Tutorial - Comunicación serial (Onceava parte - Envío y recepción de datos) / Stream - pull mode

Para el siguiente experimento simularemos un sistema Stream y Pull. Cuando usamos el modo Stream los datos de un potenciómetro y PWM se leerán en tiempo real, mientras podemos ingresar el valor de un PWM nuevo para ser enviado al Arduino. En caso del modo Pull, el dato del potenciómetro puede ser pedido cuando desee el usuario, y de la misma manera que con el PWM.

Los únicos pines que pueden usar la función de salida PWM en el caso del Arduino UNO de manera nativa son:

# 11

# 10

# 9

# 6

# 5

# 3

La conexión es la siguiente:

# PIN D11 : Arduino UNO => Resistencia => LED : Ánodo
# PIN A0 : Arduino UNO => Potenciómetro : Pin central
# 5V : Arduino UNO => Potenciómetro : Extremo

# GND : Arduino UNO => LED: Cátodo => Potenciómetro : Extremo

El programa usado para el Arduino es el que se muestra:

/* PROGRAMA DE PRUEBA DE COMUNICACION SERIAL
   CONEXION:
             Arduino (D11) : Anodo del led (pin positivo)
             Arduino (GND) : Catodo del led (pin negativo), extremo del potenciometro
             Arduino (A0)  : Pin central del potenciometro
             Arduino (5V)  : Extremo del potenciometro
     
   El siguiente programa nos ayuda a enviar una trama ingresada por puerto serial para ser leida por el Arduino y 
   ser convertida en el valor del PWM de 0 a 100% (0 - 255 bits) y lee a la vez el potenciometro que va
   al pin A0 de Arduino y lo convierte de 0 a 5V. Con dos modos: Stream y pull mode

   NOTA: Los pienes que poseen salida PWM son 3, 5, 6, 9, 10 y 11
     
   Autor: Renato Hurtado
   http://beetlecraft.blogspot.pe/
    
   El siguiente programa es de uso publico, cualquier modificacion o mal uso del mismo que pudiera ocasionar el mal 
   funcionamiento de la plataforma de uso de la misma no es responsabilidad del autor
*/

const int led = 11; // Variable asignada al pin led
int data, mod = 0, pwm = 0; // Variable de almacenamiento del dato por puerto serial, pwm y seleccion de modo
int det = 0; // Determinante para desentascamiento

void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT); // Configuracion del pin led como salida
  Serial.begin(9600);   // Comunicacion serial a 9600 bps
}

void loop() {
  if(Serial.available()) {     // Lectura del puerto mientras sigue abierto
    if (Serial.peek() == 'S'){ // Detecta la letra S para ingresar al modo Stream
      mod = 1; // Flag de seleccion de modo
      delay(10);
    }
    else if(Serial.peek() == 'P'){ // Detecta la letra P para ingresar al modo Pull
      mod = 2; // Flag de seleccion de modo
      delay(10);
    }
    while (Serial.available() > 0){Serial.read();} // Rutina de limpieza del buffer del puerto serial
  }

  modos(); // Ingreso a la funcion de modos
}

void modos(){ // Funcion de modos Stream y Pull
  switch (mod){
    case 1:             // Caso 1: Modo Stream
      while (mod == 1){ // Mantiene en el modo Stream
        lectura_pot();  // Funcion de lectura de potenciometro
        envio_pwm();    // Funcion de lectura y envio de PWM
        delay(100);
        
        if (Serial.peek() == 'P'){ // Deteccion de cambio a modo Pull
          mod = 2; // Flag de seleccion de modo
          delay(10);
        }
        
        desentascamiento(); // Algoritmo de desentascamiento
      }
    break;
    
    case 2:              // Caso 2: Modo Pull
       while (mod == 2){ // Mantiene en el modo Pull
         envio_pwm();    // Funcion de lectura y envio de PWM
         
         if (Serial.peek() == 'l'){ // Deteccion para funcion de lectura de potenciometro 
           lectura_pot(); // Funcion de lectura de potenciometro
           break;         // Salto para evitar bucle infinito
         }
         if (Serial.peek() == 'S'){ // Deteccion de cambio a modo Stream
           mod = 1; // Flag de seleccion de modo
           delay(10);
         }
                 
         desentascamiento(); // Algoritmo de desentascamiento
       }
    break;
  }
}

void lectura_pot(){
  int pot = analogRead(A0); // Lectura del potenciometro
  Serial.println(pot);      // Envio del dato por puerto serial
}

void envio_pwm(){
  if (Serial.peek() == 'p'){         // Deteccion de la letra p para ingresar valor de PWM
    data = Serial.parseInt();        // Extraccion del integer del dato leido
    pwm = map(data, 0, 100, 0, 255); // Cambio de formato del dato de 0 - 100%, a 0 - 255
      
    analogWrite(led, pwm); // Salida PWM en el led de 0 a 255
  }
}

void desentascamiento(){ // Algoritmo de desentascamiento
  if (Serial.available() > 0){det++;} // Deteccion de caracteres en el buffer
    else {det = 0;}   // Reseteo del contador de deteccion
    while (det > 1) { // Limpieza del buffer por entascamiento
      Serial.read();  
      if (Serial.available() == 0){det = 0;} // Reseteo del contador de deteccion
    }  
}

El programa en Processing es el siguiente:

/* PROGRAMA DE PRUEBA DE COMUNICACION SERIAL
     
   El siguiente programa nos ayuda a enviar el valor pwm de 0 a 100% a un Arduino y recibimos en 
   contraparte el valor de un potenciometro usando dos modos, uno Stream y otro Pull.
   
   Autor: Renato Hurtado
   http://beetlecraft.blogspot.pe/
    
   El siguiente programa es de uso publico, cualquier modificacion o mal uso del mismo que pudiera 
   ocasionar el mal funcionamiento de la plataforma de uso de la misma no es responsabilidad del autor
*/

import controlP5.*; // Importacion de la libreria controlP5
ControlP5 cp5;      // Creacion del objeto cp5 para el ControlP5

String[] cabeceraBSP = {"Stream", "Pull"}; // Cabecera de los botones

String pwm = "0", data, val_mod = "0"; // Dato de almacenamiento del cuadro de texto, envio y auxiliar
float val; // Variables de lectura

PFont fuente; // Creacion del objeto fuente

import processing.serial.*; // Inicio de la comunicación serial
Serial puerto;              // Crea el puerto serial

void setup() {
  size(340, 260); // Porte de la pantalla ancho, alto
  background(0);  // Color de fondo

  String ArduinoPuerto = Serial.list()[0];        // Encuentra el primer puerto serial para iniciar la comunicacion
  puerto = new Serial(this, ArduinoPuerto, 9600); // Inicio de la comunicacion con el primer puerto encontrado
  
  fuente = createFont("arial", 15); // Tamano de la fuente y tipo
  
  cp5 = new ControlP5(this); // Inicializacion de la funcion cp5
  
  int x = 20, espaciamiento = 100; // Variables de almacenamiento de coordenada y espaciamiento
  
  // Construccion de los botones Stream y Pull
  for(String nombre: cabeceraBSP){
    cp5.addBang(nombre)    // Nombre del boton
       .setPosition(x, 20) // Ubicacion del boton en la ubicacion x, y
       .setSize(80, 40)    // Tamano del boton ancho, alto
       .setFont(fuente);   // Fuente del texto
    x += espaciamiento;    // Espaciamiento para el siguiente campo de texto 
  }
  
  // Construccion del envio del valor PWM, campo de texto y boton
  cp5.addTextfield("PWM")  // Nombre del cuadro de texto
     .setPosition(20, 100) // Ubicacion del boton en la ubicacion x, y
     .setSize(200, 40)     // Tamano del boton ancho, alto
     .setFont(fuente)      // Fuente del texto
     .setAutoClear(false); // No se limpia el campo de texto con "Enter"
 
  cp5.addBang("Enviar")     // Nombre del boton
     .setPosition(240, 100) // Ubicacion del boton en la ubicacion x, y
     .setSize(80, 40)       // Tamano del boton ancho, alto
     .setFont(fuente);      // Fuente del texto  
  
  // Construccion del boton recepcion en caso de Pull mode   
  cp5.addBang("Recibir")    // Nombre del boton
     .setPosition(240, 180) // Ubicacion del boton en la ubicacion x, y
     .setSize(80, 40)       // Tamano del boton ancho, alto
     .setFont(fuente);      // Fuente del texto  
}
 
void draw () {
  lectura();             // Funcion de lectura del potenciometro
  campo_texto_lectura(); // Campo de texto de lectura del potenciometro
}

void lectura(){
  String mensaje = puerto.readStringUntil('\n'); // Lee la cadena hasta encontrar un enter
 
  if (mensaje != null) {
    mensaje = trim(mensaje);       // Se quita los espacios en blanco:
    val = float(mensaje);          // Convierte en flotante el String leido
    val = map(val, 0, 1023, 0, 5); // Convierte el dato en la altura de salida
    val = 1000 * val;              // Conversion de voltios a milivoltios
    val_mod = nf(val, 4, 2);       // Limita los digitos a la derecha, izquierda
    println("Voltaje: " + val_mod + " mV"); // Muestra el dato en el puerto serial
  }
}

void campo_texto_lectura(){
  // Creacion de la etiqueta
  textFont(fuente);         // Fuente de la letra
  fill(255, 255, 255);      // Valor de rojo, verde y azul de la letra
  text("VOLTAJE", 20, 240); // Texto, coordenada en x, coordenada en y
  
  // Muestra del dato por pantalla
  fill(255, 255, 255);    // Valor de rojo, verde y azul del cajetin
  rect(20, 180, 200, 40); // Creacion del cajetin para dato coordenada x, y, ancho, alto
  textFont(fuente);       // Fuente de la letra
  fill(0, 102, 153);      // Valor de rojo, verde y azul de la letra
  text(val_mod + " mV", 30, 210); // Texto de presentacion del dato, coordenada en x, coordenada en y  
}

void Stream() { puerto.write('S'); } // Envio de la letra "S" al apretar el boton "Stream"
void Pull()   { puerto.write('P'); } // Envio de la letra "P" al apretar el boton "Pull"
void Recibir(){ puerto.write('l'); } // Envio de la letra "l" al apretar el boton "Recibir" 

void Enviar() {
  // Lectura del valor obtenido del campo de texto
  pwm = cp5.get(Textfield.class, "PWM").getText();
  
  data = 'p' + pwm;   // Armado de la data de envio
  puerto.write(data); // Escritura del valor del PWM (envio de data al Arduino)

  // Mensaje de confirmacion de envio del PWM
  println("PWM enviado: " + pwm); println("Dato enviado: " + data);
    
  // Borra el cuadro de texto despues de apretar el boton
  cp5.get(Textfield.class, "PWM").clear(); 
}

Los resultados son los siguientes:

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