German Tojeiro Calaza - Taller de Arduino. Experimentando con Arduino MKR 1010

Una función es un conjunto de líneas de código que realizan una tarea específica. Las funciones pueden tomar parámetros que modifiquen su funcionamiento. Las funciones son utilizadas para descomponer grandes problemas en tareas simples, y para implementar operaciones que son comúnmente utilizadas durante un programa y, de esta manera, reducir la cantidad de código. Cuando se invoca una función se le pasa el control a la misma; una vez que esta finalizó con su tarea, el control se devuelve al punto desde el cual la función fue llamada. Una función puede llamarse múltiples veces e incluso llamarse a sí misma (función recurrente). Las funciones pueden recibir datos desde fuera al ser llamadas a través de los parámetros y puede entregar un resultado.

Las funciones se declaran asociadas a un tipo de valor. Este valor será el que devolverá la función, por ejemplo, ‘int’ se utilizará cuando la función devuelva un dato numérico de tipo entero. Si la función no devuelve ningún valor entonces se colocará delante la palabra void , que significa “función vacía”.

Para llamar a una función, simplemente:

nombredelafunción(parámetros)

En una función que devuelve un valor siempre debe tener la instrucción: “return”, este termina una función y devuelve un valor a quien ha llamado a la función. Si se define una función y no pone return el valor devuelto es cero. No da error de compilación. Generalmente, los nombres de las funciones deben ser en minúscula, con las palabras separadas por un guion bajo, aplicándose estos tanto como sea necesario para mejorar la legibilidad.

La forma en que se ha declarado y pasado los parámetros de las funciones hasta ahora es la que normalmente se conoce como “por valor”. Esto quiere decir que cuando el control pasa a la función, los valores de los parámetros en la llamada se copian a “objetos” locales de la función, estos “objetos” son de hecho los propios parámetros. Esto se observa claramente en el siguiente sketch:

Empezará haciendo a = 10 y b = 20, después llamará a la función “función_ pepe” con los objetos a y b como parámetros. Dentro de “función_pepe” esos parámetros se llaman n y m, y sus valores son modificados. Sin embargo, al retornar al programa que lo llama, a y b conservan sus valores originales. Lo que pasa no son los objetos a y b, sino que copia sus valores a los objetos n y m. Es lo mismo que hacer funcion(10,20), cuando llama a la función con parámetros constantes. Si los parámetros por valor no funcionasen así, no sería posible llamar a una función con valores constantes o literales.

Si quisiera que los cambios realizados en los parámetros dentro de la función se conservasen al retornar de la llamada, deber ápasarlos por referencia. Este punto es un poco más complejo y, como no lo necesita, de momento no se va a abordar. Es necesario recordar que su ruta de trabajo en este libro es: “Si no lo necesita, no lo aprenda”.

En el mundo de Arduino, una librería es un trozo de código que incluye en su sketch y que proporciona funciones determinadas que, simplemente, llama cuando le interesa. Por ejemplo, si va a utilizar un determinado sensor, puede buscar si existe una librería asociada. En caso de que la encuentre, puede añadirla a su programa y utilizar las funciones que ofrece para manejar dicho sensor. No tiene que conocer como está hecha o programada, simplemente debe saber qu éfunciones le ofrece y c ómo utilizarlas. Es lo mismo que saber conducir un coche, no est áobligado a entender el funcionamiento del motor o c ómo es capaz de moverse. Algunas librerías funcionan por sí mismas, es decir, incluyéndolas directamente en su programa; otras precisan de un hardware adicional para ser utilizadas. Normalmente, cuando adquiere una shield nueva, para, por ejemplo, controlar un servomotor, descarga la librería asociada que se ocupa de manejar este hardware, facilitándole mucho el trabajo, ya que se despreocupa de la comunicación entre dicha shield y Arduino.

Es importante señalar que no debe confundir el concepto de función con el de librería. De hecho, una librería es un conjunto de funciones con un objetivo específico. La declaración de librerías, tanto en C como en C++, se debe hacer al principio de todo su código; antes de la declaración de cualquier función o línea de código, debe indicarle al compilador qu élibrerías usar, para saber qué términos están correctos en la escritura de su código y cuáles no. La sintaxis es la siguiente: #include o alternativamente #include “nombre de la librería”. En su código puede declarar todas las librerías que quiera, aunque en realidad no tienen sentido declarar una librería que no va a usar en su programa; sin embargo, no existe límite para ello. La directiva de preprocesador #include se usa en los lenguajes C y C++ para “incluir” las declaraciones de otro fichero en la compilación. Esta directiva no tiene más misterio para proyectos pequeños. En cambio, puede ayudar aprovechar bien esta directiva en proyectos con un gran número de subdirectorios.

Por otra parte, las librerías propias de Arduino se catalogan en tres tipos:

* Librería core.

* Librerías estándar.

* Librerías a ñadidaso contributivas.

La librería principal o corese proporciona con el IDE de Arduino y es fundamental para los usuarios principiantes y para los más experimentados. Oculta gran parte de la complejidad que tradicionalmente supone trabajar con un microcontrolador. Los miembros del equipo de desarrollo de Arduino que participaron en enseñar a los estudiantes a usar microcontroladores en sus proyectos, reconocieron que el poco uso de muchos microcontroladores tradicionales, por parte de la mayoría principiantes y neófitos en el campo de la electrónica, era la dificultad de su programación. Estudiaron cu áles eran la acciones o proyectos que muchos de sus estudiantes querían llevar a cabo con un microcontrolador y, basándose en esto, diseñaron una biblioteca central que evitara la complejidad de las tareas más engorrosas e hiciera la programación más fácil. La mayoría de los proyectos leen datos en los pines de entrada y escriben datos en los pines de salida. La librería core hace que estas tareas comunes sean sencillas de utilizar. Por ejemplo, para leer el valor de una patilla digital, solo tiene que utilizar la función digitalRead(). Lo mismo pasa con la función serial(), que permitía interactuar con el programa monitor sin excesiva dificultad.

Cuando haya descargado e instalado el IDE de Arduino observará que algunas librerías llamadas estándarse incluyeron con la instalación. Las bibliotecas estándar son las que el equipo de desarrollo Arduino pensó que eran necesarias por muchas personas en sus propios proyectos. Estas librerías no se incluyen por defecto, como la librería core, debido a que Arduino ha limitado incluirlas automáticamente, ya que sería una pérdida de recursos (sobre todo, en memoria del propio microcontrolador) dejando poco espacio para su propio código. Para utilizar las librerías estándar, tiene que incluirlas explícitamente en sus sketch. Para ello, es necesario agregar una sentencia #include en la parte superior del programa. Por ejemplo, si quiere incluir la librería LiquidCrystal, que se utiliza para mostrar datos sobre una pantalla LCD, hay que añadir lo siguiente al principio del sketch: