🍠 👓 ❇️ Arduino और प्रसंस्करण। COM पोर्ट के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर को कैसे नियंत्रित करें। दो तरह से संचार 🙏 🧚🏾 🚴🏼

सभी को नमस्कार! इंटरनेट पर एक गलत धारणा है कि घर-निर्मित इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके कंप्यूटर को नियंत्रित करने के लिए केवल विशेष बोर्डों की आवश्यकता होती है जिन्हें यूएसबी छिपाई उपकरणों के रूप में पहचाना जा सकता है। और Arduino के संबंध में, हर कोई केवल Arduino Leanardo के बारे में बात करता है। कीबोर्ड और माउस के रूप में इस तरह के लोकप्रिय पुस्तकालय, जो आपको माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके माउस या कीबोर्ड का अनुकरण बनाने की अनुमति देते हैं, केवल अरुडिनो, लियोनार्डो बोर्डों की एक जोड़ी के लिए अभिप्रेत हैं।

मैं किसी भी Arduino microcontroller (उदाहरण के लिए, Arduino Uno को लिया गया) और उसके प्रसंस्करण कार्यक्रम को कैसे कनेक्ट करूं, इस बारे में बात करूंगा। जावा के ज्ञान के साथ और सब कुछ जोड़ दिया गया है, जिस पर प्रसंस्करण आधारित है, पूरे कंप्यूटर के नियंत्रण में एक परियोजना को जोड़ना संभव होगा, न कि केवल अपने स्वयं के अनुप्रयोग के लिए। जावा में कंप्यूटर प्रोग्राम को नियंत्रित करने का विषय कुछ गुप्त नहीं है, Google और आपको सब कुछ मिल जाएगा, मैं आपको आश्वासन देता हूं।

विकास पर्यावरण डाउनलोड करें (IDE)

शुद्ध सी में प्रोग्रामिंग माइक्रोकंट्रोलर के लिए कई एकीकृत विकास वातावरण हैं। इनमें से, सबसे सुविधाजनक नोट किया जा सकता है: एटोलिक, एक्लिप्स, केइल।

हालांकि, इस गाइड की सादगी और पहुंच के लिए, मैं Arduino IDE संपादक का उपयोग करूंगा और Arduino C में लिखूंगा। आप इस तरह के संपादक को Arduino की आधिकारिक वेबसाइट से डाउनलोड कर सकते हैं।

प्रोग्रामिंग के लिए विकास का वातावरण आधिकारिक वेबसाइट से भी डाउनलोड किया जा सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है, शालीनता के लिए, कि आईडीई डेटा बहुत समान हैं, क्योंकि वे एक ही इंजन पर लिखे गए हैं। और जब Arduino बनाया गया, तो संस्थापकों ने अपने कोड संपादक को यथासंभव सरल बनाने की कोशिश की, जैसा कि प्रसंस्करण संपादक में किया गया था।

Arduino। हम सर्किट को इकट्ठा करते हैं और कोड लिखते हैं

इस उदाहरण में, मैं Arduino Uno का उपयोग करूंगा। एक बटन, एक पोटेंशियोमीटर और एक एलईडी इससे जुड़ा होगा। तदनुसार, मैं एक तार्किक 0 या 1. आउटपुट कर सकता हूं और एक तार्किक 0 या 1. पढ़ सकता हूं और एक एनालॉग-डिजिटल रूपांतरण (एडीसी या एडीसी) कर सकता हूं, जो कि पोटेंशियोमीटर की स्थिति के आधार पर 0 से 1023 (Arduino Uno 10-बिट ADC में) की संख्या प्राप्त कर रहा है। आपको एक उदाहरण के लिए और अधिक की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि ये मुख्य कार्य हैं जो एक माइक्रोकंट्रोलर कर सकता है।

तारों आरेख:

चित्र में, एनोड एलईडी 5V से जुड़ा है, एक सीमित अवरोधक (कम से कम 220 ओम, अधिमानतः 500 ओम) के माध्यम से, कैथोड द्वारा डी 11 को पिन करने के लिए। बटन जमीन को बंद कर देता है और D2 को पिन करता है। पिन 1 पर पोटेंशियोमीटर परिवर्तन क्षमता।

माइक्रोकंट्रोलर का कार्य निम्नानुसार है: यदि संदेश "एलईडी - एच" सीरियल इंटरफ़ेस (सीरियल COM पोर्ट) पर आता है - एलईडी को प्रकाश। यदि संदेश "एलईडी - एल" आता है, तो एलईडी को बुझा दें। प्रत्येक 250ms सीरियल पोर्ट (इस मामले में, कंप्यूटर स्क्रीन पर) संदेश "पॉट -" और पिन A1 के एनालॉग रीडिंग द्वारा प्राप्त संख्या को संदेश भेजते हैं। जब एक बटन दबाया जाता है, तो एक संदेश भेजें "बटन दबाया जाता है!" एक बार।

इस समस्या को हल करने के लिए मेरा सुझाव है (अनुसरण करने के लिए उदाहरण नहीं):

Arduino Uno के लिए फर्मवेयर

 #define pinPot A1 #define pinLed 11 #define pinBtn 2 void setup() { pinMode(pinPot, INPUT); pinMode(pinLed, OUTPUT); pinMode(pinBtn, INPUT_PULLUP); Serial.begin(9600); Serial.println("The program starts.\n\n"); } void loop() { /* INITIAL VARIABLES. Segment 1 */ static char potMes[] = "Pot - "; static char btnMes[] = "Button is pressed!"; static char passLight[] = "Led - "; static int passLength = sizeof(passLight) - 1; static int sizepm = sizeof(potMes) - 1; static int sizebtn = sizeof(btnMes) - 1; static bool flagLedState = LOW; static bool flagBtnPress = false; static long int curTime = 0; static const int period = 200; static bool flagEnableRead = false; /* INITIAL VARIABLES. Segment 1 */ /* FUNCTIONS CALL. Segment 2 */ /* * Led is attached to HIGH voltage from one side * And to pin on the other side * By that the inverting logic */ ReadSerialForLed(passLight, passLength, &flagLedState); digitalWrite(pinLed, !flagLedState); /* * Button pin always is pulled to the HIGH voltage * And only when button is pressed - Voltage on pin goes to GROUND * So it is need to invert logic when read pins */ if(!Bounce(pinBtn) && flagBtnPress == false){ for(int i = 0; i < sizebtn; i++){ Serial.write(btnMes[i]); } Serial.print("\n"); flagBtnPress = true; if(!flagEnableRead){ curTime = millis(); flagEnableRead = true; } }else if(Bounce(pinBtn)){ flagBtnPress = false; } /* * Read and send Info "Pot - " + var Only after first press on button * Every 'period'ms */ if(millis() - curTime > period && flagEnableRead){ SendData(pinPot, potMes, sizepm); curTime = millis(); } /* FUNCTIONS CALL. Segment 2 */ } /* * Pot - pin with potentiometer * pMes - Array with message before Pot value * sp - size of potentiometer message */ void SendData(int Pot, char* pMes, int sp){ static int varP[2]; varP[0] = analogRead(Pot); varP[1] = varP[0]/256; // 0 - 3 (256 - 1024) varP[0] = varP[0]%256; // 0 - 255 //Send Message for(int i = 0; i < sp; i++){ Serial.write(char(pMes[i])); } //Send 2 bits of data //Serial.write(varP[0]); //Serial.write(varP[1]); Serial.print(analogRead(Pot)); Serial.print("\n"); } /* * Function, which is reads button pin with the bounce */ bool Bounce(int btn){ if(digitalRead(btn) == true){ delay(15); if(digitalRead(btn) == true){ return true; }else{ return false; } }else{ return false; } } /* * If Message from Serial port, which you read will be the same to passLight * So look at the next symbol after Pass Message. If it is symbol 'H' - make LED to light * If it is 'L' - make LED off. */ void ReadSerialForLed(char *passLight_f, int passLength_f, bool* flagLedState_f){ static char sym; static int cntPass = 0; static bool readyGetLed = LOW; while (Serial.available() > 0) { sym = Serial.read(); if(sym == passLight_f[cntPass] && !readyGetLed){ cntPass++; }else if (!readyGetLed){ cntPass = 0; }else if(readyGetLed){ if(sym == 'H'){ *flagLedState_f = HIGH; }else if(sym == 'L'){ *flagLedState_f = LOW; } } if(cntPass == passLength_f){ readyGetLed = HIGH; } } }

टिप्पणी: एलईडी एनोड द्वारा बिजली की आपूर्ति से जुड़ा है। यह एलईडी की स्थिति के तर्क का विरोध करता है और अब लाभ नहीं करता है। बटन को अर्थव्यवस्था के कारणों के लिए पुल-अप रोकनेवाला के साथ बांधा नहीं गया है, क्योंकि Arduino Uno ने अंतर्निर्मित पुल-अप प्रतिरोधों को बनाया है जो कि सर्किट में शामिल होते हैं जब पिन INPUT_PULLUP मोड में प्रारंभ होता है।
फर्मवेयर में भी, पोटेंशियोमीटर से लिए गए मूल्य के बारे में संदेश केवल एक बटन के पहले प्रेस के बाद भेजे जाते हैं!

बोर्ड में फर्मवेयर भरने के लिए, पोर्ट और बोर्ड का चयन करना न भूलें।

यदि आपको पता नहीं है कि आपके पास Arduino बोर्ड के लिए कौन सा COM पोर्ट है, तो Windows पर, पर जाएं
कंट्रोल पैनल -> डिवाइस मैनेजर और "COM पोर्ट्स" टैब पर क्लिक करें

यदि आपके COM पोर्ट पर मेरा हस्ताक्षर नहीं है, तो आप हमेशा Arduino को डिस्कनेक्ट कर सकते हैं और देख सकते हैं कि कौन सा पोर्ट चला गया है। लेकिन अगर कोई भी गायब नहीं हुआ है और Arduin को कंप्यूटर द्वारा बिल्कुल भी मान्यता नहीं दी गई है, तो यह इंटरनेट पर समाधान देखने का समय है। लेकिन ड्राइवरों को अपडेट करने या बोर्ड को बदलने से शुरू करें।

जब सब कुछ काम करता है, तो पोर्ट मॉनिटर खोलने और "LED-H", "LED-L" दर्ज करने का प्रयास करें, बटन दबाएं, पोटेंशियोमीटर को चालू करें और स्क्रीन पर देखें कि क्या सब कुछ सही तरीके से प्रदर्शित होता है।

पर्याप्त खेले - कोड को थोड़ा बदलें।

अंतिम पंक्ति को टिप्पणी से कोड के साथ बदलें।

  //Send 2 bits of data //Serial.write(varP[0]); //Serial.write(varP[1]); Serial.print(analogRead(Pot));

अब पोटेंशियोमीटर से मान पठनीय नहीं दिखेंगे, लेकिन प्रसंस्करण कार्यक्रम के लिए इस तरह के पैंतरेबाज़ी की आवश्यकता होती है।

प्रोसेस हो रहा है। हम एक प्रोग्राम लिख रहे हैं जो एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ इंटरैक्ट करता है

प्रसंस्करण कार्यक्रम और माइक्रोकंट्रोलर के बीच संचार का सार बहुत सरल है। इस प्रोग्रामिंग भाषा के लिए एक सीरियल लाइब्रेरी है, जो आपको Serial.write(); रूप में भेजे गए संदेशों को प्राप्त करने की अनुमति देती है Serial.write(); , और आपको Serial.print(); रूप में संदेश भेजने की अनुमति देता है Serial.print(); । यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि भेजे गए इस तरह के संदेश के साथ, यह पोर्ट बफर को लिखा जाएगा, जिसका अर्थ है कि यह माइक्रोकंट्रोलर द्वारा पढ़ा जाएगा। तो हमें बस वांछित सीरियल पोर्ट से कनेक्ट करना होगा और इसे संदेश भेजना / प्राप्त करना होगा।

निम्नलिखित कार्यक्रम सीरियल लाइब्रेरी को कनेक्ट करेगा और संपादक में लिखेगा सभी COM पोर्ट की एक सूची जिसे आप कनेक्ट कर सकते हैं।

 import processing.serial.*; void setup() { String[] port = Serial.list(); for(int i = 0; i < port.length; i++){ print("Port number #" + i + " "); println(Serial.list()[0]); } } void draw() {}

जब आप संपादक को कोड लिखते हैं और "स्टार्ट" बटन (चित्र में तीर 1) पर क्लिक करते हैं, तो एप्लिकेशन विंडो दिखाई देगी (2) और COM पोर्ट की सूची कंसोल (3) में प्रदर्शित होगी।

मेरे पास केवल एक ऐसा COM पोर्ट और शीट में है, जैसा कि एरे में है, यह नंबर 0. पर होगा। इन कारणों से, सीरियल क्लास का ऑब्जेक्ट: Serial port; जब इसे बनाया जाता है, तो इसे पोर्ट लिस्ट के पहले तत्व port = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600); निर्दिष्ट किया जाएगा port = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600);

एक परिवर्तन के साथ हमारे नवीनतम फर्मवेयर Arduin में डालो। फिर इस कार्यक्रम को लिखें और इसे चलाएं। इसमें हर 500 मिलीसेकंड पर एक संदेश को COM पोर्ट में डालने या एलईडी को हल्का करने के लिए भेजा जाता है। और अगर सब कुछ सही ढंग से किया जाता है, तो आवेदन शुरू करने के बाद एलईडी को झपकी लेना चाहिए।

 import processing.serial.*; Serial port; // Create object from Serial class void setup(){ port = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600); } void draw(){ delay(500); port.write("Led - H"); delay(500); port.write("Led - L"); }

या यहाँ एक और उदाहरण है। माउस बटन के साथ एप्लिकेशन विंडो (जिसका आयाम 800x800px है) पर किसी भी क्लिक के बाद एलईडी अपनी स्थिति को बदल देगा।

 import processing.serial.*; Serial port; // Create object from Serial class int cnt = 0; void setup(){ size(800, 800); port = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600); } void draw(){} void mousePressed() { cnt++; if(cnt % 2 == 1){ port.write("Led - H"); }else{ port.write("Led - L"); } }

प्रोसेस हो रहा है। अमीर आवेदन उदाहरण की सुविधा

यह प्राथमिक अनुप्रयोग "अंतरिक्ष में उड़ान" का अनुकरण करता है, यदि आप इसे कह सकते हैं। पोटेंशियोमीटर से मूल्य उड़ान की गति को बदलता है, बटन दबाने से उड़ान की दिशा बदल जाती है। और एप्लिकेशन विंडो पर माउस बटन के किसी भी क्लिक से एलईडी की स्थिति बदल जाती है (हां, मुझे कुछ अधिक मूल नहीं आया है)।

मेरा कोड एकदम सही है, इसे एक अच्छे उदाहरण के रूप में न लें। यह सिर्फ एक उदाहरण है जो काम करता है। यहाँ वह है।

उदाहरण बहुक्रियाशील कार्यक्रम

 import processing.serial.*; Serial port; // Create object from Serial class int val; // Data received from the serial port (symbol) int pot; // Data from potentiometer String potMes = "Pot - "; String btnMes = "Button is pressed!"; int cntPM = 0; // Counter Potentiometer Message. // When it equals to length of Pot Mess - get value. int cntBM = 0; int cntBtnPress = 0; int cntMousePress = 0; Star[] stars = new Star[1000]; float speed; int dir = 1; void setup(){ size(800, 800); for(int i = 0; i < stars.length; i++){ stars[i] = new Star(); } frameRate(60); // 60 Frames per second port = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600); // Wait for first message from Arduino delay(2000); while (port.available() > 0) { val = port.read(); print(char(val)); } } void draw(){ if (port.available() > 0) { val = port.read(); cntPM = CheckSymbol(potMes, cntPM, char(val), cntPM); cntBM = CheckSymbol(btnMes, cntBM, char(val), cntBM); } DrawRain(pot, 0, 1023); } void DrawRain(int speed_f, int min, int max){ background(0); translate(width/2,height/2); speed = dir*map(speed_f, min, max, 0, 50); for(int i = 0; i < stars.length; i++){ stars[i].go(); stars[i].update(); stars[i].show(); } } int CheckSymbol(String mes, int index, char sym, int ret_val){ if(mes.charAt(index) == sym && ret_val < (mes.length() - 1)){ return (ret_val + 1); }else if( ret_val == (mes.length() - 1) && mes.equals(potMes) ){ if(port.available() > 0){ pot = port.read(); // First 0-255 value } if(port.available() > 0){ pot += 256*port.read(); // Last 2 bits 256 - 1024 } }else if( ret_val == (mes.length() - 1) && mes.equals(btnMes) ){ cntBtnPress++; dir = -dir; } return 0; } void mousePressed() { cntMousePress++; if(cntMousePress % 2 == 1){ port.write("Led - H"); }else{ port.write("Led - L"); } }

निष्कर्ष

मुझे लगता है कि यह लिखना आवश्यक है कि मैंने आखिरी प्रोग्राम का विचार एक प्रोग्रामर - डैनियल शिफमैन से लिया था , जो ऐसे वीडियो शूट करता है जो प्रसंस्करण पर प्रोग्रामिंग के बारे में बच्चों के लिए भी समझ में आता है ( 140 से अधिक दृश्य कार्य हल किए गए हैं )।

जब मैंने यह पता लगाने की कोशिश की कि प्रसंस्करण और Arduino संचार को क्या और कैसे करना है, तो इन साइटों ने वास्तव में मेरी मदद की:

Arduino और प्रसंस्करण। COM पोर्ट के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर को कैसे नियंत्रित करें। दो तरह से संचार

विकास पर्यावरण डाउनलोड करें (IDE)

Arduino। हम सर्किट को इकट्ठा करते हैं और कोड लिखते हैं

प्रोसेस हो रहा है। हम एक प्रोग्राम लिख रहे हैं जो एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ इंटरैक्ट करता है

प्रोसेस हो रहा है। अमीर आवेदन उदाहरण की सुविधा

निष्कर्ष

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