Daniel de Oliveira Mantovani

Perl, Arduino e SDL
Publicado em 01/09/2011

Perl, Arduino e SDL

Introdução

O objetivo desse artigo não é explicar como funciona o Arduino, é mostrar como Perl, Arduino e SDL podem trabalhar juntos. Se você quer saber mais sobre como o Arduino funciona, http://arduino.cc/en/Tutorial/index.tPage.

Os exemplos desse artigo podem ser repetidos usando esse kit, http://robocore.net/modules.php?name=GR_LojaVirtual&prod=105

O que é Arduino ?

Arduino é um protótipo eletrônico open source baseado em "easy-to-use hardware and software". Além de ser cross-platform o que nos permite utiliza-lo em diferentes O.S.

Funções Básicas

A interface de programação com o hardware é baseado em linguagem C, com a obrigatoriedade de serem programadas duas funções, sendo elas :

	void setup() {

	}

	void loop() {

	}

A função setup() deve ser utilizada para inicializar e ajustas os valores iniciais do sistema. Já a função loop() é onde ocorre todo o controle de interação com o sistema. Todo o código existente nesta função entrará em laço infinito, cabendo ao desenvolvedor aplicar as lógicas de interação.

Existe uma IDE para o Arduino que faz a comunicação e publicação do código para o hardware, no Ubuntu a instalação é simples, basta digitar :




	$sudo apt-get install arduino

Você também pode baixar pelo site para diferentes plataformas, http://www.arduino.cc/en/Main/Software

Comunicação

Podemos nos comunicar com o arduino utilizando serial, que é através da porta USB. Se você estiver usando um unix-based tudo o que você precisa fazer é:

	screen /dev/ttyUSB0 9600

onde ttyUSB0 é o USB conectado ao Arduino, o segundo argumento é a velocidade de transmissão.

SDL

Simple DirectMedia Layer é uma biblíoteca "cross-platform multimedia library" desenhada para prover acesso de baixo nível ao aúdio, teclado, joystick, 3D hardware via OpenGL e 2D video framebuffer. É uma biblíoteca toda escrita em C, que tem binds para outras linguagem como, Ada, C#, D, Eiffel, Erlang, Euphoria, Go, Guile, Haskell, Java, Lisp, Lua, ML, Objective C, Pascal, Perl, PHP, Pike, Pliant, Python, Ruby, Smalltalk, e Tcl.

Bind em Perl

Você pode encontrar o bind escrito em Perl por alguns hackers no CPAN http://search.cpan.org/~kthakore/SDL-2.533/lib/pods/SDL.pod

Instação

Para instalar o bind você só precisa digitar no seu terminal,

	$cpan SDL

Caso você não tenha os headers da lib escrita em C o próprio software vai baixar e compilar para você. Quando você rodar o código acima, ele vai te perguntar:

	You have the following options:
	[1] Source code build: SDL-1.2.14 & co. (no PANGO, no TTF)
		builds: SDL, SDL_(image|mixer|gfx)
	[2] Source code build: SDL-1.2.14 & co. + all prereq. libraries
		builds: zlib, jpeg, tiff, png, freetype, SDL, SDL_(image|mixer|ttf|gfx)
	[3] Quit installation

Escolha a opção 2:

	What way do you wanna go? [ 2 ]

O Projeto

Vamos construir um Piano de Luz, quando você apertar uma tecla do seu teclado uma luz vai acender, permitindo que várias luzes sejam acesas simultaneamente. Nesse artigo utilizaremos alguns truques que só são possíveis com o nível de interface com o teclado que o SDL oferece. É apenas uma demonstração, mas o objetivo é mostrar o conceito que pode ser aplicado para qualquer coisa que a sua imaginação possa pensar.

Você pode pensar, "que projeto tosco, é tão fácil fazer isso". Mas eu desafio o leitor a ler o artigo para entender o que vamos fazer, e que é impossível fazer o que eu vou fazer sem o nível de interface que o SDL oferece.

Materiais

Como eu disse acima todo o material pode ser encontrado no kit, mas aqui eu vou descrever item por item do que é necessário:

1 - Placa Arduino
3 - / Leds Verdes / Leds Amarelos / Leds Vermelhos
1 - Protoboard
20~25 Fios Jumper Premium

O Circuito

O circuito é bem simples apenas para demonstrar o conceito do SDL.

SDL Events

Nesse tutorial a única coisa que vamos aproveitar do SDL é a iteração que ele nos fornece com o teclado. Vamos precisar de dois tipos de percepção:

Apertar a Tecla
Soltar a Tecla

Programando o SDL

Usaremos o módulo Device::SerialPort para enviar informações providas do SDL para o Arduino:

    use 5.10.1;

    use strict;
    use warnings;

    use SDL;
    use SDL::Video;
    use SDL::Surface;
    use SDL::Rect;
    use SDL::Event;    # for the event object itself
    use SDL::Events ':all';

    use Device::SerialPort;
    my $port = Device::SerialPort->new("/dev/ttyUSB0");

    $port->baudrate(9200);
    $port->databits(8);
    $port->parity("none");
    $port->stopbits(0);

    my $screen_width  = 800;
    my $screen_height = 600;

    SDL::init(SDL_INIT_VIDEO);

    # setting video mode
    my $screen_surface =
      SDL::Video::set_video_mode( $screen_width, $screen_height, 32,
        SDL_ANYFORMAT );

    my $event = SDL::Event->new;
    my $success = SDL::Events::enable_key_repeat( 100, 60 );

    while (1) {
        SDL::Events::pump_events();
        if ( SDL::Events::poll_event($event) ) {
            if ( $event->type == SDL_KEYDOWN ) {
                my $char = chr( $event->key_sym );
                $port->write($char);
                $port->write(0);
                say $char;
            }
            if ( $event->type == SDL_KEYUP ) {
                my $char = chr( $event->key_sym );
                $port->write($char);
                $port->write(1);
            }
            last if $event->type == SDL_QUIT;
        }
    }

O código faz exatamente o que foi citado acima, você sabe quando a tecla foo foi apertada e quando você soltou a tecla. Quando você está apertando a tecla nós mandamos ao Arduino a "tecla" mais uma flag chamada "0", quando estamos soltando a tecla nós mandamos a "tecla" e uma flag chamada "1".

Programando o Arduino

Nós sabemos que o nosso código vai receber dois valores,

Tecla
Flag

Faremos que enquanto o botão foo estiver pressionado uma luz bar permanecerá acesa e só quando o usuário soltar a tecla que ela vai se apagar.

Vou mapear da seguinte forma, as teclas 'q','w' e 'e' acendem a luz vermelha, as 'a','s' e 'd' acendem as amarelas e as 'z','x' e 'c' vão acender as luzes verdes. No começo do código vamos fazer um "parser" para o Arduino poder receber o char do teclado e a flag.

  void setup() {
    Serial.begin(9600);
    for(int i = 2; i <= 10; i++)
      pinMode(i, OUTPUT);
  }

  char key;
  char value;
  int count_char = 0;

  void loop() {
    char val = Serial.read();

    if (val!=-1) {
      if (count_char == 0) {
        key = val;
        count_char++;
        Serial.println(val);
      }
      else if (count_char == 1) {
        value = val;
        count_char++;
        Serial.println(val);
      }
    }

    if (count_char == 2) {
      if(val!=-1)
      {
        switch(key)
        {
        case 'q':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(2,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(2,LOW);
          break;
        case 'w':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(3,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(3,LOW);
          break;
        case 'e':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(4,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(4,LOW);
          break;
        case 'a':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(5,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(5,LOW);
          break;
        case 's':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(6,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(6,LOW);
          break;
        case 'd':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(7,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(7,LOW);
          break;
        case 'z':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(8,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(8,LOW);
          break;
        case 'x':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(9,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(9,LOW);
          break;
        case 'c':
          if (value == '0') {
            digitalWrite(10,HIGH);
          }
          if(value == '1')
            digitalWrite(10,LOW);
          break;

        }
      }
      count_char = 0;
    }
  }

Envia o código para o Arduino.

Executando Tudo

Execute o código Perl:

	$perl sdl.pl

Abrirá uma tela preta, não se assuste é isso mesmo o que precisamos. Quando você apertar uma tecla o terminal irá mostrar, repare que quando você segura uma tecla e aperta a outra, você vai ver ela sendo impresa consecutivamente e as luzes serão acesas de acordo com o botão que você apertar, e isso pode ser em conjunto com outras teclas.

Conclusão

O grande truque é o SDL nos oferecer a informação de quando a tecla é pressionada e quando a tecla é solta. Com isso podemos apertar múltiplas teclas simultaneamente, só precisamos pegar a "flag" no Arduino.

Referências

Agradecimento

Solli Honorio

Otávio Fernandes

Stanislaw Pusep

AUTOR

Daniel de Oliveira Mantovani daniel.oliveira.mantovani@gmail.com

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