Comunicação Serial Java Arduino - Www.embarcados

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    18/04/2016 Comunicação Serial Java Arduino - Embarcados

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    Por Klauder Dias | 14/02/2014 | Arduino, Conteúdo, Placas, Software

    Sobre a comunicação Serial Java +

    Arduino

     

    Neste artigo demonstrarei como ligar e desligar um led,

    através de comandos enviados pela porta serial (USB)

    utilizando Java e uma placa Arduino.

    Para ler outro artigo que aborda a comunicação serial clique

    aqui  para ler o artigo de Fábio Souza, e caso queira saber

    mais sobre programação no arduino clique aqui.

     

    Mas por que utilizar Universal Serial Bus (USB)?

     

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    A comunicação USB é uma tecnologia que tornou mais

    simples e rápida a conexão de diversos tipos de aparelhos

    (Pendrives,MP3-players, impressoras, celulares, HDs

    externos, etc). Além de facilitar a conexão de diversos

    dispositivos, o padrão USB oferece:

     

    Plug-and-play: a maioria dos dispositivos sãoreconhecidos automaticamente;

    Alimentação: os dispositivos não precisam ser ligados auma fonte de energia externa, já que a própria USB

    fornece energia. (Lembrado a USB fornece no máximo 5

    Volts e 500 mA de corrente);

    Múltipla conexão:  vários dispositivos podem serconectados através de uma única porta, mas para isso

    deve-se utilizar um Hub;

    Compatibilidade:  são compatíveis com a maioria dossistemas operacionais disponíveis no mercado.

     

    A comunicação entre os sistemas embarcados e os

    computadores muitas vezes são realizadas via porta paralela

    (DB25) e porta serial (DB-9). A utilização desses meios de

    comunicação pode facilitar uma alteração futura mas, por

    outro lado, dependendo do dispositivo, a implementação dosoftware no computador pode ser complexa e trabalhosa.

    Além do mais, podemos danificar permanentemente a placa

    mãe do computador quando estamos utilizando a porta

    paralela e ocorre uma descarga elétrica ou invertermos a

    polaridade de um componente.

     

    Esse artigo foi elaborado utilizado o Arduino Mega 2560,

    NetBeans  7.4, Windows 7 Professional  x64 e Ubuntu 12.04

    LTS (x64), estou considerando que as IDE's Arduino 1.0.5 ousuperior e NetBeans 7.4 ou superior já estejam instaladas e

    funcionando corretamente.

    Obs.: Pode-se utilizar também o Arduino Uno, ADK, Pro.

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    Passo 01: Download dos arquivos

     

    Acesse o site http://jlog.org/rxtx.html  e faça download dos

    arquivos rxtxSerial.dll, librxtxSerial.so e RXTXcomm.jar.

     

    Obs.: Lembrando de que devemos fazer download dos arquivosde acordo a arquitetura do sistema operacional 32-bits (x86) ou

    64-bits (x64).

     

    Passo 02: Instalação dos arquivos

     

    Windows

     

    Copie o arquivo rxtxSerial.dll  para:

    C:\Program Files\Java\jdkx.x.x\bin, onde x.x.x é a

    versão do JDK, por exemplo C:\Program

    Files\Java\jdk1.6.40\bin;

    C:\Program Files\Java\jrex\bin, onde x é a versão do

    JRE, por exemplo C:\Program Files\Java\jre7\bin;

    C:\Windows\System32;C:\Windows\SysWOW64 (caso sistema operacional 64-

    bits (x64)).

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      Copie o arquivo RXTXcomm.jar  para:

    C:\Program Files\Java\jre\jrex\lib\ext, onde x é a versão

    do JRE, por exemplo C:\Program Files\Java\jre7\lib\ext.

     

    Linux

    Copie o arquivo librxtxSerial.so para:

    /usr/lib/, exemplo: cp /home/Usuario/librxtxSerial.so

    /usr/lib/.

      Copie o arquivo RXTXcomm.jar para:

    /usr/share/java/, exemplo.: cp

    /home/Usuario/RXTXcomm.jar /usr/share/java/.

     

    Passo 03: Programa Arduino

     

    Conecte o cabo USB no Arduino e abra a IDE do Arduino,

    defina a porta COM (Tools > Serial Port > COM3 ou

     /dev/ttyUSB0), digite o código abaixo e depois clique noupload. Pronto, o programa já foi carregado no arduino.

    Obs.: Geralmente utiliza-se a porta COM3 (Windows) e

     /dev/ttyUSB0 (Linux), caso apareça outra porta não tem

     problema, desde que a porta correta seja informada no

     programa em Java.

     

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    123456789101112131415

    161718192021

    int ledPin =  13; //atribui o pino 13 a variável ledPinint dado; //variável que receberá os dados da porta serial void setup(){  erial.begin(9600);//frequência da porta serial  pin ode(ledPin,OUTPUT); //define o pino o ledPin como saída} void loop(){  if( erial.available() > 0){ //verifica se existe comunicaçãocom a porta serial  dado =  erial.read();//lê os dados da porta serial  switch(dado){  case 1:  digitalWrite(ledPin,HIGH); //liga o pino ledPin

      break;  case 2:  digitalWrite(ledPin,LOW); //desliga o pino ledPin  break;  }  }}

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    Passo 04: Programa Java

     

    Abra o programa NetBeans  7.4 criei um projeto AplicaçãoJava (Arquivo > Novo Projeto > Java > Aplicação Java) e

    vamos chamá-lo de ComunicacaoSerial .

    Renomeie o pacote "comunicacaoserial"   para

    "br.com.embarcados.comunicaoserial"   e depois apague a

    classe ComunicacaoSerial.java que foi gerada.

    Feito isso, adicione um JFrame no pacote

    “br.com.embarcados.comunicaoserial ” (botão direito em cimado pacote > Novo > Form Frame), e chame-o de JFInterface.

     

    Na Paleta de controle deSwing

    (lado direito da tela), cliqueem cima do botão e arraste para dentro do JFInterface. Após

    esse passo altere o nome da variável  jButtom1 para  jBLenOn

    e altere o texto do botão para Ligar. Basta clicar com o botão

    direito em cima do botão e escolher as opções Editar Texto e

    Alterar nome da variável.

    Copie mais 02 botões para o JFInterface e repita o mesmo

    processo renomeando-os para ID: jBLenOff, jBClose e Text:

    Desligar e Sair. 

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    Linux Embarcado  

    maker   Microchip  

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    placa de desenvolvimento  

    python   raspberry pi  

    rtos   sbc  sistemas embarcados  

    software  

    Texas Instruments  

    toradex   verilog  

    vhdl   Yocto

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    Acrescente duas classes no projeto "Arduino.java e

    ControlePorta.java" (botão direito em cima do pacote > Novo

    > Classe Java. 

    No arquivo Arduino.java realizaremos o envio das

    informações para o Arduino e no arquivo ControlePorta.java

    faremos toda a programação para enviar os dados através da

    porta serial.

     

    Adicione o código abaixo no arquivo ControlePorta.java.

     

    1234567891011121314

    1516171819202122232425262728

    293031323334353637383940414243

    44454647484950

    package br.com.embarcados.comunicacaoserial; import gnu.io.CommPortIdentifier;import gnu.io.NoSuchPortException;import gnu.io.SerialPort;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import javax.swing.JOptionPane; public class ControlePorta {  private OutputStream serialOut;  private int taxa;  private String portaCOM; 

    /**  * Construtor da classe ControlePorta  * @param portaCOM - Porta COM que será utilizada para enviar o

    * @param taxa - Taxa de transferência da porta serial geralmen*/

      public ControlePorta(String portaCOM, int taxa) {  this.portaCOM = portaCOM;  this.taxa = taxa;  this.initialize();  } 

    /**  * Médoto que verifica se a comunicação com a porta serial está

    */

      private void initialize() {  try {  //Define uma variável portId do tipo CommPortIdentifier par

    CommPortIdentifier portId = null;  try {  //Tenta verificar se a porta COM informada existe  portId = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(this.portaC  }catch (NoSuchPortException npe) {  //Caso a porta COM não exista será exibido um erro

    JOptionPane.showMessageDialog(null, "Porta COM não encont  "Porta COM", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);  }  //Abre a porta COM

    SerialPort port = (SerialPort) portId.open("Comunicação ser  serialOut = port.getOutputStream();

      port.setSerialPortParams(this.taxa, //taxa de transferênciaSerialPort.DATABITS_8, //taxa de 1SerialPort.STOPBITS_1, //taxa de 1SerialPort.PARITY_NONE); //receber

    }catch (Exception e) {  e.printStackTrace();  }

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    Após adicionar o código acima acontecerá vários erros

    conforme a mensagem abaixo.

     

    Esses erros aconteceram porque não adicionamos o arquivo

    RXTXcomm.jar no nosso projeto. Para adicioná-lo clique com

    o botão direito em cima da pasta Biblioteca e escolha

    Adicionar JAR/Pasta... e informe o diretório onde o arquivo

    RXTXcomm.jar (C:\Program

    Files\Java\jre7\lib\ext\RXTXcomm.jar, caso esteja utilizando

    Windows) ou (/usr/share/java/ RXTXcomm.jar, caso esteja

    utilizando Linux). 

    Limpe e construa o projeto (botão direito em cima do projeto

    ComunicacaoSerial > Limpar e Construir) e os problemas

    serão corrigidos conforme pode-se ver na imagem abaixo.

     

    Agora adicione o código abaixo no arquivo Arduino.java.

     

    5152535455565758596061

    626364656667686970717273747576

    } /**

      * Método que fecha a comunicação com a porta serial  */  public void close() {  try {  serialOut.close();  }catch (IOException e) {  JOptionPane.showMessageDialog(null, "Não foi possível fecha

    "Fechar porta COM", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);

      }  } /**

      * @param opcao - Valor a ser enviado pela porta serial  */  public void enviaDados(int opcao){  try {  serialOut.write(opcao);//escreve o valor na porta serial pa

    } catch (IOException ex) {  JOptionPane.showMessageDialog(null, "Não foi possível env

    "Enviar dados", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);  }  } }

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    Feito isso, falta implementar a ação a ser executada quandoum determinado botão for pressionado.

    Abra o arquivo JFInterface.java, clique com o botão direito

    em cima do botão “Ligar” e acione o método MousedClicked.

    Será criado automaticamente um método dentro da classe

    JFInterface.java conforme a imagem abaixo.

     

    Declare uma variável do tipo Arduino antes do construtor da

    classe JFInterface, conforme a figura abaixo.

     

    1234567891011

    121314151617181920212223242526

    2728293031323334353637

    package br.com.embarcados.comunicacaoserial; import javax.swing.JButton; /** * @author klauder */public class Arduino {  private ControlePorta arduino; /**

      * Construtor da classe Arduino  */  public Arduino(){  arduino = new ControlePorta("COM3",9600);//Windows - porta

    //arduino = new ControlePorta("/dev/ttyUSB0",9600);//Linux} 

    /**  * Envia o comando para a porta serial  * @param button - Botão que é clicado na interface Java  */  public void comunicacaoArduino(JButton button) { 

    if("Ligar".equals(button.getActionCommand())){  arduino.enviaDados(1);  System.out.println(button.getText());//Imprime o nome do bo

    }  else if("Desligar".equals(button.getActionCommand())){  arduino.enviaDados(2);  System.out.println(button.getText());  }  else{  arduino.close();  System.out.println(button.getText());//Imprime o nome do bo

    }  }}

    O EMBARCADOS   CONTEÚDO   EVENTOS   COMUNIDADE  

    OPORTUNIDADES    

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    Dentro do método jBLedOnMouseClicked criado

    anteriormente adicione o códigoconn.comunicacaoArduino(jBLedOn).

     

    Esse comando irá acionar o método comunicacaoArduino(),

    passando o botão clicado, que por sua vez irá enviar o dado

    pela porta serial. 

    Adicione o mesmo evento para o botão “Desligar” e coloque o

    código abaixo:

     

    Adicione o mesmo evento para o botão “Sair” e coloque o

    código abaixo:

     

    Passo 05: Executando o programa

     

    Agora basta apenas conectar o seu Arduino à porta USB do

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    aparecer a Tela, basta apenas clicar no botão "Ligar" para

    ligar, "Desligar" para desligar o Led e “Sair” para encerrar

    aplicação.

     

    Os códigos fontes utilizados na elaboração desse artigo

    estão disponíveis em:

    https://github.com/klauder/ComunicacaoSerial 

    Espero que tenham gostado e até breve.

    Referências

     

    http://jlog.org/rxtx.html

    http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560

    http://arduino.cc/en/reference/serial

     

    Comunicação Serial Java + Arduino por Klauder Dias. Esta

    obra está sob a licença Creative Commons Atribuição-

    CompartilhaIgual 4.0 Internacional.

    Sobre o Autor: Klauder Dias

    Pós-graduando em Gerenciamento de Projetos.

    Graduado em Engenharia de Computação.

    Atualmente trabalha com Analista de

    desenvolvimento. Experiência em integração de

    sistemas (hardware/software) utilizando C++ e Java.

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