Programovanie‎ > ‎Funkcie‎ > ‎

Matematické funkcie

Teraz si ukážeme, aké matematické operácie podporuje Arduino. Ale skôr ako začneme, spomeňme si na základné operátory:

1 + 2 = 3 //sčítanie 
2 - 1 = 1 //odčítanie 
2 * 3 = 6 //násobenie 
9 / 3 = 3 //delenie 
9 % 6 = 3 //modulo - slovami sa dá vyjadriť ako: 9 delené 6 je 1 zvyšok 3 
          //operácia modulo nám vráti práve tento zvyšok

Väčšina z týchto operátorov je dobre známa z hodín matematiky. Jedinou výnimkou je operátor % (modulo), ktorý vráti zvyšok po celočíselnom delení.

min(x,y)

Funkcia min() sa používa na výber menšieho čísla. Vstupné parametre sú dve čísla a výstupná hodnota je menšie z nich. Používa sa napríklad na hľadanie najmenšieho čísla v poli alebo na obmedzenie hodnôt snímača (aby sa zabránilo prekročeniu určitého limitu).

//hľadanie najmenšieho čísla v poli 
void setup() { 
  int dlzka = 10; 
  int pole[] = {2, 4, -8, 3, 2, 100, 200, 50, 99, 358}; 
  int najm = pole[0];  
  Serial.begin(9600); 
  for(int i = 1; i < dlzka; i++){ najm = min(najm, pole[i]); } 
  Serial.println(najm); 
} 
void loop() { } 

max(x,y)

Syntax tejto funkcie je rovnaký ako min(). Jeho parametre sú tiež dve čísla a návratová hodnota je väčšia z nich. Môže sa použiť napríklad na nájdenie najväčšieho čísla v poli.

//hľadanie najväčšieho čísla v poli 
void setup() { 
  int dlzka = 10; 
  int pole[] = {2, 4, -8, 3, 2, 100, 200, 50, 99, 358}; 
  int najm = pole[0];  
  Serial.begin(9600); 
  for(int i = 1; i < dlzka; i++){ najm = max(najm, pole[i]); } 
  Serial.println(najm); 
} 
void loop() { } 

abs(x)

Táto funkcia vracia absolútnu hodnotu čísla. Vstup je číslo a výstup je jeho absolútna hodnota.

x = abs(150)  //x = 150 
x = abs(-150) //x = 150 

Absolútna hodnota x je nezáporné reálne číslo. V laických podmienkach je absolútnou hodnotou x vzdialenosť od nuly po číselnej osi.

constrain(x,a,b)

Táto funkcia môže byť reprezentovaná ako kombinácia min() a max() s príslušnými parametrami. Slúži na obmedzenie rozsahu premenných zhora aj zhora. Má tri parametre: upravenú hodnotu "x", dolnú hranicu "a" a hornú hranicu "b". Ak vstupné číslo klesne pod dolnú hranicu, výsledkom je dolná hraničná hodnota. Ak prekročí hornú hranicu, výsledkom je horná hraničná hodnota. Ak je hodnota v rámci limitov, výstup funkcie bude mať rovnakú hodnotu ako vstupný parameter.

x = constrain(1,10,100);   // x = 10 
x = constrain(150,10,100); // x = 100 
x = constrain(50,10,100);  // x = 50 

map(a,xa,xb,ya,yb)

Rovnako ako predchádzajúca funkcia constrain(), tak aj funkcia map() upravuje rozsah premennej. Na rozdiel od predchádzajúcej funkcie však hodnoty nie sú orezané, ale sú rovnomerne "natiahnuté" alebo "stlačené" po celej stupnici. Funkcia tiež spracováva záporné čísla. 

h = map(z,xa,xb,ya,yb);
// z = vstupná hodnota z pôvodnej stupnici
// xa = minimum na pôvodnej stupnici
// xb = maximum na pôvodnej stupnici
// ya = minimum na novej stupnici
// yb = maximum na novej stupnici
// h = výstupná hodnota z novej stupnici

Môže sa použiť napríklad na úpravu hodnoty získanej pri čítaní analógového vstupu (0-1023) a jej použitie vo funkcii analogWrite(), ktorá pracuje s hodnotami od 0 do 255.

//úprava jasu LED pomocou potenciometra 
int analog, pwm; 
void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
} 
void loop() { 
  analog = analogRead(A0); 
  pwm = map(analog, 0, 1023, 0, 255); 
  Serial.print("Analog: "); 
  Serial.print(analog); 
  Serial.print(" PWM: "); 
  Serial.println(pwm); 
  analogWrite(11, pwm); 
}

Pre zaujímavosť, tu je matematický popis funkcie:

long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max)
{
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
} 

pow(x,e)

Funkcia umocní číslo "x" (float) na daný exponent "e" (float).

pow(10,3) = 1000; 
pow(10,4) = 10000; 
pow(2,5) = 32; 

sqrt(x)

Funkcia vráti druhú odmocninu zo vstupného čísla.

sqrt(25) = 5; 
sqrt(256) = 16; 
sqrt(10000) = 100;