Давайте вспомним, чем цифровой сигнал отличается от аналогового. Аналоговый мы рассматривали в начале недели, и когда запускали программу-визуализатор, видели, как он плавно меняется: изменяет значение от 0 до 5 вольт. Цифровой же сигнал может либо присутствовать, либо отсутствовать: он есть или нет, 0 или 1. В терминах пинов Arduino это high или low. То есть когда мы записывали цифровой сигнал, писали digitalWrite (high), мы включали 5 вольт в заданном нами выводе. А когда мы писали digitalWrite (low), мы делали на этом выводе 0 вольт. Теперь мы будем заниматься считыванием цифрового сигнала: точно так же определять, есть ли на входе напряжение или нет. В случае с чтением сигнала контроллер будет определять, напряжение в данный момент меньше 3 вольт или больше 3 вольт. То есть состоянием low или 0 будет считаться любое напряжение меньше 3 вольт, состоянием high — 1 — будет являться напряжение больше 3 вольт. А сейчас мы подготовим скетч для эксперимента. В этом эксперименте мы будем транслировать то, что приходит на вход №7 напрямую на встроенный светодиод, на выход №13. Чтобы седьмой и тринадцатый пин стали входом и выходом соответственно, мы прописываем в setup pin mode. Для LED_PIN, для пина 13, это будет output, для DIGITAL_IN, то есть пина №7, это будет input. А loop у нас заключается просто в записи цифрового сигнала на LED_PIN в то состояние, в котором сейчас находится пин DIGITAL_IN. Теперь нам нужно откуда-то взять этот цифровой сигнал на седьмом входе. Для этого мы соберем простенькую схемку. Получать этот сигнал на седьмом входе мы будем с помощью обычной тактовой кнопки, точно такой же, которую мы использовали на первой неделе для ручного управления светофором. Я ее подключил с одной стороны, красным проводом к 5 вольтам Arduino, с другой стороны, вот этим белым проводом — к тому самому седьмому входу. Соответственно, когда кнопка будет нажата, 5 вольт будут попадать в седьмой вход, мы будем считывать высокий уровень сигнала и отправлять его сразу на тринадцатый выход. Давайте убедимся, что это работает. Действительно, это работает. Теперь два слова о том, что это за резистор я включил с той же стороны, с которой провод идет в Arduino. Это так называемый подтягивающий резистор. Он идет к линии «земля» на макетной плате, которая соединена с «землей» Arduino. Он нужен для того, чтобы кнопка не ловила помехи, которые неизбежно есть в эфире. Я могу убрать его из схемы, и мы увидим, что светодиод загорелся в тот момент, когда кнопка не нажата. Когда я ее нажму, она загорится более ярко, но все остальное время периодически на седьмом входе образуется напряжение, которое воспринимается контроллером как высокий уровень, и светодиод так же загорается. Теперь снова посмотрим в скетч: здесь я предлагаю альтернативный вариант избавления от шумов из эфира. Мы вход, который предназначен для кнопки, — DIGITAL_IN — конфигурируем не просто как INPUT, а как INPUT_PULLUP. Что это такое? Это включает встроенный в Arduino подтягивающий резистор, только в данном случае подтяжка происходит не к «земле», а к напряжению питания. Некоторые люди разделяют термины «подтягивающий резистор» и «стягивающий», но мне привычнее называть подтягивающий к «земле» или к питанию. Так вот INPUT_PULLUP делает кнопку подтянутой к напряжению питания. Для того чтобы это заработало, я переключил второй выход кнопки с 5 вольт к «земле». И теперь, обратите внимание, что светодиод горит, когда кнопка не нажата. То есть когда кнопка не нажата, на входе есть высокий уровень напряжения из-за этого INPUT_PULLUP. А когда мы кнопку нажимаем, это напряжение исчезает, то есть кнопка работает наоборот. Но такой способ, на мой взгляд, гораздо удобнее, потому что это упрощает схему, и всего лишь изменение одного параметра позволяет избавиться от вот этих вот шумов на входе. Итак, мы научились считывать элементарный цифровой сигнал. Почему я говорю «элементарный»? Все цифровые устройства, которые нас теперь окружают везде, общаются друг с другом более сложными способами, чем просто говоря «да» или «нет», «есть сигнал» — «нет сигнала». Они используют заранее оговоренные протоколы связи, то есть договоренности о том, что означает комбинация высоких и низких уровней сигнала в определенные промежутки времени. Мы впоследствии столкнемся с датчиками, которые пользуются какими-то сложными протоколами, но это будет на следующих неделях.