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Python e Qt

Esse post não se chama Python + Arduino (Parte 3) porque agora estou usando outro microcontrolador, um Cortex M3.
Aliás, a ideia aqui é mostrar o uso de PyQt, um binding para usar Qt com Python.

Após baixar e instalar, você pode começar a programar interfaces no método convencional ou usar o QtDesigner (ferramenta do Qt) para fazer isso.

Por exemplo, você pode fazer assim:

Abra o QtDesigner e crie um novo projeto. Pode ser Widget ou MainWindow, faz pouca diferença no arquivo gerado.

Coloque seus botões, labels, caixas, etc:

Junte os sinais que não precisam de código. Aqui eu coloquei a caixa e o slider para um atualizar o valor do outro e o checkbox para desativar ou ativar o frame contendo a caixa e o slider.

Agora, você vai salvar um arquivo no formato .ui, que é um XML que vai ser usado para gerar o nosso programa.

Dentro da pasta de instalação do PyQt, que fica dentro do diretório do Python, existe uma ferramenta chamada pyuic4, que faz a conversão. No Linux, você pode rodar o programa diretamente, mas no Windows é uma boa criar um arquivo .bat contendo o comando que vai ser usado para converter o arquivo XML em código Python.

@”C:\Python32\python” “C:\Python32\Lib\site-packages\PyQt4\uic\pyuic.py” controle.ui > form.py

Verifique a pasta de instalação e escolha o nome do arquivo que você salvou e salve isso num arquivo com extensão .bat.
Agora é só dar dois cliques que deve surgir um arquivo chamado form.py, que contem uma classe para modificar uma janela que você tenha criado.

Agora você tem que criar um outro arquivo Python para ser seu programa a ser executado e criar alguns objetos. Existem bons tutoriais de PyQt4 pela internet, então não vou ficar detalhando muito.

Basicamente, você tem que criar um QApplication, uma janela (QWidget ou QMainWindow) e passar essa janela para a função do arquivo form.py que vai criar os botões, etc.

Após isso, você tem que conectar os sinais e os slots dos seus objetos para criar as funcionalidades desejadas. Neste caso, a cada evento no slider ou na caixa, um sinal serial está sendo enviado para o microcontrolador.

Cada slot é um novo método que você deve criar ou então usar de um artifício que são as funções lambda do Python.
Imagem do programa sendo executado:

Abaixo um exemplo de código:
Qualquer dúvida, faça um comentário!


from PyQt4 import QtGui, QtCore
import sys, serial 
import scan, form

class Main():
    def __init__(self):
        self.app = QtGui.QApplication(sys.argv)
        self.janela = QtGui.QMainWindow()
        self.ui = form.Ui_Form()  #Referências para elementos da janela
        self.ui.setupUi(self.janela)
        self.cria_slots()
        self.encontra_portas()
        self.janela.show()

    def cria_slots(self):
        self.ui.bt_conectar.clicked.connect(self.slot_conexao)
        self.ui.box_valor.valueChanged.connect(self.envia_info)
        self.ui.ck_ativar.clicked.connect(self.set_on_off)

    def encontra_portas(self):
        for porta in scan.scan():
            self.ui.box_porta.addItem(porta[0])

    #Criar outros métodos aqui

if __name__ == '__main__':
    prog = Main()
    prog.app.exec_()

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Python + Arduino (Parte 2)

Além de plotar gráficos, com o Python é possível criar interfaces para modificar parâmetros do microcontrolador, enviando dados pela porta serial.

Como já visto na Parte 1 deste assunto, é preciso instalar o PySerial além do Python.

Desta vez eu fiz em uns 30 minutos um programa para enviar ao Arduino um número de 0 a 255 (8-bit) que serve para mudar o valor da resistência de um potenciômetro digital que deveria estar ligado à um amplificador de som.

Estou sem o amplificador no momento, então, para visualizar as mudanças coloquei um led para acender com PWM dentro do programa do arduino.

/*
 * Exemplo de leitura serial com o Arduino
 * Colocar isso dentro de um loop do programa
 */

char palavra[10];
unsigned char valor;

if (Serial.available()) {
    delay(100);
    unsigned char n = 0;
    while (Serial.available() > 0) {
        palavra[n++] = (Serial.read());
        //Cuidado com escrita fora do array
    }
    palavra[n] = '\0';

    valor = atoi(palavra);

    /*Usar o 'valor' para fazer alguma coisa, 
      como acender um Led com PWM*/
}

Outro dia coloco vídeo do sistema funcionando.

Python + Arduino

Não, ainda não dá para programar em Python para o ATmega, mas dá para acessar a porta serial pelo Python.

Recentemente descobri a existência do PySerial, um módulo para fazer acesso às portas seriais pelo Python, que tem me ajudado bastante a processar dados adquiridos pelo meu microcontrolador.

A melhor parte é que você pode coletar dados e, com ferramentas como Numpy e Matplotlib fazer diversas transformações e plotar gráficos bem interessantes.

Por exemplo, tenho um display de LCD cuja intensidade de luz é controlada por PWM provido pelo Arduino. A intensidade é escolhida de acordo com um valor lido num divisor resistivo com um resistor de 4.7K e um foto-resistor (LDR) que varia de 0 a 20K.

Eu escrevi um pouco sobre LDR aqui.

Para fazer o PWM, a tensão é lida numa porta analógica e passa por uma função escolhida empiricamente para a intensidade de luz ficar adequada ao ambiente. Sabe aquela coisa de que você tá querendo dormir e tem sempre um led de computador, televisão, aparelho de DVD ou outros aceso? Neste caso, o display fica com um mínimo de luminosidade quando está escuro.

Abaixo um gráfico gerado pelo sensor, usando Python.

Tensão lida(Azul), PWM (Verde) X Horário do dia:

Coloquei no pastebin um pequeno script em Python para coletar dados e salvar num arquivo.

Modo de uso:
1) Primeiro modifique a porta serial para a que você usa. No Linux é “/dev/ttyUSB“, no Windows é “COM“. Escolha também a taxa de transmissão adequada. O meu Arduino fica variando de /dev/ttyUSB0 para /dev/ttyUSB1, por isso tem uma função que busca a porta aberta.

2) Chame o script passando o número de amostras (o microcontrolador deve mandar quebras de linhas entre as amostras) e o nome do arquivo a ser gerado. Exemplo:

$ python meu_script.py 1234 nome_do_arquivo.txt

Para interromper a amostragem, aperte Ctrl+C e os dados serão salvos no arquivo antes de terminar o programa.

Para número indeterminado de amostras, coloque 0. Vai ficar pegando dados até você apertar Ctrl+C.

Programa foi escrito para Python 3, mas a única modificação necessária para Python 2 é retirar a chamada de str() na função de amostragem, pois a aquisição de dados é feito em strings de bytes e não unicode.

Os dados são salvos no arquivo assim:

['123', '546', '789', ... ]

Para obtê-los novamente no Python, faça:

>>> minha_lista = eval(open('nome_do_arquivo.txt').read())

Se estiver usando valores inteiros, converta a lista:

>>> minha_lista = [int(i) for i in minha_lista]