Costanti e Variabili

💾 Dove vivono i dati?

Ogni programma, anche il più semplice, ha bisogno di ricordare delle informazioni durante la sua esecuzione: la temperatura letta da un sensore, quante volte è stato premuto un pulsante, se un LED è acceso o spento, eccetera…

In C++, questi dati vengono salvati in due modi diversi a seconda di una domanda fondamentale: questo valore cambierà mai durante l’esecuzione del programma?

• Se la risposta è no -> si usa una Costante
• Se la risposta è sì -> si usa una Variabile

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🔒 Costanti

Una costante è un valore fissato una volta per sempre. Arduino lo legge, lo usa, ma non può mai modificarlo durante l’esecuzione del programma.

Analogia: Il numero civico di casa tua

Il tuo indirizzo di casa non cambia mentre sei fuori a passeggiare. È scritto sul campanello ed è sempre quello. Una costante funziona allo stesso modo: è un’etichetta fissa che punta sempre allo stesso valore.

Sintassi: #define

Per definire una costante si usa la direttiva #define, che va scritta in cima al file, prima di tutto il resto.

// Sintassi: #define NOME valore
#define RED_LED 5
#define GREEN_LED 6
#define BUTTON_PIN 3

Regola fondamentale

Usare sempre #define per indicare ad Arduino a quale pin è collegato un componente elettronico. Un LED o un pulsante, una volta inserito nel circuito, non cambia pin mentre il programma gira: è quindi un’informazione costante per definizione. In questo modo, se un giorno si sposta fisicamente il componente su un pin diverso, basterà modificare una sola riga in cima al codice invece di andare a cercare il numero del pin in ogni punto del programma.

Questione del Punto e Virgola

Ogni dichiarazione di variabile deve terminare con ;. Le righe con #define sono le uniche che non vogliono il punto e virgola alla fine. Dimenticarlo è uno degli errori più comuni.

Convenzione sui nomi

Per le costanti definite con #define, la convenzione vuole i nomi scritti tutti in MAIUSCOLO con le parole separate da underscore _. Non è obbligatorio, ma è un’abitudine seguita dai programmatori.

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📦 Variabili

Una variabile è una “scatola” nella memoria di Arduino a cui diamo un nome. Il contenuto di questa scatola può essere letto e modificato quante volte si vuole durante l’esecuzione del programma.

Analogia: monete in un videogioco

Pensa a un contatore di monete in un videogioco. Parte da 0, poi sale ogni volta che si raccoglie una moneta, scende se si compra qualcosa, eccetera. Il valore cambia continuamente: è una variabile.

Come si dichiara una variabile

Per creare una variabile bisogna specificare tre cose:

1. Il tipo di dato che conterrà (numero intero / decimale / vero o falso)
2. Un nome per identificarla
3. Un valore

// Sintassi: tipo nome = valore;
int monete = 0;

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🏷️ Data Types

C++ vuole sapere che tipo di informazione si metterà in una variabile. Questo perché tipi diversi occupano quantità diverse di memoria, e le operazioni che si possono fare su di essi cambiano.

Numeri Interi: int

Usato per numeri senza virgola, positivi o negativi. Occupa 2 byte di memoria, il che gli impone un range preciso di valori rappresentabili.

int -> da -32.768 a +32.767

int contatore = 0;
int temperatura = -5;
int livello = 255;

Numeri Interi Grandi: long

Quando i valori da memorizzare superano i limiti di int, si usa long. Occupa 4 byte di memoria (il doppio di int) e può quindi contenere numeri molto più grandi.

long -> da -2.147.483.648 a +2.147.483.647

long distanzaKm = 384400;       // Distanza Terra-Luna in km
long millisecondi = 1000000;    // Un milione di ms

Quando usare int o long?

Per la maggior parte delle variabili su Arduino, int è sufficiente. Si passa a long solo quando si sa che il valore potrà superare 32.767, come ad esempio contatori che crescono molto, o valori di tempo espressi in millisecondi. Usare long quando int basterebbe spreca memoria inutilmente.

Usare long erroneamente

Usare una variabile long quando il tipo int può bastare in termini di spazio, comporta uno spreco memoria inutile nell’Arduino.

Numeri Decimali: float

Usato per numeri con la virgola. Attenzione: in C++ il separatore decimale è il punto, non la virgola.

float temperatura = 23.5;
float tensione = 3.14;

Quando usare int o float?

Se il valore può essere solo un numero intero (es. quante volte si preme un pulsante), usa sempre int. Il float è più pesante da elaborare per Arduino e va usato solo quando la virgola è davvero necessaria, ad esempio con letture di sensori di temperatura.

Logica: bool

Può contenere solo due valori: true (vero) oppure false (falso). Perfetto per tenere traccia di stati: il LED è acceso o spento? Il pulsante è premuto o no?

bool ledAcceso = false;
bool allarmeAttivo = true;

Carattere singolo: char

Contiene un singolo carattere, scritto tra apici singoli ' '.

char voto = 'A';
char iniziale = 'M';

Stringa: char[]

Per memorizzare una sequenza di caratteri (una parola, una frase), si usa un array di char. Il testo va scritto tra virgolette doppie " ".

Gli array li tratteremo più avanti. Detta in breve, un array è un insieme di dati; in questo caso, una stringa è un insieme di caratteri.

char saluto[] = "Ciao mondo";
char messaggio[] = "Temperatura OK";

Apici singoli Vs virgolette doppie

È una distinzione importante: 'A' è il singolo carattere A (tipo char), mentre "A" è una stringa usata per contenere un insieme di caratteri. Confonderli potrebbe causare errori.

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📋 Riepilogo

Tipo	Cosa contiene	Range	Esempio
#define	Costante fissa	-	#define LED_PIN 5
int	Numero intero	-32.768 -> 32.767	int contatore = 0;
long	Numero intero grande	-2.147.483.648 -> 2.147.483.647	long ms = 100000;
float	Numero decimale	~3.4×10⁻³⁸ -> ~3.4×10³⁸	float temp = 23.5;
bool	Vero o falso	true / false	bool acceso = false;
char	Un singolo carattere	-	char lettera = 'A';
char[]	Una stringa di testo	-	char msg[] = "Ciao";