Beschreibung
Wir empfehlen hier als Vorwissen das Ansteuern von LEDs (siehe AB Led
ansteuern). Wenn wir
größere Programme schreiben, tauchen manche Codeblöcke mehrfach auf.
Manchmal unterscheidet sich der Code auch nur ganz wenig, erscheint aber
dennoch redundant. Wir wollen nun lernen, wie wir diesen Code
zusammenfassen können, um ihn les- und bearbeitbarer zu machen und
sogenannten Spaghetti-Code zu vermeiden.
Hier ein Beispiel wie es mit und wie ohne Methoden aussieht:
In dem obigen Beispiel wurde also eine Methode vorwaerts() definiert,
welche die Steuerung der Motoren übernimmt. Wir können dann direkt
ablesen, was im Code passiert.
Neue Methoden werden außerhalb der setup- und loop-Blöcke wie folgt
definiert:
void vorwaers(){
digitalWrite(mlv, HIGH);
digitalWrite(mlr, LOW);
digitalWrite(mrv, LOW);
digitalWrite(mrr, HIGH);
}
Nach dem Definieren von Methoden können diese, wie in Bild1 im
loop-Block aufgerufen werden. Dann werden ihre Rümpfe, also der
Bereich in den geschweiften Klammern, ausgeführt. Methoden sind noch zu
viel mehr in der Lage, denn wir können ihnen auch Informationen durch
sogenannten Parameter übergeben, welche von ihnen verarbeitet werden
und uns neue Informationen zurückgeben. Die Rückgabe wird als return
bezeichnet. Wenn wir eine Methode definieren, können wir in den runden
Klammern, neben dem Namen der Methode die Parameter aufzählen, bei
mehreren werden sie mit einem “,” getrennt aufgelistet. Sie agieren
quasi wie Platzhalter, die erst später gefüllt werden. Wenn wir die
Methode dann später in der loop aufrufen, so setzen wir tatsächliche
Werte in diesen Parameter ein.
So könnten wir zum Beispiel folgende Methode definieren, die die Motoren
für eine gewisse Zeit ununterbrochen steuert. In diesem Fall soll das
Roboterfahrzeug sich eine bestimmte Zeit drehen.
void drehen(int time){
digitalWrite(mlv, HIGH);
digitalWrite(mlr, LOW);
digitalWrite(mrv, LOW);
digitalWrite(mrr, HIGH);
delay(time);
}
Im loop-Block können wir dann einfach schreiben:
void loop(){
drehen(5000);
}
Wenn wir einen Parameter angeben, so müssen wir erstmal mitteilen von
welchem Datentyp dieser ist. Nutze dazu zunächst diese Tabelle:
Datentypen
int | Ganze Zahlen im Bereich -32.768 bis 32.767
und HIGH (1) und LOW (0) |
float | Kommazahlen in einem sehr großen
Bereich |
| Diese werden mit einem Punkt geschrieben:
4.5, -33.557, 1.0 |
| (Vorsicht: Rundungsfehler
möglich!) |
char | Einzelne Zeichen 'a',
'k', '+' (einfaches Anführungszeichen) |
char* | Zeichenketten: "hallo",
"test 1", "a" (doppeltes
Anführungszeichen) |
boolean | Wahrheitswerte: true (wahr)
und false (falsch) |
Unsere Methoden können auch Dinge berechnen und diese als Ergebnisse
zurückgeben. Wie bereits erwähnt nutzen wir dazu das Schlüsselwort
return. Was auch immer nach dem return steht, wird als Ergebnis
dieser Methode ausgegeben, wenn wir sie aufrufen. Wir müssen dann nur,
statt void den Rückgabetyp der Methode schreiben. Nutze dazu die
Tabelle mit den Datentypen.
Tipp: Kommentare für Methoden
Schreibe über jede deiner Methoden einen Kommentar, der folgende
Informationen enthält:
- Nutzen/Verwendungszweck der Methoden.
- Für jeden Parameter: Sinn des Parameters und bei Bedarf nenne
Einschränkungen (z.B. wenn nur positive Zahlen erlaubt sind).
- Wenn es einen Rückgabewert gibt: Was wird zurückgegeben?
- Wenn Fehler auftreten können, beschreibe wie und wann…
Mache diese Kommentierung auch in Zukunft IMMER. Das nimmt zwar
etwas Zeit in Anspruch, lohnt sich aber für größere Projekte sehr und so
macht das jede/r gute Programmiererin und Programmierer.
Verkabelung
| Anode | Pin13 | direkt über Arduino |
| Kathode | GND | direkt über Arduino |
Schaltplan
Im Folgenden wird ein SOS gemorst, wobei wir die Morsezeichen in
Methoden ausgelagert haben.
Code
// Der Pin Nr. 13 heißt von nun an LED.
int LED = 13;
void setup() {
// Der Pin LED soll ein Signal erhalten können (hier Strom).
// Er fungiert als Akteur.
pinMode(LED, OUTPUT);
}
void loop() {
// Morse ein SOS.
// Rufe dazu die Methoden S und O auf, und übergebe
// die Zeit, wie lange die LED leuchten soll.
s(300);
delay(300); // kurze Verzögerung, damit die Blinker nicht verschmelzen
o(1000);
s(300);
// Das Programm und das System verweilen in ihrem aktuellen Zustand für
// 1000ms.
delay(2000);
}
// Methode um ein S zu morsen.
// sie gibt keinen Wert zurück, deswegen ist sie void.
// Ein Parameter, welcher die Zeit bestimmt wird hier mit übergeben.
void s(int time) {
// Der Pin LED erhält das Signal, dass dort Strom fließen soll.
digitalWrite(LED, HIGH);
// Das Programm und das System verweilen in ihrem aktuellen Zustand für
// eine Zeit bestimmt durch die Variable time.
delay(time);
// Der Pin LED erhält das Signal, dass dort kein Strom fließen soll.
digitalWrite(LED, LOW);
// Das Programm und das System verweilen in ihrem aktuellen Zustand für
// eine Zeit bestimmt durch die Variable time.
delay(time);
digitalWrite(LED, HIGH);
delay(time);
digitalWrite(LED, LOW);
delay(time);
digitalWrite(LED, HIGH);
delay(time);
digitalWrite(LED, LOW);
delay(time);
}
// Methode um ein O zu morsen.
// Sie gibt keinen Wert zurück, deswegen ist sie void.
// Ein Parameter, welcher die Zeit bestimmt wird hier mit übergeben.
void o(int time) {
// Der Pin LED erhält das Signal, dass dort Strom fließen soll.
digitalWrite(LED, HIGH);
// Das Programm und das System verweilen in ihrem aktuellen Zustand für
// eine Zeit bestimmt durch die Variable time.
delay(time);
// Der Pin LED erhält das Signal, dass dort kein Strom fließen soll.
digitalWrite(LED, LOW);
// Das Programm und das System verweilen in ihrem aktuellen Zustand für
// eine Zeit bestimmt durch die Variable time.
delay(time);
digitalWrite(LED, HIGH);
delay(time);
digitalWrite(LED, LOW);
delay(time);
digitalWrite(LED, HIGH);
delay(time);
digitalWrite(LED, LOW);
delay(time);
}
Aufgaben
Erkläre anhand einiger Methoden in diesem Kapitel, was ist der Name der
Methoden, Rückgabewert, eine Parameterliste, der Rumpf?
Prüfe in deinem bisherigen Code, an welchen Stellen du sinnvoll Methoden
verwenden kannst und setze diese um. Schreibe Kommentare!
Kann man Methoden in Methoden aufrufen? Wann ja, hast du dafür ein
sonnvolles Beispiel, z.B. in deinem Code?
Methoden können Parameter und Rückgabewerte haben. Überlege dir ein
sinnvolles Beispiel, wo man dies einsetzen kann, z.B. in deinem Code!
Was bedeutet void als Rückgabewert einer Methode?
Probiert es selbst mal aus und morst ein paar Buchstaben oder sogar
Nachrichten an eure Sitznachbarin oder Sitznachbarn.