實戰智慧插座 10 - 按一下就開燈 ( 按鈕開關 )

2017鐵人賽 webduino iot 物聯網智慧插座

oxxo

2016-12-24 22:44:00

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「開關」是每天的日常生活中都會接觸到的零件，這篇文章的標題所描述「按下開關就開燈」根本就是廢話，但這篇的內容要描述的絕對不會只有這樣，而是更進一步是透過 Wi-Fi 來開關燈，甚至觸發網頁裡的事件。

認識開關

首先來認識一下開關，開關在一個電路裡扮演著控制「通路」與「斷路」的重要角色。
Webduino 按鈕開關

如果我們加入「訊號」，開關就可以控制訊號的「高電位」或是「低電位」了，但有趣的是電路裡面必須要安插一個「電阻」，電阻的作用除了保護電路不被燒毀，更具備了「上拉」或是「下拉」的功能，如果接 GND 的一側用電阻連接，稱作下拉電阻，如果接在正電的一側稱之上拉電組，當然兩者傳送的訊號就不同，如果我們的開關是使用下拉電阻，在按下開關的時候傳送高電位訊號，反之就是再放開開關的時候，傳送高電位訊號。( 參考維基百科上拉電組 https://goo.gl/PxlR5P )
Webduino 按鈕開關

如果你沒有學過任何的電子學，可能就會不知道電阻是什麼東西，要談到電阻就必須要先提到「歐姆定律」，歐姆定律就是「電壓 = 電流 x 電阻」，如果今天一個電路裡沒有電阻，相對的電流就會趨近於無限大，進而導致電路某個部份燒壞，這也是為什麼使用開關必須要用電阻的原因，因為在按下開關的剎那，如果沒有電阻，就會發生短路的狀況。( 可以參考下面這支影片，如果直接把口香糖的錫箔紙接在電池的兩端，立馬就燒起來了 )
Webduino 按鈕開關
( 影片連結：https://www.youtube.com/watch?v=_LAunryCu9c )

開始接線之前先認識一下按鈕開關，按鈕開關有四支腳，兩支兩支連通，按下開關的當下四支腳互通。
Webduino 按鈕開關

知道基本的概念之後就是接線，透過麵包板串接按鈕開關，按鈕開關的一側接 3.3V 或 VCC，另外一側則是接訊號線，和訊號線相通的另一支腳皆電阻然後連接 GND。
Webduino 按鈕開關

完成後，先透過 Webduino Blockly ( https://blockly.webduino.io ) 來測試一下，首先打開內嵌的網頁，選擇「顯示文字」，放入開發板的積木，輸入裝置的 device ID，放入按鈕開關的積木，腳位設定為 10 號腳，再放入當按鈕開關「按下」、「放開」與「長按」的積木，如果做出對應的動作，就透過「顯示文字」顯示文字。
Webduino 按鈕開關

點選「執行」，就可以按壓按鈕開關，就會看到文字產生對應的變化。
Webduino 按鈕開關

Webduino 程式用法

知道接線之後，原本想要含之前一樣用一塊裝置控制，但因為雖然是透過 Wi-Fi，難免還是會被誤會說是直接接線控制，因此這邊要來玩點比較有 Wi-Fi 控制的感覺：「兩塊裝置隔空控制」，接線圖如下，一個裝置接插座，另外一個裝置接按鈕開關
Webduino 按鈕開關

先看看 JavaScript 的使用方法，按鈕開關的宣告使用 getButton(board, pin)，pin 是數位腳，例如接在 10 號腳就改為 10。

button = getButton(board, 10);

偵測的方式使用 .on(event, callback)，event 有三種， pressed 表示按下開關，released 表示放開開關，longPress 則是長按。

button.on("pressed", function(){
});
button.on("released", function(){
});
button.on("longPress", function(){
});

網頁控制

HTML 的部分先在自己的網頁內引入「 webduino-min.js 」還有「 webduino-blockly.js 」這兩個 JavaScript，這樣我們才有操控開發板以及紅外線發射或接收的 API 可以使用，在 body 的區域放入一個 h2 來顯示一些文字訊息，然後放入兩張燈泡一明一暗的圖片，讓偵測到訊號的時候，網頁上的燈泡也會發生反應。

<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
  <title>Webduino</title>
  <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.9.1/jquery.min.js"></script>
  <script src="https://webduino.io/components/webduino-js/dist/webduino-all.min.js"></script>
  <script src="https://blockly.webduino.io/webduino-blockly.js"></script>
</head>

<body>
  <h2 id="show"></h2>
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-on.jpg" id="on">
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-off.jpg" class="show" id="off">
</body>
</html>

CSS 的部分就只是寫個簡單的控制燈泡圖片有沒有出現而已。

img{
  display:none;
}
.show{
  display:block;
}

JavaScript 的部分，除了一般宣告基礎的變數還有按鈕為 button 和 LED 為 led 外，就是多了一個 a = 0 和 b = -1，a 的目的是在於確認「兩塊開發板都上線了」，只要每一塊開發板上線就會加 1，直到變成 2 才會開始動作，這樣也可以確保動作是同步的，而 b 的目的在於確認燈泡是亮還是暗。

$(function(){

  var button,
      led,
      $show=$('#show'),
      $on = $('#on'), 
      $off = $('#off'),
      a = 0,
      b = -1;

  //設定第一塊裝置接智慧插座燈泡
  boardReady('裝置1', function (board) {
    board.systemReset();
    board.samplingInterval = 250;
    led = getLed(board, 10); //設定 LED 為 10 號腳
    a = a+1;
    if(a===2){
      allReady(); //確認兩塊板子都上線了就執行
    }
  });

  //設定第二塊裝置接按鈕開關
  boardReady('裝置2', function (board) {
    board.systemReset();
    board.samplingInterval = 250;
    button = getButton(board, 10); //設定 按鈕開關 為 10 號腳
    a = a+1;
    if(a===2){
      allReady(); //確認兩塊板子都上線了就執行
    }
  });

  ////確認兩塊板子都上線了要執行的動作
  function allReady(){
    button.on("pressed", function(){
      b = b * -1;
      if(b>0){
        $show.text('開燈啦！');
        led.on();
        $on.addClass('show');
        $off.removeClass('show');
      }else{
        $show.text('關起來了');
        led.off();
        $on.removeClass('show');
        $off.addClass('show');
      }
    });
  }

});

最終結果 ( 範例：http://bin.webduino.io/bale/1/edit?html,js,output )，可以看到點壓按鈕開關，就會觸發燈泡與網頁對應的動作。
Webduino 按鈕開關