2017年3月12日 星期日

[玩轉光立方] LED Cube 4x4x4 for Arduino UNO -- 程式4 點點繁星

在使用查表法做出圖案之前，我們要中途來玩一個小東西，模擬天上的一閃一閃的星星，或是也可以說是模擬一閃一閃的螢火蟲。

要隨機點亮 LED 會用到 Arduino 的亂數相關函式，基本認識及用法請詳 http://pizgchen.blogspot.tw/2017/03/arduino.html


程式碼1

//2017-03-12 LED_Cube4_04.ino
//以層方式，隨機點亮 LED

#define CUBE_SIZE 4
#define PLANE_SIZE CUBE_SIZE*CUBE_SIZE
#define PLANE_TIME 0
#define LED_TIME 2

int LEDPin[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, A0, A1};
int PlanePin[] = {A2 , A3, A4, A5};

void setup()
{
  int pin;
  for (pin = 0; pin < PLANE_SIZE; pin++) {
    pinMode(LEDPin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(LEDPin[pin], LOW);
  }
  for (pin = 0; pin < CUBE_SIZE; pin++) {
    pinMode(PlanePin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(PlanePin[pin], HIGH);
  }
  randomSeed(A0);
}

void loop()
{
  for (int plane = 0; plane < CUBE_SIZE; plane++) {
    digitalWrite(PlanePin[plane], LOW);
    for (int col = 0; col < CUBE_SIZE; col++) {
      for (int row = 0; row < CUBE_SIZE; row++)
      {
        int k = random(100);
        if (k < 50) {
          digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], HIGH);
          delay(LED_TIME);
          digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], LOW);
        }
      }
    }
    delay(PLANE_TIME);
    digitalWrite(PlanePin[plane], HIGH);
  }
}

 來看一下影片


您可以改變一下 LED_TIME 的值，觀察是不是有不同的顯示效果。


程式碼2

程式也可以改成下列這樣，顯示的順序會與上方程式不同。

//2017-03-12 LED_Cube4_05.ino
//以柱方式，隨機點亮 LED

#define CUBE_SIZE 4
#define PLANE_SIZE CUBE_SIZE*CUBE_SIZE
#define PLANE_TIME 0
#define LED_TIME 20

int LEDPin[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, A0, A1};
int PlanePin[] = {A2 , A3, A4, A5};

void setup()
{
  int pin;
  for (pin = 0; pin < PLANE_SIZE; pin++) {
    pinMode(LEDPin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(LEDPin[pin], LOW);
  }
  for (pin = 0; pin < CUBE_SIZE; pin++) {
    pinMode(PlanePin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(PlanePin[pin], HIGH);
  }
  randomSeed(A0);
}

void loop()
{
  for (int col = 0; col < CUBE_SIZE; col++) {
    for (int row = 0; row < CUBE_SIZE; row++) {
      for (int plane = 0; plane < CUBE_SIZE; plane++) {
        digitalWrite(PlanePin[plane], LOW);
        int k = random(100);
        if (k < 50) {
          digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], HIGH);
          delay(LED_TIME);
          digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], LOW);
        }
        delay(PLANE_TIME);
        digitalWrite(PlanePin[plane], HIGH);
      }
    }
  }
}


程式碼3

很明顯地，上面 2 支程式都讓 LED 顯示的太快了，一點兒也不像星星或螢火蟲閃爍。這回我們將更進一步讓它更接近真實，將原本順序顯示的層改為隨機，我把原本的程式碼 Mark 起來沒有刪除，目的是讓您參考比對。

//2017-03-12 LED_Cube4_06.ino
//以隨機柱方式，隨機點亮 LED

 #define CUBE_SIZE 4
#define PLANE_SIZE CUBE_SIZE*CUBE_SIZE
#define PLANE_TIME 200
#define LED_TIME 50

 int LEDPin[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, A0, A1};
int PlanePin[] = {A2 , A3, A4, A5};

 void setup()
{
  int pin;
  for (pin = 0; pin < PLANE_SIZE; pin++) {
    pinMode(LEDPin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(LEDPin[pin], LOW);
  }
  for (pin = 0; pin < CUBE_SIZE; pin++) {
    pinMode(PlanePin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(PlanePin[pin], HIGH);
  }
  randomSeed(A0);
}

 void loop()
{
  for (int col = 0; col < CUBE_SIZE; col++) {
    for (int row = 0; row < CUBE_SIZE; row++) {
      // for (int plane = 0; plane < CUBE_SIZE; plane++) {
      int plane = random(CUBE_SIZE);
      digitalWrite(PlanePin[plane], LOW);
      int k = random(100);
      if (k < 50) {
        digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], HIGH);
        delay(LED_TIME);
        digitalWrite(LEDPin[col * CUBE_SIZE + row], LOW);
      }
      delay(PLANE_TIME);
      digitalWrite(PlanePin[plane], HIGH);
      // }
    }
  }
}


程式碼4

下列程式是把上面程式精簡化，它們倆顯示的效果看起來相同。

//2017-03-12 LED_Cube4_07.ino
//精簡以隨機柱方式，隨機點亮 LED

 #define CUBE_SIZE 4
#define PLANE_SIZE CUBE_SIZE*CUBE_SIZE
#define PLANE_TIME 200
#define LED_TIME 50

 int LEDPin[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, A0, A1};
int PlanePin[] = {A2 , A3, A4, A5};

 void setup()
{
  int pin;
  for (pin = 0; pin < PLANE_SIZE; pin++) {
    pinMode(LEDPin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(LEDPin[pin], LOW);
  }
  for (pin = 0; pin < CUBE_SIZE; pin++) {
    pinMode(PlanePin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(PlanePin[pin], HIGH);
  }
  randomSeed(A0);
}

 void loop()
{
  int plane = random(CUBE_SIZE);
  int cube = random(PLANE_SIZE);
  int k = random(100);
  digitalWrite(PlanePin[plane], LOW);
  if (k < 50) {
    digitalWrite(cube, HIGH);
    delay(LED_TIME);
    digitalWrite(cube, LOW);
  }
  delay(PLANE_TIME);
  digitalWrite(PlanePin[plane], HIGH);
}


程式碼5

這是最終版本，在這兒將所有的數值全部隨機取出，顯示效果比前面幾個版本更佳了。

//2017-03-12 LED_Cube4_08.ino
//將所有數值亂數化，隨機點亮 LED

#define CUBE_SIZE 4
#define PLANE_SIZE CUBE_SIZE*CUBE_SIZE
int PLANE_TIME = 100;
int LED_TIME = 1000;

int LEDPin[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, A0, A1};
int PlanePin[] = {A2 , A3, A4, A5};

void setup()
{
  int pin;
  for (pin = 0; pin < PLANE_SIZE; pin++) {
    pinMode(LEDPin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(LEDPin[pin], LOW);
  }
  for (pin = 0; pin < CUBE_SIZE; pin++) {
    pinMode(PlanePin[pin], OUTPUT);
    digitalWrite(PlanePin[pin], HIGH);
  }
  randomSeed(A0);
}

void loop()
{
  int plane = random(CUBE_SIZE);
  int cube = random(PLANE_SIZE);
  int k = random(100);
  digitalWrite(PlanePin[plane], LOW);
  if (k < 50) {
    digitalWrite(cube, HIGH);
    delay(random(LED_TIME));
    digitalWrite(cube, LOW);
  }
  delay(random(PLANE_TIME));
  digitalWrite(PlanePin[plane], HIGH);
}

來看一下影片




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2 則留言:

  1. Unknown2017年3月13日 清晨5:20

    謝謝大大 很抱歉上次提出了那麼無理的要求 真的非常謝謝你 這篇對我來說受益良多 謝謝你 (跪

    回覆刪除

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