Lição 3. Como executar uma aplicação no Arduino?

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1 Lição 3 Como executar uma aplicação no Arduino? Para mostrar como executar uma aplicação no Arduino usaremos como exemplo uma aplicação composta por duas partes: a primeira parte será responsável pelo monitoramento da temperatura, humidade e luminosidade; e a segunda parte será responsável por capturar esses dados e mostrá-los para o usuário. (Para esse exemplo usaremos a plataforma Arduino disponível na rede 3 do testbed CéuNaTerra.) Passos básicos para configurar a aplicação: 1. Compreender como funciona a aplicação 2. Compilar o código da aplicação 3. Carregar o código executável no testbed 4. Selecionar os nós para executar o experimento 5. Definir o script de execução do experimento 6. Montar o plano de execução do experimento 7. Agendar um horário para executar o experimento 8. Finalizar a configuração do experimento 9. Executar aplicação na máquina do usuário a. Aplicação em Java na máquina do usuário para receber do Arduino b. Aplicação em Python na máquina do usuário para enviar e receber do Arduino 10. Observar a execução da aplicação 1 - Compreender como funciona a aplicação A aplicação monitora a temperatura, luminosidade e humidade do ambiente Sensores conectados ao Arduino: Sensor DHT11: Responsável por monitorar a temperatura e a humidade Conectado no pino analógico A0 do Arduino. Sensor LDR: Responsável por monitorar a luminosidade. Conectado no pino analógico A1 do Arduino Obs.: Atualmente o testbed CéuNaTerra trabalha com uma frequência de recebimento de dados para o Arduino de bits por segundo (baud), sendo assim quando for definir o baud da sua aplicação, utilize Uma vez que a aplicação de monitoramento esteja rodando no nó Arduino, a aplicação Arduino.java poderá ser executada no PC do usuário para receber os dados lidos pelos sensores acoplados ao Arduino.

2 2 - Compilar o código da aplicação 2.1- Baixe e instale o Arduino IDE Baixe a aplicação em Copie a pasta DHT que está dentro da pasta Arduino para ~/Arduino/libraries Configure o Arduino IDE para compilar para Arduino Mega 2560 (Tools->Board- >Mega 2560) Abra a aplicação sense.ino dentro da pasta Arduino pelo Arduino IDE e compile o código (Figura 1) Exporte o arquivo compilado (Sketch->Export Compiled Binary) Renomeie o arquivo exportado modificando o.hex para.exe. Figura 1: Aplicação sense.ino na IDE Arduino

3 3 - Carregar o código executável no testbed 3.1- Selecione a rede 3 nas opções de Rede (Figura 2). Figura 2: Janela para selecionar a rede do testbed com a plataforma Arduino 3.2- Na janela Visão Geral (Figura 3) vá ao último quadro nomeado Executáveis e selecione o botão '+' (adicionar um novo executável). Uma nova janela será aberta (Figura 4). Figura 3: Janela Visão Geral 3.3- Preencha os campos Nome e Descrição como preferir. No campo Arquivo Binário, selecione o botão Choose Files e selecione o arquivo executável da aplicação: ~App/arduino/sense/sense.exe. No campo Tipo de nó, selecione o tipo de plataforma referente à aplicação carregada (Arduino Mega). Clique então em Salvar. Figura 4: Janela novo executável

4 4 - Selecionar os nós para executar o experimento 4.1- Novamente na janela Visão Geral, selecione o quadro Config. Rede e adicione uma nova configuração (Figura 5). Selecione os nós que deseja usar marcando o quadro Usar Mote na tabela à direita. Figura 5: Janela nova configuração 4.2- Se você desejar tornar essa aplicação o código default, altere a aplicação em Arquivos Default. Para utilizar o código default, marque a coluna Arquivo default?. Para selecionar um arquivo binário diferente, desmarque o nó na coluna Arquivo default? e então na coluna Arquivo Binário selecione a aplicação correspondente. Dê um nome e uma descrição para a sua topologia e clique em Salvar. 5 - Definir o script de execução do experimento 5.1- O script de execução permite tornar o experimento mais dinâmico, programando a entrada e saída de nós durante a realização do mesmo. Para criar seu script de execução volte para a janela Visão Geral e adicione um novo script em Scripts (Figura 6). O script mais básico é o que apenas ativa todos os nós fazendo A ALL.

5 Figura 6: Janela novo script 6 - Montar o plano de execução do experimento 6.1- Em Visão geral adicione um plano de execução em Planos. Defina um nome para o seu experimento, selecione a Configuração de Rede e o Script de execução desejados e clique em Salvar (Figura 7). Figura 7: Janela novo plano

6 7 - Agendar um horário para executar o experimento 7.1- Na janela Visão geral, selecione adicionar novo agendamento no quadro Agendamentos. Dê um nome para sua reserva e selecione pelo calendário interativo a faixa de tempo desejada clicando nos horários livres em verde (Figura 8). Clique em Salvar. Figura 8: Janela novo agendamento 8 - Finalizar a configuração do experimento 8.1- Em Visão Geral selecione o primeiro quadro, chamado Testes, crie um novo teste e dê um nome para ele. Combine uma agenda, um plano de teste e defina quem terá acesso aos dados em Endereço IPv4 (caso queira definir que qualquer pessoa tenha acesso aos dados digite: ) e clique em Salvar (Figura 9).

7 Figura 9: Janela novo teste 9 - Executar aplicação na máquina do usuário 9.a - Aplicação em Java na máquina do usuário para receber do Arduino Quando o horário agendado para execução do experimento chegar, você poderá acompanhar os dados recebidos pela saída serial de uma maneira não bruta atrávés da aplicação Java disponibilizada. Para executá-la, na pasta da aplicação ( ~App/arduino/Java ) digite o comando java -jar Arduino.jar x, onde x é a porta TCP do nó (config.rede) (Figura 10). Figura 10: Janela com a execução da aplicação Java na máquina do usuário

8 9.b - Aplicação em Python na máquina do usuário para enviar e receber do Arduino Para executar a aplicação, digite o comando python arduino_serial.py. A porta do nó é informada no início da execução do programa. Em conjunto com esta aplicação, utilize a arduino_serial.ino no Arduino. Para compilar e enviar para o Arduino do testbed, siga os mesmos passos do exemplo anterior (passos 2 a 8) Observar a execução da aplicação Quando o horário agendado para execução do experimento chegar, vá na aba Monitoramento. Nessa janela é possível verificar quais nós foram carregados e o tempo de carga do código em cada nó. Também será possível verificar que há dados sendo transmitidos entre os nós do testbed e a máquina do usuário e visualizar o conteúdo dos pacotes no formato hexadecimal. Por outro lado, por meio da aplicação Java que executa na máquina do usuário, será possível identificar a saída da aplicação (Figura 11). Figura 11: Janela de monitoramento durante a execução da aplicação