Llega un momento en la vida de un maker en la que quiere emular el azar en un programa, como por ejemplo, obtener resultados aleatorios de un dado para un juego. Para ello existe la función Random en Arduino y está presente en todos los lenguajes de programación de alto nivel, pero en cada uno de ellos tiene sus particularidades.
Y Arduino no iba a ser menos, utilizando esta función obtendremos números aleatorios para nuestro sketch. Pero estos números aleatorios en realidad no lo son. Como ocurre en la mayoría de estos lenguajes, incluyendo Arduino, son números seudoaleatorios, es decir, si se inicia la función random con los mismos parámetros se obtiene la misma secuencia de números.
Indice de contenidos
La función Random en Arduino
La sintaxis de esta función es la siguiente:
- Random(max): Se obtiene un numero “aleatorio” desde 0 hasta max.
- Random(min, max): Se obtiene un numero “aleatorio” desde min hasta max
Veamos cómo se comporta esta función escribiendo el resultado en el monitor serie con los parámetros random(1,100):
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/* Obtiene un numero aleatorio y lo muestra en monitor serie */ //Variable donde almacenaremos el numero aleatorio long randomNumber; //Función de inicialización void setup() { //Inicializamos la comunicación serial Serial.begin(9600); //Escribimos por el puerto serie mensaje de inicio Serial.println("Inicio de sketch - secuencia de numeros aleatorios"); } //Bucle principal void loop() { //Genera un numero aleatorio entre 1 y 100 randomNumber = random(1,100); //Escribimos el numero aleatorio por el puerto serie Serial.print("El numero aleatorio es = "); Serial.println(randomNumber); //Esperamos 1 segundo para repetir delay(1000); } |
Reseteamos y volvemos a lanzar el programa y nos fijamos en la salida del monitor serie:
Como veis en las dos imágenes, la secuencia es la misma y no nos valdría para realizar un juego de azar. Siempre sabríamos que iba a salir.
Pero hay una solución llamada semilla y que existe en todos los lenguajes que implementan la función random. La semilla es un valor por defecto que coge la función random para inicializarse, si cambiamos esta semilla la secuencia de datos cambiara.
La función randomSeed en Arduino
La sintaxis de esta función es la siguiente:
- randomSeed(semilla): Incializa la función random con el valor semilla pasado por parámetro. Esta función se incluirá dentro de la función setup de nuestro skecth
Con esta función ya obtendremos una secuencia distinta a la anterior. Veamos el ejemplo pasándole una semilla con valor 39 y fijémonos en el monitor serie.
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/* Obtiene un numero aleatorio con semilla fija y lo muestra en monitor serie */ //Variable donde almacenaremos el numero aleatorio long randomNumber; //Función de inicialización void setup() { //Inicializamos la comunicación serial Serial.begin(9600); //Escribimos por el puerto serie mensaje de inicio Serial.println("Inicio de sketch - secuencia de numeros aleatorios"); //Establecemos la semilla fija randomSeed(39); } //Bucle principal void loop() { //Genera un numero aleatorio entre 1 y 100 randomNumber = random(1,100); //Escribimos el numero aleatorio por el puerto serie Serial.print("El numero aleatorio es = "); Serial.println(randomNumber); //Esperamos 1 segundo para repetir delay(1000); } |
Como ves, se diferencia de la secuencia anterior. Pero paramos, reseteamos y volvemos a ver el resultado.
Se vuelve a repetir la secuencia? Si!, a misma semilla mismo resultado. Como os contaba al principio lenguajes como PL SQL de Oracle lo solucionan muy eficazmente, tienen una semilla por defecto que se compone con la fecha del sistema y el identificador del usuario haciendo casi imposible que la secuencia se repita.
La solución en Arduino
Para conseguir que cada vez que iniciemos el skecth tengamos secuencias diferentes tenemos que pasarle cada vez una semilla diferente. Esto lo conseguimos si como semilla le pasamos el valor de una entrada analógica que no utilicemos en nuestro sketch mediante la función analogRead(). Estos pin analógicos cuando no son utilizados no tienen ninguna tensión de referencia y devolverá un valor de ruido que será diferente cada vez que preguntemos por su valor.
Así es que el código nos quedara así:
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/* Obtiene un numero aleatorio con semilla variable y lo muestra en monitor serie Creado por Alfonso Contreras López acontreras@programarfacil.com www.programarfacil.com */ //Variable donde almacenaremos el numero aleatorio long randomNumber; //Función de inicialización void setup() { //Inicializamos la comunicación serial Serial.begin(9600); //Escribimos por el puerto serie mensaje de inicio Serial.println("Inicio de sketch - secuencia de numeros aleatorios"); //Establecemos la semilla en un pin analogico randomSeed(analogRead(A0)); } //Bucle principal void loop() { //Genera un numero aleatorio entre 1 y 100 randomNumber = random(1,100); //Escribimos el numero aleatorio por el puerto serie Serial.print("El numero aleatorio es = "); Serial.println(randomNumber); //Esperamos 1 segundo para repetir delay(1000); } |
Y vamos a hacer nuestra comprobaciones con el monitor serie reseteando el proceso
Ya tenemos la forma correcta de emular el azar con Random en Arduino ahora solo nos queda ver que podemos hacer. Os pongo un ejemplo sencillo con LEDs: En este ejemplo tenemos 4 LEDs y encendemos uno de ellos aleatoriamente según nos devuelva la función random.
Monta el esquema que te muestro a continuación.
Este es el código que debes utilizar para seleccionar los LEDs al azar con random en Arduino.
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/* Obtiene un numero aleatorio con semilla variable y enciende el LED correspondiente utilizando random en Arduino */ //Declaramos los pins de los LEDs int LED_1 = 2; int LED_2 = 3; int LED_3 = 4; int LED_4 = 5; //Variable donde almacenaremos el numero aleatorio long randomNumber; //Función de inicialización void setup() { //Inicializamos la comunicación serial Serial.begin(9600); //Escribimos por el puerto serie mensaje de inicio Serial.println("Inicio de sketch - secuencia de numeros aleatorios"); //Establecemos los pin en modo salida pinMode(LED_1, OUTPUT); pinMode(LED_2, OUTPUT); pinMode(LED_3, OUTPUT); pinMode(LED_4, OUTPUT); //Establecemos la semilla en un pin analogico randomSeed(analogRead(A0)); } //Bucle principal void loop() { //Apagamos todos los LEDs digitalWrite(LED_1, LOW); digitalWrite(LED_2, LOW); digitalWrite(LED_3, LOW); digitalWrite(LED_4, LOW); //Genera un numero aleatorio entre 2 y 6 randomNumber = random(2,6); //Escribimos el numero aleatorio por el puerto serie Serial.print("El numero aleatorio es = "); Serial.println(randomNumber); //Encendemos el pin aleatorio digitalWrite(randomNumber, HIGH); //Esperamos 1 segundo para repetir delay(1000); } |
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