2. อ่านโค้ดให้ออก (ไม่เคยเขียนโปรแกรมมาก่อนก็เริ่มได้)

หน้านี้เขียนให้คนที่ ไม่เคยเขียนโปรแกรมเลย อ่านจบแล้วจะอ่านโค้ดของชมรมออกว่าแต่ละบรรทัดสั่งอะไร ไม่ต้องจำศัพท์ให้ได้ทั้งหมด แค่อ่านตามลำดับ 1 ถึง 8 ทุกข้อมีรูปแบบเดียวกัน คือ คืออะไร → ทำไมถึงมี → ใช้ทำอะไร → ตัวอย่างในโค้ดโดรน

เป้าหมายปลายทางคือบรรทัดนี้ ซึ่งเจอเต็มไปหมดในโปรเจกต์

pArduino->set_height(110);

1. โปรแกรมคือสูตรอาหารCopy Anchor Link

คืออะไร โปรแกรมคือรายการคำสั่งที่เรียงกัน คอมพิวเตอร์ (ในที่นี้คือบอร์ด Arduino) อ่านจากบนลงล่าง ทำทีละบรรทัด ทีละอย่าง เหมือนทำอาหารตามสูตร "ต้มน้ำ ใส่เส้น รอ 3 นาที ใส่เครื่องปรุง"

ข้อสำคัญ คอมพิวเตอร์ ไม่ฉลาดเอง มันทำเฉพาะที่เขียนไว้ ตรงตัวอักษร ไม่เดา ไม่ข้าม ถ้าสูตรไม่บอกว่า "รอ" มันก็ไม่รอ ซึ่งเป็นเหตุผลที่โค้ดโดรนมี delay(4000) เต็มไปหมด (ดูในบท คำสั่งแรก)

ใช้ทำอะไร เราเขียนสูตรเป็นภาษาที่เครื่องเข้าใจ ที่ชมรมใช้คือ C++ (อ่านว่า ซี-พลัส-พลัส) เขียนเสร็จกดอัปโหลด สูตรก็ไปอยู่ในบอร์ด แล้วบอร์ดสั่งโดรนตามนั้น

2. ตัวแปร: กล่องมีป้ายชื่อCopy Anchor Link

คืออะไร ตัวแปรคือ กล่องที่มีป้ายชื่อ ข้างในใส่ค่าได้ และเปลี่ยนค่าได้ภายหลัง

ทำไมถึงมี ลองคิดว่าโปรแกรมโดรนมีเลข 110 (ความสูง) อยู่ 20 จุด วันหนึ่งอยากเปลี่ยนเป็น 100 ต้องไล่แก้ 20 จุด และอาจพลาดไปจุดหนึ่ง ถ้าตั้งชื่อกล่องว่า HEIGHT_TAKEOFF แล้วเรียกใช้ชื่อนี้ทั้ง 20 จุด ต้องแก้ที่เดียว ชื่อยังช่วยให้อ่านง่ายขึ้นด้วย 110 ไม่บอกอะไร แต่ HEIGHT_TAKEOFF บอกว่าคือความสูงตอนขึ้นบิน ชื่อแบบนี้มาจากวิชาพีชคณิตที่เราใช้ x แทนตัวเลข

ชนิดของกล่อง บอร์ด Arduino Nano มีความจำน้อยมาก (2,048 ไบต์) จึงต้องบอกก่อนว่ากล่องใบนี้จะใส่อะไร จะได้จัดที่ให้พอดี

อ่าน int count = 5; เป็นภาษาคนว่า "ทำกล่องชนิดจำนวนเต็ม ชื่อ count ใส่ 5 ลงไป" เครื่องหมาย = ในโปรแกรมแปลว่า "ใส่ค่าลงกล่อง" ไม่ใช่ "เท่ากับ" แบบคณิตศาสตร์

ในโค้ดโดรน ใน config.hpp

constexpr uint16_t HEIGHT_TAKEOFF = 110;
constexpr float MS_PER_CM_FWD = 15.46f;

constexpr แปลว่า ค่าคงที่ กล่องที่ล็อกฝา เปลี่ยนค่าไม่ได้ระหว่างโปรแกรมรัน เหมาะกับค่าที่ไม่ควรเปลี่ยน อย่างความสูงตอนขึ้นบิน (uint16_t คือจำนวนเต็มไม่ติดลบ ขนาดใหญ่ถึง 65,535 ส่วน 15.46f คือเลขทศนิยม ตัว f ท้ายเลขบอกว่าเป็นชนิด float)

เรื่องขนาดและการล้นของแต่ละชนิด อ่านต่อใน ตัวแปรและชนิดข้อมูล

3. ฟังก์ชัน: ชุดคำสั่งที่ตั้งชื่อไว้Copy Anchor Link

คืออะไร ฟังก์ชันคือชุดคำสั่งหลายบรรทัดที่ รวมเป็นกลุ่มแล้วตั้งชื่อ เรียกชื่อเมื่อไร ก็ทำทั้งชุดเมื่อนั้น เหมือนปุ่ม "ซักผ้า" บนเครื่องซักผ้า กดปุ่มเดียว เครื่องทำเองหลายขั้นตอน ทั้งเติมน้ำ ปั่น ล้าง ปั่นแห้ง

ทำไมถึงมี ถ้าไม่มีฟังก์ชัน ทุกครั้งที่จะซักผ้าต้องเขียนสิบกว่าบรรทัดซ้ำ ฟังก์ชันทำให้เขียนครั้งเดียว เรียกกี่ครั้งก็ได้ และถ้าแก้ขั้นตอน แก้ที่เดียว

หน้าตา

void FirstProgram() {          // ตั้งชื่อชุดคำสั่งว่า FirstProgram
  pArduino->calibration();     // ข้างในวงเล็บปีกกา { } คือคำสั่งของชุดนี้
  delay(3000);
  pArduino->take_off();
  delay(4000);
}

// ที่อื่นในโปรแกรม เรียกใช้ด้วยการเขียนชื่อ + ()
FirstProgram();                // ทำสองคำสั่งข้างบนทั้งชุด

• void แปลว่า "ทำเสร็จแล้วไม่ส่งอะไรคืนมา" (ยังไม่ต้องสนใจตอนนี้)
• { } คือกรอบที่ครอบคำสั่งในชุด
• เรียกใช้ด้วยการเขียน ชื่อ แล้วตามด้วยวงเล็บ ()

ค่าที่ส่งเข้าไป (อาร์กิวเมนต์) ฟังก์ชันรับรายละเอียดผ่านวงเล็บได้ เหมือนบอกเครื่องซักผ้าว่า "ซักน้ำอุ่น" delay(3000) คือฟังก์ชันที่ Arduino เตรียมไว้ให้ มันรับเลข 3000 แล้ว "หยุดรอ 3000 มิลลิวินาที" drone.fw(250) ก็คือฟังก์ชันที่รับเลข 250 บินไปข้างหน้า 250 ซม.

อ่านต่อ: ฟังก์ชันและอาร์เรย์

4. ปัญหาที่ทำให้เกิด "วัตถุ"Copy Anchor Link

พอโปรแกรมใหญ่ขึ้น ฟังก์ชันมีเป็นร้อย เช่น take_off, auto_land, set_height, move_forward_cm, servo_open ... ปนกันหมด หาไม่เจอ และเริ่มสับสนว่าอันไหนเกี่ยวกับอะไร

เหมือนห้องครัวที่ทุกอย่างกองรวมกัน มีด ช้อน ลูกกอล์ฟ ไขควง แล้วเราจัดของใหม่เป็น กลุ่ม: ลิ้นชักช้อนส้อม ลิ้นชักเครื่องมือช่าง ของที่เกี่ยวกับโดรนเก็บไว้ที่เดียว

นี่คือที่มาของแนวคิดที่เรียกว่า OOP (Object-Oriented Programming) การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ คือวิธีเขียนที่ จัดโค้ดเป็นกลุ่มตามสิ่งของที่มันเกี่ยวข้อง ภาษา C++ ถูกสร้างขึ้นช่วงทศวรรษ 1980 โดยเพิ่มแนวคิดนี้เข้าไปในภาษา C เดิม ซึ่งเป็นเหตุผลที่ชื่อมี "++" (แปลว่า "C เวอร์ชันบวกเพิ่ม")

ศัพท์ที่ต้องรู้มี 3 คำ ใช้การเปรียบเทียบเดียวกันตลอด คือ รีโมททีวี

ประโยชน์ที่ได้: ถ้าอยากรู้ว่าโดรนสั่งอะไรได้บ้าง ก็เปิดดูปุ่มของวัตถุตัวเดียว แทนที่จะไล่หาฟังก์ชันทั่วโปรแกรม และสร้างวัตถุได้หลายตัวจากพิมพ์เขียวเดียว (รีโมทสองตัวทำงานเหมือนกัน)

5. ใช้วัตถุ: ชื่อวัตถุ จุด/ลูกศร ชื่อเมธอดCopy Anchor Link

สั่งให้วัตถุทำงานด้วยการเขียน ชื่อวัตถุ + เครื่องหมายเชื่อม + ชื่อเมธอด + วงเล็บ

drone.takeOff();          // วัตถุ drone, เมธอด takeOff
pArduino->take_off();     // วัตถุ pArduino, เมธอด take_off

อ่านเป็นภาษาคนว่า "รีโมท drone กดปุ่ม takeOff" ตรงกับที่คุณเห็นในรูปแกะบรรทัดตอนต้นหน้า

ทำไมบางทีเป็นจุด . บางทีเป็นลูกศร -> สองแบบนี้ใช้ทำสิ่งเดียวกัน ต่างกันที่ชนิดของชื่อ

• drone คือ ตัววัตถุเอง → ใช้จุด drone.takeOff()
• pArduino คือ ตัวชี้ (pointer) ที่บอกว่าวัตถุตัวจริงอยู่ที่ไหน (เหมือนเลขที่บ้านแทนตัวบ้าน) → ใช้ลูกศร pArduino->take_off() ลูกศรแปลว่า "ตามที่อยู่นี้ไป แล้วกดปุ่ม"

ผลเหมือนกันทั้งสองแบบ ตอนนี้ จำแค่ว่าลูกศร = จุด ก็พอ เรื่องตัวชี้ละเอียดอยู่ใน ตัวชี้ คลาส และ pArduino-> ค่อยอ่านทีหลังได้

6. สองวัตถุที่คุณจะใช้ตลอดCopy Anchor Link

ชมรมมีวัตถุหลักสองตัว ตัวหนึ่งเป็นชั้นล่าง อีกตัวเป็นทางลัด

• pArduino วัตถุที่คุยกับโดรนโดยตรง ปุ่มทุกปุ่มส่งคำสั่งไปที่ Flight Controller (ชั้นล่างสุด ละเอียด)
• drone วัตถุที่ห่อ pArduino อีกชั้น ปุ่มสั้นกว่าและเบรกให้ในตัว เช่น drone.fw(250) ข้างในเรียก pArduino->move_forward_cm(250) แล้วหยุดรอให้นิ่ง

เหมือนมีรีโมทสองตัว ตัวแรกปุ่มเยอะและละเอียด (pArduino) ตัวที่สองปุ่มน้อยกว่า ชื่อสั้นอ่านง่าย ใช้ทุกวัน (drone) ที่ บทเขียนโค้ดสั่งโดรน เราเริ่มจากรีโมทตัวแรก ให้เห็นว่าปุ่มแต่ละปุ่มทำอะไรจริงๆ ก่อน แล้วค่อยใช้ตัวที่สอง

7. อ่านโปรแกรมจริงให้ออกทีละบรรทัดCopy Anchor Link

ลองอ่านฟังก์ชันที่จะเขียนในบทถัดไป ตอนนี้คุณมีความรู้ครบพอ

void FirstProgram() {            // (ก) ตั้งชื่อชุดคำสั่ง
  pArduino->calibration();       // (ข)
  delay(3000);                   // (ค)
  pArduino->take_off();          // (ง)
  delay(4000);                   // (จ)
  pArduino->set_height(110);     // (ฉ)
}

ถ้าอ่านตารางนี้เข้าใจ แปลว่าคุณอ่านโค้ดโดรนออกแล้ว

8. ลองอ่านเองCopy Anchor Link

ลองตอบในใจก่อนกดเปิดคำตอบ

สรุปศัพท์ทั้งหมดCopy Anchor Link

ต่อไปไป เขียนโปรแกรมแรก (ให้ LED กระพริบ) เพื่อลองเขียนจริงเป็นครั้งแรก

พังตรงไหนบ่อยCopy Anchor Link

• สับสนจุดกับลูกศร ใช้ตามชนิดของชื่อ drone. จุด pArduino-> ลูกศร ถ้าใช้ผิด IDE จะขึ้น error บอก
• พิมพ์ตัวพิมพ์เล็ก-ใหญ่ผิด takeOff กับ takeoff เป็นคนละชื่อ เครื่องแยกตัวพิมพ์ใหญ่เล็ก
• อ่านแล้วอยากรู้ทุกอย่างทันที ไม่ต้อง ผ่านข้อ 1–7 แล้วไปเขียนจริงก่อน แล้วย้อนกลับมาเปิดอ่านตอนติด