【行空板】用Python玩转开源硬件-第04课：美食推荐机器人

第04课：美食推荐机器人

火锅、串串、冒菜、纸包鱼、酸辣蹄花、芋儿鸡、粉蒸肉……好吃的太多了，想吃的也很多，要在众多美食中挑选出一样，真是太难了。我们时常被“吃什么”困扰着，每天问的最多和被问最多的就是“中午吃什么”“晚上吃什么”“宵夜吃什么”……

如果有一款实用的美食推荐机器人，在我们纠结要吃什么的时候，只需要轻轻地按下按钮，它就可以在众多美食中快速做出决定。这样的美食推荐机器人简直是选择困难者的福音，接下来我们一起动手，使用行空板、RGB灯环、按钮模块设计一款这样的美食推荐机器人吧！

任务目标

按下“按钮模块”，RGB灯环以跑马灯的形式显示，最后灯珠停在的位置就是美食机器人给我们推荐的美食，并且行空板上会显示灯珠对应的美食图片。

知识点

1. 学习带参函数的定义

2. 掌握按钮模块的使用方法及工作原理

材料清单

硬件清单：

软件使用：Mind+编程软件 x1

下载地址：https://mindplus.cc/

动手实践

这节课中，主要是使用按钮模块和RGB灯环，制作一款美食推荐机器人。首先需要了解按钮模块的输入信号，然后学习如何使用按钮模块控制RGB灯环，最后完成美食推荐机器人的制作。接下来，就通过下列三个小任务来学习如何制作一款美食推荐机器人吧！

任务一：读取按钮模块的值
读取带LED灯的按钮模块，在工作时输入的信号。

任务二：使用按钮控制RGB灯环
按下按钮，控制RGB灯环执行跑马灯程序。

任务三：制作美食推荐机器人
按下按钮，RGB的灯环执行跑马灯程序，并产生一个随机数，让随机数对应的灯珠亮起，行空板显示灯珠对应的美食。

任务一：读取按钮模块的值

1.硬件连接

带LED灯的数字按钮模块，是一款会发光的开关式按钮。当我们按下按钮时，它可以发出蓝色的灯光。

使用白色硅胶线将带LED灯数字按钮模块连接到P23引脚，硬件连接成功后，使用USB线将行空板连接到计算机。

注意：“带LED灯的数字按钮模块”相关介绍，见知识园地。

2.软件准备

打开Mind+，按照下面图示完成软件准备工作。

3.编写程序

带LED灯的数字按钮模块上印有丝印“D”，可以看出这是一个数字输入传感器。也就是说，这个按钮模块输入的信号为数字信号，即0和1。

如何才能知道这个按钮模块什么时候输入数字信号0，什么时候输入数字信号1呢？要获取按钮的输入信号，使用读取数字引脚指令，并选择引脚为P23引脚。

然后使用显示文字指令，将按钮按下和松开的数字值显示在行空板上。

4.程序运行

点击运行，程序运行成功后，按下按钮，按钮模块亮蓝色的灯，行空板上显示数字1；松开按钮，按钮模块上的灯灭，行空板上显示数字0。也就是按下按钮，输入数字信号1，松开按钮，输入数字信号0。

任务二：使用按钮控制RGB灯环

1.硬件连接

在任务一的硬件连接基础上，使用白色硅胶线将RGB灯环连接到P24引脚，硬件连接成功后，使用USB线将行空板连接到计算机。

2.软件准备

添加WS2812 RGB灯库，点击“扩展”，在pinpong库中找到“WS2812 RGB灯”并点击，完成添加。

3.编写程序

如何使用按钮控制RGB灯环执行跑马灯程序呢？按下按钮，RGB灯环就执行跑马灯程序，使用条件判断指令，判断按钮是否被按下。

如果按钮按下，RGB灯环执行跑马灯程序，跑马灯程序在第三课中，已经学习了，这个任务中我们直接用就可以了。

程序中，按下按钮，执行一次跑马灯程序，也就是灯珠在灯环上跑一圈。如果想要灯珠在灯环上多跑几圈该怎么做呢？使用重复执行次数指令，控制跑马灯程序执行的次数。完整程序如下：

4.程序运行

点击运行，程序运行成功后，按下按钮，RGB灯环执行三次跑马灯的程序。三次跑马灯程序执行完后，灯环熄灭。只要检测到按钮按下，就继续执行三次跑马灯程序。

5.试一试

上面的程序，当检测到按钮按下，固定重复执行三次跑马灯的程序。想要实现执行次数为1-5的随机次数该怎么做呢？接下来，大家就在上面程序上进行修改，实现按下按钮后，RGB灯环执行1-5随机次跑马灯程序。

提示：将重复执行指令中的次数，修改为数字类型中的随机数指令。

任务三：制作美食推荐机器人

1.编写程序

在开始编写程序之前，先来分析一下，利用灯环如何实现美食推荐机器人。生活中，大家玩过抽奖大转盘吧，用力转动转盘，然后转盘的速度由快到慢，然后慢慢停下来，指针指着的位置就是我们中的奖项。美食推荐机器人的原理与这个抽奖大转盘类似，使用RGB灯环作为美食转盘。按下按钮，灯珠开始旋转，旋转速度由快到慢，最后灯珠停住的位置就是为我们推荐的美食。

（1）设置首页提示界面

首先在任务二试一试的基础上，完成首页行空板的界面设置。将图片素材中的背景以及美食图片导入文件系统中。

使用显示文字指令在行空板上显示文字“按下按钮，美食机器人为您推荐随机美食”。然后使用显示图片指令，将背景图片显示在行空板上。

（2）设置灯珠旋转速度

上面的程序，完成了灯珠执行1-5次跑马灯的程序。但是跑马灯程序中，灯珠旋转的速度是很快的，如何才能实现灯珠旋转由快到慢呢？控制灯珠旋转的速度可以修改等待时间（延时），在灯珠执行完快的跑马灯程序后，将等待时间变长，来控制灯珠旋转速度变慢。

同学们肯定发现了，我们这里新增加的程序也是跑马灯的程序，只是等待的时间不一样。当一段程序需要被重复使用时，怎样做才能提高效率呢？将这段程序封装成函数，但是两个跑马灯执行的速度不一样，如何才能让一个函数执行两种不同的运行速度呢？

这里需要用到一个新的函数指令，叫带参函数指令。具体使用方法如下，点击模块中的“函数”，然后点击“自定义模块”，修改函数名为：跑马灯。

注意：关于“带参函数”的相关介绍，见知识园地。

点击“添加输入项”，并将参数名称修改为时长，点击完成，完成带参函数的创建。

     带参函数创建成功后，脚本区出现跑马灯函数，并且参数名为时长。

      将跑马灯的程序放到函数下，并将程序中的等待时长（0.2），修改为函数参数名时长。

在调用跑马灯函数时，将等待的具体时长，填写到调用函数的参数中即可。

程序实现了灯珠旋转的速度由快到慢，要让灯珠慢到可以停下来，并且停下的位置是随机位置该如何实现呢？在执行一次跑马灯程序，设置调用函数的参数时长为0.3，让灯珠旋转的速度变得更慢。

如何让灯珠停下来，并且停的位置是随机位置？随机位置可以使用随机数指令，新建变量灯珠，将这个变量灯珠赋值为0-11的随机整数。然后将for循环指令的范围设置为：0－变量灯珠（0-11的随机数），程序执行完跑马灯程序后，设置随机数对应的变量灯珠亮起。

（3）行空板显示美食图片

完成了随机美食选择后，还需要将灯珠对应的实物图片显示在行空板上。新建一个美食推荐函数，在随机数变量灯珠亮起后，调用美食推荐函数。函数下使用更新数字参数指令，将首页的背景图片和提示文字隐藏。

要将灯珠对应的美食图片显示到行空板上，使用合并字符串指令，将美食图片的文件名组合为：“美食+变量灯珠+.png”的格式，并使用更新数字参数指令，更新美食图片的宽为200。

最后美食推荐成功后，等待3秒，使用更新数字参数指令隐藏美食图片，行空板界面回到首页的提示界面。完成程序如下：

2.程序运行

点击运行，程序运行成功后，行空板界面上会有美食推荐机器人使用方法的提示。按下按钮后，RGB灯环的灯珠开始旋转，旋转速度由快到慢，然后停下来，行空板上显示灯珠停下对应的美食图片。

注意：

1.在RGB灯环上搭建美食转盘时，RGB灯环的IN接口，对应的灯珠编号为0。因此美食0.png（全家桶图片）需要放在0号灯珠上。

2.图片素材库中提供美食转盘图片，大家可以直接打印使用。

知识园地

1.认识带参函数

什么是带参函数？顾名思义，带参函数就是带有参数的函数。参数，也叫参变量，是一个变量。带参函数，就是在创建函数时，在函数后面同时新建了一个变量。例如下面程序中，时长为跑马灯函数的参数，我们也可以将时长理解为在跑马灯函数中新建了一个变量时长。

在调用带参函数时，因为函数定义了参数，因此调用这个函数时，需要写入具体的参数值，这个过程就称为传入参数。

定义函数名后面的参数时长称为形参，而调用函数的时候传入的具体参数值叫做实参。形参和实参的关系是，形参是用来接收实参的。因此，在调用带参函数时，将参数修改为0.1、0.2、0.3就可以控制灯珠的旋转速度。

2.认识带LED灯的数字按钮模块

什么是按钮？按钮是一种手动控制器，又称为按钮开关。按钮只能短时间接通或者断开电流，因此按钮常用于控制电路当中，向其他电气元件或设备发出指令性的电信号，从而达到控制其他元件或电气设备的目的。

按钮模块主要是由哪些部分组成呢？按钮模块由按钮帽、复位弹簧、支柱连杆、动触点、静触点以及外壳等组成。

按钮是如何工作的呢？手按下按钮，按钮的动触点下移至静触点时接通，手松开时，动触点在弹簧的作用下上移，恢复断开，只有按下才能接通，否则一直断开。带LED灯的数字按模块内部有一个LED灯，当动触点与静触点接通时，LED灯亮起；当动触点与静触点断开时，LED灯熄灭。

3.指令学习

挑战自我

虽然程序实现了为使用者推荐随机美食，但是还有一点小问题，就是当美食推荐完成后，再次推荐美食时，上次的推荐美食的灯珠还是亮起的。接下来，大家修改一下程序，实现当按下按钮时，先将RGB灯环的灯珠全部熄灭，然后再执行跑马灯程序。

附件下载：
第4课 美食推荐机器人2.rar

（如有其它问题，请添加微 信咨询：DFRobot2019）