• Porteur(s) du projet : Damien MUTI DESGROUAS
• Date : 03/11/2020
• Licence : libre !
• Contexte : Apprentissage

La communication via le port série de la carte Arduino utilise principalement deux fonctions :

• Serial.write() : Écrit des données binaires sur le port série. Ces données sont envoyées sous forme d'octet ou de série d'octets.
• Serial.print() : Imprime les données sur le port série sous forme de texte ASCII lisible par l'homme. Cette commande peut prendre plusieurs formes. Les nombres sont imprimés en utilisant un caractère ASCII pour chaque chiffre. Les flottants sont imprimés de la même manière sous forme de chiffres ASCII, avec par défaut deux décimales. Les octets sont envoyés sous la forme d'un seul caractère. Les caractères et les chaînes sont envoyés tels quels.
• Serial.println() : Imprime les données sur le port série sous forme de texte ASCII lisible par l'homme suivi d'un caractère de retour chariot (ASCII 13 ou '\ r') et d'un caractère de nouvelle ligne (ASCII 10 ou '\ n'). Cette commande prend les mêmes formes que Serial.print().

Lorsque la carte Arduino communique avec le logiciel Processing, ce dernier utilise la librairie Serial. Pour lire une donnée sur le port série il est possible d'utiliser plusieurs méthodes :

• read() : Cette méthode renvoie un nombre compris entre 0 et 255 codé uniquement sur un octet. Elle renvoie -1 lorsque le port est vide et qu'il n'y a aucune donnée reçue. Pour contourner ce dernier problème, il convient d'abord de tester si une donnée est disponible sur le port série grâce à la méthode available().
• readString() : Cette méthode renvoie toutes les données contenue dans le buffer du port série sous forme de d'une chaîne de caractère (String) ou renvoie null aucune donnée n'est disponible sur le port série. Cette méthode suppose que les caractères entrants sont codés en ASCII.

Pour envoyer des nombres, Arduino est contraint de les coder uniquement sur un octet, via la méthode Serial.write(). De même, le logiciel Processing ne peut recevoir que des nombres codés sur un octet via la méthode read() issue de la librairie Serial.

Ceci contraint fortement le dialogue entre la carte Arduino et le logiciel Processing car, dès lors, il n'est possible d'envoyer et de recevoir que des nombres entiers compris entre 0 et 255.

Pour contourner ce problème, une des solution est de convertir le nombre (float, int, long, double, etc.) en une chaîne de caractère (String) et d'envoyer cette chaîne sur le port série via la méthode Serial.print(), du coté de la carte Arduino.

Du coté de la réception sur l'application Processing, la chaîne de caractère envoyée par la carte Arduino sur le port série est d'abord lue par la méthode readString() de la librairie Serial. Ensuite, la chaîne est convertie en un entier grâce à la méthode int(), ou en un nombre flottant grâce à la méthode float().

Référence :

• Forum Processing : Converting String to int

Une autre solution est d'envoyer les différents octets composant le nombre (float, int, long, double, etc.) sur le port série via la méthode Serial.write(), du coté de la carte Arduino. Par exemple, un int sous Arduino est codé sur deux octets. Il suffira donc d'envoyer les deux octets départements, l'un à la suite de l'autre.

Du coté de la réception sur l'application Processing, on réceptionne les différents octets correspondant au nombre envoyé par la carte. On concatène les octets reçus dans la variable adéquate.

On utilise un capteur à ultrason Grove pour mesurer une distance. On envoie ensuite la distance mesurée à l'application Processing. Il convient de brancher le capteur Grove sur l'entrée digitale D7. Le montage est le suivant :

Le code Arduino est le suivant :

#include "Ultrasonic.h"

Ultrasonic ultrasonic(7);
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  long distance;

  distance = ultrasonic.MeasureInCentimeters(); // two measurements should keep an interval
  Serial.print(distance);//0~400cm
  //Serial.println(" cm");
  delay(250);
}

Le code est disponible sur le lien suivant : ultrasonic_envoie_donn_es_port_serie.ino.zip

Le code Processing est le suivant :

/*
références : https://forum.processing.org/one/topic/converting-string-to-int.html
 */

import processing.serial.*;

Serial myPort;  // Create object from Serial class
String  inBuffer;      // Data received from the serial port
int inEntier;

void setup() {
  size(200, 200);
  // I know that the first port in the serial list on my mac
  // is always my  FTDI adaptor, so I open Serial.list()[0].
  // On Windows machines, this generally opens COM1.
  // Open whatever port is the one you're using.

  // Print a list of the serial ports, for debugging purposes:
  printArray(Serial.list());

  String portName = Serial.list()[32];
  myPort = new Serial(this, portName, 9600);
}

void draw() {
  // lecture des données sur le port série
  if ( myPort.available() > 0) {  // si une donnée est disponible sur le port série
    inBuffer = myPort.readString(); // lire la donnée et la stoquer dans inBuffer (chaine de caractères - String) 
  }
  //conversion des données String -> int
  if (inBuffer != null) { // si la chaine de caractère n'est pas nulle
    println("inBuffer="+inBuffer +"(String)"); //afficher la chaine de caractère inBuffer
    inEntier=int(inBuffer); // convertir la chaine de caractère en un entier
    println("inEntier="+inEntier+"(int)"); // afficher l'entier correcpondant
  }
  
  // test des données
  color c ;
  if (inEntier<25){
    c = color(255,0,0);
  }
  else{
    c = color(0,0,255);
  }
  fill(c);
  rect(0,0,width,height);
}

Le code est disponible sur le lien suivant : lecture_donnees_port_serie.pde.zip

Le projet global consiste à lancer un événement (vidéo, son, animation) lorsque la distance détectée est inférieure à un seuil, ou sur une certaine plage de distance. Ce programme est inspiré de celui effectué sur pour les objets interactifs.

Le code Arduino est le suivant : ultrasonic_envoie_donnees_port_serie_1.zip

#include "Ultrasonic.h"

Ultrasonic ultrasonic(7);
int distance =354;
int inByte = 0;         // incoming serial byte
// debug
boolean debug = false;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
  }
  establishContact();  // send a byte to establish contact until receiver responds

  // création du tableau d'octets 
}
void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    // get incoming byte: vider le port série
    inByte = Serial.read();
    // lire la valeur de la distance
    distance = ultrasonic.MeasureInCentimeters();
    // envoyer la distance sur la port série sous la forme d'une chaine de caractères
    if (debug) {
      Serial.print("distance=");
      Serial.print(distance);//0~400cm
      Serial.println("cm");
    }
    else { // envoie des données brutes : un int est sur 2 octets
      Serial.write(0xFF & distance >> 8);// octet de poids fort
      Serial.write(0xFF & distance);// octet de poids faible
      
      
    }
    //delay(10);
  }
}

void establishContact() {
  while (Serial.available() <= 0) {
    Serial.print('A');   // send a capital A
    delay(300);
  }
}

Le programme global correspondant à un objet interactif est le suivant : detection_porte_2.zip

Nous ne présentons ici que la partie de réception des données par la méthode serialEvent(). Le code Processing est le suivant :

void serialEvent(Serial myPort) {
  // read a byte from the serial port:
  int inByte = myPort.read();
  // if this is the first byte received, and it's an A,
  // clear the serial buffer and note that you've
  // had first contact from the microcontroller. 
  // Otherwise, add the incoming byte to the array:
  if (firstContact == false) {
    if (inByte == 'A') { 
      myPort.clear();          // clear the serial port buffer
      firstContact = true;     // you've had first contact from the microcontroller
      myPort.write('A');       // ask for more
    } 
  } 
  else {
    // Add the latest byte from the serial port to array:
    serialInArray[serialCount] = inByte;
    serialCount++;

    // If we have nbBytes=2 bytes:
    if (serialCount > nbBytes-1 ) {
      // concaténer les deux octets reçus
      donneePortSerie = int(serialInArray[0] << 8) + int(serialInArray[1]) ;
      
      // print the values (for debugging purposes only):
      //println(serialInArray[0] + "\t" + serialInArray[1]+"\t" + donneePortSerie);
      println("distance=" + donneePortSerie + "cm");

      // Send a capital A to request new sensor readings:
      myPort.write('A');
      // Reset serialCount:
      serialCount = 0;
    }
  }
}