Tutorial #19- Arduino e Python. Apriamo delle pagine web tramite dei comandi da Arduino.
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Materiale utilizzato – Arduino Uno, sensore a scelta.
N.B: Clicca qui per scaricare i file del tutorial Arduino-Python.
Questo tutorial è stato realizzato in collaborazione con www.robotics-3d.com. Se volete acquistare Arduino Uno Rev3 a soli 21 euro (circa) cliccate qui.
In questo tutorial installiamo e iniziamo a scoprire il linguaggio di programmazione Python. Cos’è Python? Python è un software open source molto facile da utilizzare che può essere messo in comunicazione con Arduino. Nei prossimi tutorial utilizzeremo questo programma per gestire musica, video, pagine web e altre applicazioni presenti sul nostro pc.
Come abbiamo visto fino ad ora Arduino, rilevato il dato di un sensore, è in grado di accendere led, muovere ruote, dita robotiche e altre componenti elettroniche. Se vogliamo realizzare sketch in grado di produrre un suono a un determinato evento dobbiamo utilizzare un programma che fa da “ponte” tra la scheda Arduino e il nostro computer. Phyton serve proprio a questo!
Iniziamo a vedere come installarlo e scopriamo come comunica con Arduino.
Installazione per Windows
1- Clicca qui per scaricare Python. Attenzione scaricate la versione 2.7.9.
Una volta terminato il download doppio click sul file python 2.7.9.msi per installarlo.
2 – Clicca qui per scaricare la libreria di Python per comunicare con la porta seriale di Arduino.
Attenzione cliccare sul file pyserial-2.7.win32.exe (md5) for Python 2.x (2.4…2.7).
Un volta scaricato doppio click per installare la libreria.
Python è installato!
Installazione per Mac
Non ho un Mac quindi mi fido di alcune guide che ho trovato in rete.
A quanto pare su Mac Python è già installato. Se non dovesse essere così scaricate il file di installazione da questo link, clicca qui (la versione 2.7.9).
Clicca qui per scaricare la libreria PySerial (pyserial-2.7.tar.gz)
Sketch Arduino
Arduino e Python comunicano tramite la porta seriale. Questo vuol dire che qualsiasi messaggio inviato tramite il comando Serial.print (“ “); può essere letto da Python.
Come primo esempio realizziamo uno sketch di Arduino che manda in stampa sulla porta seriale un messaggio “Ciao Arduino” ogni due secondi.
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
Serial.print(“Ciao Arduino”);
delay(2000);
}
Nel software di Arduino click su Strumenti e poi su Porta (ricordiamoci la porta COM che stiamo utilizzando).
Uplodiamo il codice a apriamo il Serial Monitor. Ogni due secondi appare la scritta Ciao Arduino.
Con Phyton dobbiamo intercettare questa scritta.
Phyton
Apriamo PYTHON IDLE
Click su File – New File per aprire una nuova finestra.
Al suo interno copiamo il seguente codice (in arancione). ATTENZIONE: Rispettate la posizione dei vari comandi (ad esempio qui sotto la scritta print… è posizionata più a destra rispetto al comando while True.
import serial
Importiamo la libreria per la comunicazione sulla porta seriale (modificate il numero della porta con quello della vostra scheda Arduino)
import time
arduino = serial.Serial(‘COM3’, 9600, timeout=0)
while True:
print arduino.readline()
Visualizzo il messaggio ricevuto da Arduino.
time.sleep(1)
ATTENZIONE SOLO PER UTENTI MAC
Nella riga arduino = serial.Serial(‘COM3’, 9600, timeout=0) il comando va sostituito con arduino = serial.Serial(‘/dev/tty.usbmodemfa141’, 9600, timeout=0)
Click su Run – Run Module
Salvate la patch dove volete e apparirà la scritta inviata da Arduino.
In questo modo siamo riusciti a mettere in comunicazione la nostra scheda Arduino con il computer.
Scambiandosi una semplice stringa possiamo analizzare questo messaggio su Python e fargli fare delle azioni più complesse come gestire musica e video.
Controllo IF sui dati letti da Phyton
Proseguiamo il tutorial verificando i dati che arrivano da Arduino. In questo modo siamo in grado di far partire un’azione sul nostro computer a seconda del dato acquisito.
Per questo esercizio se dalla scheda arriva una lettera “1” allora Python stamperà il valore “ok1”, se da
Arduino arriva un “2” allora Python scriverà “ok2”.
Controllo IF sui dati letti da Phyton
Aprite il file di Arduino test_Python.ino.
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
Serial.println(“1”);
delay(2000);
Serial.println(“2”);
delay(2000);
Serial.println(“3”);
delay(2000);
}
Mandiamo in stampa sul Serial Monitor i valori 1, 2 e 3 ogni due secondi.
Uplodate il codice e NON aprite il Serial Monitor (altrimenti la comunicazione con Python non funziona).
Aprite il file _2_controllo if.py con Python IDLE.
import serial
import time
ard = serial.Serial(‘COM9’, 9600, timeout=0)
Nella variabile ard leggiamo i dati provenienti da Arduino
while True:
x = ard.readline()
print (“Message from arduino: “)
print (x)
nella variabile x inseriamo i valori della lettura e li mandiamo in stampa
if “1” in x:
print “ok 1”
elif “2” in x:
print “ok 2”
else:
print ‘no !’
time.sleep(2)
Controllo dei valori nella variabile x Se all’interno di x è presente “1” allora scrivi “ok1”…
Ricordatevi di inserire nel codice di Python la porta USB che con cui avete collegato Arduino.
Click su Run – Run Module.
Il risultato è visualizzato nell’immagine qui in basso.
Apriamo un sito web a seconda del valore di un sensore ricevuto da Arduino
Con questo ultimo esercizio vediamo finalmente le potenzialità di Pyton. A seconda di un dato ricevuto da un sensore di Arduino facciamo aprire il browser web su Google.
Per realizzare il circuito utilizzate un qualsiasi sensore collegandolo al pin 0 di Arduino.
In questo caso io ho utilizzato un potenziometro ma potete usare quello che volete (bottoni, sensore di distanza Sharp, di luce, ecc…).
Schema elettrico
Aprite il file di Arduino 0_sensore_python.ino.
int sensore=0;
void setup() {
pinMode(sensore,INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(sensore);
// Serial.println(sensorValue);
delay(1);
if(sensorValue>400){
Serial.println(‘1’);
delay(1000);
}
}
In questo sketch leggiamo il valore del sensore collegato al pin0.
Se questo valore è maggiore di 400 allora scrivo sul Serial Monitor il valore “1”.
Aprite il file di Python _3_controllo if_arduino_sensore.py.
import serial
import time
import webbrowser
Importiamo la libreria webbrowser per accedere ai comandi web.
ard = serial.Serial(‘COM9’, 9600, timeout=0)
while True:
x = ard.readline()
print (“Message from arduino: “)
print (x)
if “1” in x:
webbrowser.open(‘http://www.google.it’)
Se il valore ricevuto è uguale a “1” allora apro il sito google.it
else:
print ‘nessun dato ricevuto !’
time.sleep(2)
ATTENZIONE: Se uplodiamo il codice su Arduino e mandiamo in esecuzione Phyton si verifica un errore: Se il valore del sensore supera la soglia di 400 iniziano ad aprirsi tantissime pagine web di Google.
Questo perchè nel codice di Arduino se il valore del sensore è maggiore di 400 stampa continuamente il valore “1”. Per risolvere questo problema dobbiamo inserire una variabile di controllo sul valore del sensore.
Aprite il file sensore_python.ino.
int sensore=0;
int verifica=0;
La variabile verifica ci serve per effettuare un controllo. All’inizio è impostata a zero.
void setup() {
pinMode(sensore,INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(sensore);
delay(1);
if((sensorValue>400)&(verifica==0)){
Serial.println(‘1’);
verifica=1;
delay(1000);
}
Se il valore ricevuto è uguale a “1” e verifica è uguale a 0 (vuol dire che è la prima volta che il sensore supera questa soglia) allora mando in stampa “1”. Subito dopo imposto la variabile verifica uguale a 1 in modo da non rientrare nella IF di controllo e scrivere in continuazione “1” all’infinito.
if((sensorValue<400)&(verifica==1)){
verifica=0;
}
Quando il valore del sensore torna ad essere inferiore i 400 allora la variabile valore torna ad essere uguale a 0.
}
Se ora uplodate il nuovo codice (non aprite il Serial Monitor) e lanciate Python funziona tutto!
Se il valore del sensore supera il valore di 400 si apre una pagina web su Google.it
(solamente una volta!!).
I tutorial sono liberamente scaricabili e condivisibili sotto l’etichetta Creative Commons (non è possibile commercializzarli e modificarli)
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