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Arduino Bluetooth A73529 Sebastián León Calderón.

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1 Arduino Bluetooth A73529 Sebastián León Calderón

2 Agenda 1.Introducción a Arduino. 2.Arduino BT y Arduino + BT 3.Ambiente de desarrollo y lenguaje de programación 4.Requerimientos y primeros pasos 5.Ventajas y debilidades 6.Relación con otras plataformas 7.Enlazando Arduino con Android 8.Ejemplos prácticos

3 INTRODUCCIÓN A ARDUINO Arduino Bluetooth: Tema 1

4 Introducción: el qué Arduino es: una plataforma computacional basada en una tarjeta de micro- controlador, el lenguaje empleado para la programación de dicho micro- controlador, y el IDE que facilita la programación en ese lenguaje. En la vida real, Arduino se refiere a las tarjetas de micro- controlador. Arduino es completamente open-source.

5 Introducción: el para qué ¿Para qué sirve? Enlazar dispositivos electrónicos. Realizar procesamiento: Dispositivos sensores ofrecen estímulos. Micro-controlador procesa estímulos y calcula reacciones. Reacciones son llevadas a la práctica por dispositivos actuadores. Construir cosas divertidas. ¿Floppy drives haciendo música? ¡Bots, bots, bots!

6 Video: floppy music

7 Introducción: el cómo Diferentes modelos contienen diferentes partes. El modelo BT incorpora un módulo Bluetooth. Partes notables: Micro-controlador (ATmega328). Memoria flash (32 KB). SRAM (2 KB). Pines digitales de entrada/salida (14). Pines analógicos de entrada (6, resolución de 10 bits). El módulo Bluetooth (Bluegiga WT11). En lugar del adaptador USB típico de los otros modelos.

8 ARDUINO BT Y ARDUINO + BT Arduino Bluetooth: Tema 2

9 Arduino BT Modelo comercial oficial. Precio ronda los $100 en Amazon :S Módulo BT se comunica con el micro-controlador por serial (pines RX y TX de la tarjeta). Módulo BT se comunica con otros dispositivos vía Bluetooth a baud. No posee adaptador USB. Puede programarse inalámbricamente por Bluetooth.

10 Arduino + BT Construido típicamente de dos formas: agregando un Bluetooth Shield a una tarjeta Arduino, o Conectando un módulo Bluetooth a una tarjeta Arduino. Precio se acerca a los $50 ($30 por la tarjeta y $20 por el shield o módulo BT). Módulo BT se comunica con otros dispositivos por Bluetooth a varias frecuencias (usualmente o baud), según las especificaciones del módulo. Programación se realiza por USB. Acercamiento más frecuentemente usado

11 AMBIENTE DE DESARROLLO Y LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN Arduino Bluetooth: Tema 3

12 Lenguaje de programación También llamado Arduino. En realidad es C/C++. Consiste en un conjunto de funciones predefinidas empacadas en una biblioteca llamada Wiring. Programadores pueden proveer sus propias funciones. Un programa se conoce como sketch. Algunas funciones notables: setup() loop() digitalWrite() digitalRead() delay() attachInterrupt()

13 L. de programación (cont.) Función setup(): Se ejecuta una vez justo después de arrancar el micro- controlador. Contiene la configuración inicial, por ejemplo: marcar pines para entrada o salida, definir la frecuencia de modulación, o agregar interrupciones a pines. Función loop(): Lo que hace el sketch. Ciclo de ejecución hasta el apagado o reinicio. Contenido corresponde a una iteración en el ciclo de sensar- procesar-actuar.

14 Ambiente de desarrollo Llamado Arduino IDE para claridad. Escrito en Java. Simple y fácil de utilizar. Orientado fuertemente a usuarios no familiarizados con la programación. Ofrece compilación y carga del sketch todo-en-un-botón. Incluye algunas conveniencias como auto-indentación y pareo de llaves. Completamente ad hoc a la programación de Arduino. Agrega automágicamente las referencias y funciones requeridas para que el sketch se convierta en un programa C++ válido (por ejemplo, el main y el include a ).

15 Ambiente de desarrollo (cont.) No es estrictamente requerido. Por debajo emplea el compilador avr-g++.

16 REQUERIMIENTOS Y PRIMEROS PASOS Arduino Bluetooth: Tema 4

17 Requerimientos Como mínimo: Tarjeta Arduino BT o alguna forma de Arduino + BT. Una computadora corriendo Windows, Mac OS o Linux. Esta computadora debe tener capacidad BT para usarla con Arduino BT. Además ocupa un cable USB (A a B) en todos los otros casos. El Arduino IDE (viene con el lenguaje de programación). Alimentación eléctrica. Además: Todos los dispositivos electrónicos que interese usar como actuadores y sensores. Un protoboard para facilitar la conexión de dispositivos.

18 Primeros pasos 1.Aparear el módulo Bluetooth con la computadora. Sólo si se tiene el Arduino BT. 2.Indicar en el IDE cuál tarjeta se utiliza. Arduino BT sólo si se tiene el Arduino BT. 3.Instalar los drivers. 4.¡Empezar a programar!

19 VENTAJAS Y DEBILIDADES Arduino Bluetooth: Tema 5

20 Ventajas: Arduino IDE y lenguaje son fáciles de usar y aprender. Tarjetas Arduino son económicas ($30 o menos). Software es open-source e independiente de la plataforma. Hardware es open-source. Permite hacer todo tipo de cosas divertidas.

21 Ventajas: Arduino BT Programación a distancia sin cable USB. Sistema puede controlarse remotamente. No requiere de módulos o dispositivos adicionales para ofrecer la funcionalidad inalámbrica.

22 Debilidades: Arduino BT La Arduino BT es más frágil que otras tarjetas. Programación requiere de una computadora con capacidad Bluetooth. El micro-procesador es más pequeño que en otras tarjetas y por tanto incompatible. Notoriamente más cara que la tarjeta Arduino promedio. Estas debilidades pueden atacarse mediante el uso de Arduino + BT.

23 RELACIÓN CON OTRAS PLATAFORMAS Arduino Bluetooth: Tema 5

24 Con dispositivos electrónicos El objetivo de Arduino es la interconectividad y control de múltiples dispositivos electrónicos. Conectividad se ofrece a través de los pines análogicos y digitales. A través de Arduino es más fácil realizar tareas complejas que requieren de la interacción entre sensores y actuadores. La lógica de percepción y acción es incorporada a priori mediante el código cargado en la tarjeta.

25 Con dispositivos móviles El módulo Bluetooth extiende la funcionalidad de Arduino y permite conectividad con dispositivos móviles. La lógica puede incorporarse en caliente mediante el envío y recepción de señales por Bluetooth. Usos frecuentes: Controles remotos. Recolección de datos del ambiente y presentación al usuario. El mecanismo de transmisión de información y la interpretación de señales son lo único que requiere codificarse. Existen esfuerzos, como Amarino, por ofrecer al usuario el paquete prefabricado.

26 ENLAZANDO ARDUINO CON ANDROID Arduino Bluetooth: Tema 7

27 ¿Cómo se hace? Forma fácil (usando Amarino) Incluye un API listo para empezar a enviar y recibir datos por Bluetooth hacia y desde el dispositivo. Basta con agregar la referencia a la biblioteca en la carpeta libs. Requiere de algo de familiarización con el API. Forma no-tan-fácil (manualmente) Requiere algunas inclusiones de las biblioteca de Bluetooth de Android agregadas en el API 5: android.bluetooth.BluetoothAdapter; android.bluetooth.BluetoothDevice; android.bluetooth.BluetoothSocket; Hay que hacer un poco más de trabajo sucio.

28 ¿Qué se requiere? Los componentes electrónicos anteriores Un smartphone o tablet con capacidad Bluetooth y corriendo al menos Eclair (prácticamente cualquiera). AmarinoLibrary.jar para la forma fácil. ¡Ganas!

29 Ejemplo: por Amarino Lado Amarino Lado Android

30 EJEMPLOS PRÁCTICOS Arduino Bluetooth: Tema 8

31 Ejemplos prácticos ¡Bots, bots, bots! 1.Compre un carro de juguete a control remoto. 2.Remplace el módulo de control con una tarjeta Arduino. 3.Escriba una aplicación para Android con controles de dirección y aceleración. 4.??? 5.Profit. Guantes para control remoto. Impresión a distancia en LCDs. Todo tipo de wacky fun stuff.

32 Videos! Multicolor Lamp: Carro a control remoto: Tanque: Matriz de LED:

33 Referencias Kaufmann, Bonifaz. Design and Implementation of a Toolkit fr the Rapid Prototyping of Mobile Ubiquitous Computing. Tesis de maestría. Universidad de Kalgenfurt. Agosto Documentación oficial Arduino BT. En línea: Documentación oficial Amarino. En línea: Varios autores. Communication Between Android And Arduino With Bluetooth. En línea:


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