте цикла полный ход от нуля до максимума — 255 шагов, примерно восемь десятых секунды; хотите медленнее — увеличьте паузу, быстрее — уменьшите, шкала всегда линейная и предсказуемая. Бонус достаётся бесплатно: tekuschaya стартует с нуля, поэтому после каждой перезагрузки платы ночник всегда разгорается из темноты — мягкое включение не нужно программировать отдельно, оно само следствие шага.

Три миллисекунды — компромисс: за это время успевают опроситься обе кнопки, и фейд не съедает отзывчивость. Но держать это в голове надо честно: как только к ночнику добавится вторая неторопливая задача — датчик, журнал, запись в память, — delay(3) в каждом проходе станет вредной привычкой, и дорога одна: переделывать цикл на millis без delay. Для учебного ночника блокирующий шаг — разумная цена за читаемость, и я плачу её без сожалений.

Память режима — третий слой. Ячейка 0 хранит номер режима, и обновляет её EEPROM.update: он сравнивает новое число со старым и физически пишет ячейку только при изменении. За вечер вы переключите режимы два десятка раз — write при таком темпе наматывал бы циклы стирания к каждому ужину, а update расходует ресурс ровно на реальные смены. Механика износа с числами и графиками — в уроке про update и ресурс ячеек; здесь берём готовое правило: частые записи — только update. Для масштаба: под EEPROM на Uno отведён килобайт, ресурс каждой ячейки — около 100 000 циклов записи; при двадцати сменах режима за вечер это десятки лет на одну-единственную ячейку.

Пять источников, один скетч: свет пришёл из аналогового входа, шкала — из map(), мягкость — из ШИМ, фронты — из тренировки с дребезгом, память — из EEPROM. Ни один блок не писался с нуля: каждый приехал из урока, где был разобран до винтика, и потому сборка заняла вечер, а не неделю. Это и есть главный навык, который закрывает раздел: узнавать новую задачу как комбинацию уже решённых. Устройство из проверенных деталей, собранное по этой логике, отлаживается по кускам — вы всегда знаете, какой слой врёт, потому что остальные проверены ранее.

Куда расширять — по нарастающей. Держать в EEPROM не только режим, но и ручную яркость: вторая ячейка обновляется тем же update одной строкой. В авто-режиме добавить минимум 40: полная тьма — ночник не выключается, а приглушается, лестница никогда не встречает вас чернотой. Завести четвёртый режим «рассвет» с медленным подъёмом на таймере. Каждый пункт — строка или две в готовой структуре, и это лучший тест на понимание: расширяемость читается по тому, сколько строк стоит новое поведение.

Раздел «Основы» этим уроком закрыт: от мигающего светодиода на первом шаге до прибора с меню, датчиком и памятью. Дальше — раздел про Serial, где плата заговорит полноценным протоколом с командами и числами, а за ним — продвинутые приёмы со временем и памятью. Ночник оставьте собранным на столе: к такой макетке удобно возвращаться всякий раз, когда новая техника требует полигона.