Programação para Dispositivos Móveis. Sensores

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1 Programação para Dispositivos Móveis Sensores

2 Introdução Smartphones podem possuir pelo menos 10 tipos de sensores importantes que auxiliam no funcionamento do aparelho, fornecem informações aos aplicativos e recolhem dados do ambiente e também do usuário É possível utilizar sensores no dispositivo para adicionar recursos avançados de localização e movimento ao seu aplicativo, desde dados do GPS ou da localização da rede, até a utilização do acelerômetro, giroscópio, temperatura, barômetro e muito mais. Alguns sensores são de hardware, outros de software e outros que combinam funções de outros sensores, gerando novas funcionalidades

3 Introdução Exemplos Um jogo pode rastrear leituras do sensor de gravidade de um dispositivo para inferir gestos e movimentos complexos do usuário, como inclinação, oscilação, rotação ou oscilação. Um aplicativo climático pode usar o sensor de temperatura e o sensor de umidade de um dispositivo para calcular e reportar o ponto de condensação. Um aplicativo de viagem pode usar o sensor de campo geomagnético e o acelerômetro para informar um rolamento de bússola. Um sensor de movimento pode detectar a movimentação de um ser humano e capturar a foto desta pessoa.

4 Sensores de Movimento A plataforma Android fornece vários sensores que permitem monitorar o movimento de um dispositivo. As possíveis arquiteturas dos sensores variam de acordo com o tipo de sensor: Os sensores de gravidade, aceleração linear, vetor de rotação, movimento significativo, contador de passos e detector de degrau são baseados em hardware ou em software. Os sensores do acelerômetro e do giroscópio são sempre baseados em hardware. A maioria dos dispositivos com Android tem um acelerômetro, e muitos agora incluem um giroscópio.

5 Sensores de Movimento Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Força de aceleração ao longo do eixo x (incluindo a gravidade). TYPE_ACCELEROMETER SensorEvent.values[1] Força de aceleração ao longo do eixo y (incluindo gravidade). m/s² SensorEvent.values[2] Força de aceleração ao longo do eixo z (incluindo a gravidade).

6 Sensores de Movimento Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Aceleração medida ao longo do eixo X s/ compensação de polarização. TYPE_ACCEL EROMETER_ UNCALIBRAT ED SensorEvent.values[1] SensorEvent.values[2] SensorEvent.values[3] SensorEvent.values[4] Aceleração medida ao longo do eixo Y s/ compensação de polarização. Aceleração medida ao longo do eixo Z s/ compensação de polarização. Aceleração medida ao longo do eixo X c/ compensação de polarização. Aceleração medida ao longo do eixo Y c/ compensação de polarização. m / s 2 SensorEvent.values[5] Aceleração medida ao longo do eixo Z c/ compensação de polarização.

7 Sensores de Movimento Sensor TYPE_GYROSCOPE Dados do Evento do Sensor Descrição SensorEvent.values[0] Taxa de rotação ao redor do eixo x. SensorEvent.values[1] Taxa de rotação em torno do eixo y. SensorEvent.values[2] Taxa de rotação ao redor do eixo z. Unidades de Medida rad / s

8 Sensores de Movimento Sensor TYPE_GRAVITY Dados do Evento do Sensor Descrição SensorEvent.values[0] Força da gravidade ao longo do eixo x. SensorEvent.values[1] Força da gravidade ao longo do eixo y. SensorEvent.values[2] Força da gravidade ao longo do eixo z. Unidades de Medida m / s 2

9 Sensores de Movimento Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Força de aceleração ao longo do eixo x (excluindo a gravidade). TYPE_LINEAR_ACCELERATION SensorEvent.values[1] Força de aceleração ao longo do eixo y (excluindo a gravidade). m / s 2 SensorEvent.values[2] Força de aceleração ao longo do eixo z (excluindo a gravidade).

10 Sensores de Posição A plataforma Android fornece dois sensores que permitem determinar a posição de um dispositivo: o sensor de campo geomagnético e o acelerômetro. Também fornece um sensor que permite determinar a proximidade da face de um dispositivo a um objeto (conhecido como sensor de proximidade ). O sensor de campo geomagnético e o sensor de proximidade são baseados em hardware. Os sensores de posição normalmente não são usados para monitorar movimento ou movimento do dispositivo, como tremor, inclinação ou empuxo.

11 Sensores de Posição Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo x (x * sin (θ / 2)). Sem unidade TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR SensorEvent.values[1] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo y (y * sin (θ / 2)). SensorEvent.values[2] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo z (z * sin (θ / 2)).

12 Sensores de Posição Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo x (x * sin (θ / 2)). Sem unidade TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION _VECTOR SensorEvent.values[1] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo y (y * sin (θ / 2)). SensorEvent.values[2] Componente do vetor de rotação ao longo do eixo z (z * sin (θ / 2)).

13 Sensores de Posição Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida SensorEvent.values[0] Intensidade do campo geomagnético ao longo do eixo x. μt TYPE_MAGNETIC_FIELD SensorEvent.values[1] Intensidade do campo geomagnético ao longo do eixo y. SensorEvent.values[2] Intensidade do campo geomagnético ao longo do eixo z.

14 Sensores de Posição Sensor TYPE_ORIENTATION Dados do Evento do Sensor Descrição SensorEvent.values[0] Azimute (ângulo ao redor do eixo z). Graus SensorEvent.values[1] SensorEvent.values[2] Pitch (ângulo ao redor do eixo x). Rolar (ângulo ao redor do eixo y). Unidades de Medida

15 Sensores de Posição Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição Unidades de Medida TYPE_PROXIMITY SensorEvent.values[0] Distância do objeto. (Alguns sensores de proximidade fornecem apenas valores binários representando perto e longe) Cm

16 Sensores de Ambiente A plataforma Android fornece quatro sensores que permitem monitorar várias propriedades ambientais. Você pode usar esses sensores para monitorar a umidade relativa do ambiente, a iluminação, a pressão ambiente e a temperatura ambiente perto de um dispositivo com tecnologia Android. Todos os quatro sensores de ambiente são baseados em hardware e estão disponíveis somente se um fabricante de dispositivos os tiver incorporado em um dispositivo.

17 Sensores de Ambiente Sensor Dados do Evento do Sensor Descrição TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE event.values[0] Temperatura ambiente C TYPE_LIGHT event.values[0] Iluminância Lx Unidades de Medida TYPE_PRESSURE event.values[0] Pressão do Ar hpa ou mbar TYPE_RELATIVE_HUMIDITY event.values[0] Umidade relativa % TYPE_TEMPERATURE event.values[0] Temperatura do dispositivo C

18 Quais sensores meu dispositivo possui? Crie um novo projeto no Android Studio Escolha para criar uma Empty Activity Coloque o nome do projeto de Sensores

19 Quais sensores meu dispositivo possui? Crie um novo projeto no Android Studio Escolha para criar uma Empty Activity Coloque o nome do projeto de Sensores A estrutura do projeto ficará conforme a imagem

20 Quais sensores meu dispositivo possui? Lembrando: AndroidManifest fica as informações do APP MainActivity é a Activity, a tela da aplicação, neste arquivo fica toda parte lógica activity_main.xml é a tela, associada a classe java MainActivity. Neste arquivo colocaremos os elementos gráficos Para começar, vamos criar um botão que, ao clicar nele, será apresentada a relação de sensores do dispositivo Então abra o arquivo activity_main.xml

21 Quais sensores meu dispositivo possui? Faremos algumas modificações conforme o código do próximo slide Vamos definir o Layout Remover o componente TextView e adicionar um componente Button com um método onclick chamado ListarSensores Ao abrir o arquivo activity_main.xml pela primeira vez, ele entra em modo Design, troque para o modo Text na parte inferior da tela

22 Quais sensores meu dispositivo possui? <LinearLayout xmlns:android=" xmlns:app=" xmlns:tools=" android:orientation="vertical" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" tools:context=".mainactivity"> <Button android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="listar Sensores" android:onclick="listarsensores" /> </LinearLayout>

23 Quais sensores meu dispositivo possui? Note que o nome do método ListarSensores está com um traço vermelho embaixo, indicando erro e, do lado esquerdo, aparece uma lâmpada vermelha Isso ocorre pois o método ListarSensores foi criado no xml mas ainda não foi criado na classe java (classe lógica MainActivity) Para corrigir este erro, clique na lâmpada que aparece a esquerda OU clique sobre o nome do método (ListarSensores) e pressione no teclado em conjunto as teclas ALT + ENTER

24 Quais sensores meu dispositivo possui? Surgirá uma lista com opções igual a da imagem, escolha a opção Create ListarSensores(View) in MainActivity

25 Quais sensores meu dispositivo possui? Desta forma o método que executará a ação de listar o nome dos sensores está criado, porém ainda não faz nada Agora vamos colocar as ações

26 Quais sensores meu dispositivo possui? Existem basicamente três classes de vital importância para nós programadores: SensorManager (android.hardware.sensormanager): permite que acessemos os sensores dos dispositivos; Sensor (android.hardware.sensor): representa um dos sensores propriamente dito; SensorEvent (android.hardware.sensorevent): encapsula as informações de um evento ocasionado por um sensor. Por exemplo, no sensor de luz, quando a leitura indica uma alteração na luminosidade do ambiente, o sensor acusará um evento. Cabe então ao programa trabalhar com os novos valores.

27 Quais sensores meu dispositivo possui? Primeiramente vamos instanciar a classe SensorManager, criando o objeto msensormanager A classe Activity possui um método chamado getsystemservice, que permite que o desenvolvedor trabalhe com um serviço no nível de sistema operacional. A mesma classe também fornece diversas constantes para acessar diferentes serviços. Uma delas é a SENSOR_SERVICE, que faz com que o método citado retorne um SensorManager Agora vamos então para a classe MainActivity (código java) para programa-la

28 Quais sensores meu dispositivo possui? public class MainActivity extends AppCompatActivity { SensorManager protected void oncreate(bundle savedinstancestate) { super.oncreate(savedinstancestate); setcontentview(r.layout.activity_main); } msensormanager = (SensorManager) getsystemservice(sensor_service); } public void ListarSensores(View view) { }

29 Quais sensores meu dispositivo possui? Agora que temos o serviço sensor associado a variável msensormanager, vamos no método do botão (ListarSensores) colocar a ação de listar os sensores Porém antes...

30 Quais sensores meu dispositivo possui? O android studio possui uma funcionalidade de registro de log chamada LogCat que fica localizada na parte inferior da tela com um número 6 na frente, como na imagem Clicando sobre ele abrirá uma janela local com várias opções e conteúdos, apresento cada um a seguir

31 Quais sensores meu dispositivo possui? 1. Apresenta o dispositivo do qual será observado os Logs 2. Plataforma utilizada 3. Tipos de log (Verbose, Debug, Info, Warn, Error, Asset) 4. A tag de pesquisa

32 Quais sensores meu dispositivo possui? O formato de uma entrada de log é este Log.i( TAG a ser pesquisada, Mensagem ); //log de informação Log.e( TAG a ser pesquisada, Mensagem ); //log de erro

33 Quais sensores meu dispositivo possui? Desta forma, ao invés de mostrarmos os sensores na tela do celular, vamos mostrar na tela do LogCat através dos logs Vamos fazer um teste então, no método ListarSensores crie uma entrada de log conforme abaixo public void ListarSensores(View view) { Log.i("Teste","Utilizando o Log"); } Clique em LogCat para deixar a janela aberta e execute a aplicação Deixe o tipo de log como info (pois declaramos Log.i)

34 Quais sensores meu dispositivo possui? Assim que a aplicação estiver em execução no aplicativo, pressione o botão Listar Sensores, a saída será como abaixo

35 Quais sensores meu dispositivo possui? Muita informação, não é? Para filtrar o clique do botão, vamos digitar no campo de pesquisa a TAG definida previamente chamada Teste No exemplo abaixo o botão foi pressionado 4 vezes e, nas 4 vezes apareceu o log O log então é utilizado para reportar alguma ocorrência no sistema

36 Quais sensores meu dispositivo possui? Nesta saída é que vamos listar agora os dispositivos presente no seu smartphone Então vamos ao código, no próximo slide listo apenas o código do método ListarSensores

37 Quais sensores meu dispositivo possui? public class MainActivity extends AppCompatActivity {... } public void ListarSensores(View view) { List<Sensor> lista = msensormanager.getsensorlist(sensor.type_all); Iterator<Sensor> iterator = lista.iterator(); String sensores = ""; while (iterator.hasnext()) { Sensor sensor = iterator.next(); sensores += " - " + sensor.getname() + "\n"; } Log.i("Sensores","Meus sensores: \n"+sensores); }...

38 Quais sensores meu dispositivo possui? Na primeira linha o método getsensorlist nos retorna uma instância de List com os sensores disponíveis de um determinado tipo, ou, de todos os tipos se usarmos a constante TYPE_ALL. Na segunda foi criada uma instância de Iterator para navegar por todas as instâncias retornadas pela pesquisa feita na primeira linha. Na quarta linha temos um laço de repetição que possui como argumento de parada o método hasnext() de Iterator. Cada instância de Sensor presente na lista tem seu nome recuperado (método getname()) e anexado à variável sensores. Depois, podemos mostrar essa variável no LogCat.

39 Quais sensores meu dispositivo possui? Execute a aplicação No APP, clique no botão Listar Sensores Na tela do LogCat pesquise pela TAG Sensores

40 Quais sensores meu dispositivo possui? Respondendo a pergunta acima então, o meu dispositivo possui os sensores Esta lista vai variar de dispositivo para dispositivo Se você estiver testando no emulador, certamente esta lista será muito maior

41 Testando os sensores Nos próximos slides testaremos os 4 tipos de sensores mais comuns nos smartphones (sensores nesta ordem) Luminosidade Proximidade Acelerometro Gravidade

42 Criando a interface O primeiro passo será criar os 4 botões necessários para a nossa aplicação Cada botão ativará um sensor Veja o código a seguir e não esqueça de que, para cada botão temos que criar uma ação (método) na classe java (já vimos como fazer nesta aula) Coloque os botões a seguir abaixo do botão Listar Sensores criado anteriormente

43 Criando a interface... <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onclick="luminosidade" android:text="sensor LUMINOSIDADE"/> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onclick="proximidade" android:text="sensor PROXIMIDADE"/> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onclick="acelerometro" android:text="sensor ACELEROMETRO"/> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onclick="gravidade" android:text="sensor GRAVIDADE"/>...

44 Lógica da aplicação Na classe MainActivity foram criados os 4 métodos

45 Lógica da aplicação O primeiro passo (para todos os sensores) é recuperar uma instância do Sensor desejado. SensorManager possui um método chamado getdefaultsensor, que retorna uma instância de Sensor e requer um parâmetro do tipo int Este parâmetro é apresentado no formato de constantes (vide as tabelas do início deste slide, esta constante está presente na coluna Sensor ) A linha abaixo recupera do dispositivo o sensor de luminosidade Sensor mluz = msensormanager.getdefaultsensor(sensor.type_light);

46 Lógica da aplicação Criaremos um listener para acompanhar possíveis mudanças nos valores de proximidade e da intensidade de luz ambiente. Um Listener é um conceito muito utilizado na programação Java, sendo seu objetivo aguardar por uma determinada ação. Pode ser usado para verificar possíveis cliques em um botão, mudanças na posição geográfica do dispositivo, mudanças nos valores de um determinado sensor etc.

47 Lógica da aplicação O registerlistener requer três parâmetros: Uma instância de uma classe que implemente SensorEventListener; Uma instância da classe Sensor; Um inteiro que define a taxa de leitura de dados do sensor.

48 Lógica da aplicação A classe SensorManager já nos apresenta algumas constantes para definir a taxa de atualização da leitura dos sensores. Estas constantes são: SENSOR_DELAY_FASTEST: retorna os dados do sensor o mais rápido possível; SENSOR_DELAY_GAME: utiliza uma taxa adequada para jogos; SENSOR_DELAY_NORMAL: taxa adequada para mudanças na orientação da tela; SENSOR_DELAY_UI: taxa adequada para a interface de usuário.

49 Sensor de Luminosidade Na listagem foram criadas duas classes distintas que implementam SensorEventListener. Ambas precisam implementar os métodos onaccuracychanged() é chamado quando há exatidão dos dados lidos pelo sensor sobre alterações onsensorchanged() é chamado quando o hardware intercepta uma leitura do sensor para o qual foi registrada esse listener No próximo slide será apresentada apenas as alterações na classe MainActivity (o que for novo ficará em vermelho), o restante vamos representar com 3 pontos (...) ou na cor preta

50 Sensor de Luminosidade public class MainActivity extends AppCompatActivity { SensorManager msensormanager; Sensor mluz;... public void LUMINOSIDADE(View view) { mluz = msensormanager.getdefaultsensor(sensor.type_light); msensormanager.registerlistener(new LuzSensor(), mluz, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST); } class LuzSensor implements SensorEventListener { public void onaccuracychanged(sensor sensor, int accuracy) { } } }... public void onsensorchanged(sensorevent event) { float vl = event.values[0]; Log.i( Sensores","Luminosidade: "+vl); }

51 Sensor de Luminosidade Agora, clique para abrir o LogCat, no campo de pesquisa digite Sensores e execute o aplicativo Clique no botão referente ao botão de luminosidade Aproxime e afaste a sua mão da tela do dispositivo para que seja possível ver o resultado no LogCat

52 Sensor de Proximidade A lógica para obtenção de dados do sensor de proximidade (e de todos os outros sensores) não se modificam Assim como no sensor de luminosidade, aqui vou apresentar apenas as alterações na classe MainActivity, alterações referentes ao sensor de proximidade (ficará em vermelho)

53 Sensor de Proximidade public class MainActivity extends AppCompatActivity { SensorManager msensormanager; Sensor mluz, mprox;... public void PROXIMIDADE(View view) { mprox = msensormanager.getdefaultsensor(sensor.type_proximity); msensormanager.registerlistener(new ProxSensor(), mprox, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST); } class ProxSensor implements SensorEventListener { public void onaccuracychanged(sensor sensor, int accuracy) { } } }... public void onsensorchanged(sensorevent event) { float vl = event.values[0]; Log.i( Sensores", Proximidade: "+vl); }

54 Sensor de Proximidade Agora, clique para abrir o LogCat, no campo de pesquisa digite Sensores e execute o aplicativo Clique no botão referente ao sensor de Proximidade Aproxime e afaste a sua mão da tela do dispositivo para que seja possível ver o resultado no LogCat Alguns modelos de dispositivos apresentarão a distância em centímetros, outros apresentação na forma binária (0 ou 1) para indicar se está próximo ou longe

55 Sensor de Gravidade A lógica para obtenção de dados do sensor de gravidade (e de todos os outros sensores) não se modificam Assim como nos sensores anteriores, aqui vou apresentar apenas as alterações na classe MainActivity, alterações referentes ao sensor de gravidade (ficará em vermelho)

56 Sensor de Gravidade public class MainActivity extends AppCompatActivity { SensorManager msensormanager; Sensor mluz, mprox, mgravidade;... public void GRAVIDADE(View view) { mgravidade = msensormanager.getdefaultsensor(sensor.type_gravity); msensormanager.registerlistener(new GravidadeSensor(), mgravidade, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST); } class GravidadeSensor implements SensorEventListener { public void onaccuracychanged(sensor sensor, int accuracy) { } } }... public void onsensorchanged(sensorevent event) { float vl = event.values[0]; float v2 = event.values[1]; float v3 = event.values[2]; Log.i("Sensores","Gravidade: eixo X: "+vl+", eixo Y: "+v2+", eixo Z: "+v3) }

57 Sensor de Gravidade Agora, clique para abrir o LogCat, no campo de pesquisa digite Sensores e execute o aplicativo Clique no botão referente ao sensor de Gravidade Movimente o dispositivo para que seja possível ver o resultado no LogCat No log serão apresentados 3 valores Gravidade no eixo X, no eixo Y e no eixo Z

58 Sensor de Acelerômetro A lógica para obtenção de dados do sensor de acelerômetro (e de todos os outros sensores) não se modificam Assim como nos sensores anteriores, aqui vou apresentar apenas as alterações na classe MainActivity, alterações referentes ao sensor de acelerômetro (ficará em vermelho)

59 Sensor de Acelerômetro public class MainActivity extends AppCompatActivity { SensorManager msensormanager; Sensor mluz, mprox, mgravidade, macelerometro;... public void ACELEROMETRO(View view) { macelerometro = msensormanager.getdefaultsensor(sensor.type_accelerometer); msensormanager.registerlistener(new GravidadeSensor(), macelerometro, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST); } class AcelerometroSensor implements SensorEventListener { public void onaccuracychanged(sensor sensor, int accuracy) { } } }... public void onsensorchanged(sensorevent event) { float vl = event.values[0]; float v2 = event.values[1]; float v3 = event.values[2]; Log.i("Sensores", Acelerômetro: eixo X: "+vl+", eixo Y: "+v2+", eixo Z: "+v3) }

60 Sensor de Acelerômetro Agora, clique para abrir o LogCat, no campo de pesquisa digite Sensores e execute o aplicativo Clique no botão referente ao sensor de Gravidade Movimente o dispositivo para que seja possível ver o resultado no LogCat No log serão apresentados 3 valores Gravidade no eixo X, no eixo Y e no eixo Z

61 Atividade O seu dispositivo possui algum sensor diferente dos 4 listados anteriormente? Crie um botão para ele e monte toda a rotina para obtenção de dados do mesmo