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REHome Va por buen camino
[TUTORIAL] Arduino Consola y puerto serie



Tutorial Arduino Consola y puerto serie. Interfaz creado con diversos lenguajes como C#, C++ CLR y VB .net bajo Visual Studio Community que puedes controlar el puerto serie a Arduino encendiendo y apagando un Led, manejar el LCD y recibes mensajes hacia el ordenador o PC.



En este apartado mostramos el código fuente en C#, en el PDF se encuentra C#, C++ CLR y VB .net.

Código C#:
Código:
using System;
using System.IO.Ports;
using System.Text;

namespace Arduino_Consola_cs
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Título de la ventana.
            Console.Title = "Arduino Consola C#";

            // Tamaño ventana consola.
            Console.WindowWidth = 55; // X. Ancho.
            Console.WindowHeight = 18; // Y. Alto.

            // Cree un nuevo objeto SerialPort con la configuración predeterminada.
            SerialPort Puerto_serie = new SerialPort("COM4");

            Puerto_serie.BaudRate = 115200;
            Puerto_serie.Parity = Parity.None;
            Puerto_serie.StopBits = StopBits.One;
            Puerto_serie.DataBits = 8;
            Puerto_serie.Handshake = Handshake.None;
            Puerto_serie.RtsEnable = true;

            // Establecer los tiempos de espera de lectura / escritura.
            Puerto_serie.ReadTimeout = 500; // Milisegundos.
            Puerto_serie.WriteTimeout = 500;

            // Detecta cualquier dato recibido.
            Puerto_serie.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(DataReceivedHandler);

            Puerto_serie.Open(); // Abrir puerto.

            ConsoleKey tecla;
            Console.WriteLine("Pulse tecla 1 para encender y 2 para apagar:");

            do
            {
                tecla = Console.ReadKey(true).Key; // Espera pulsación de teclas.

                switch (tecla)
                {
                    case ConsoleKey.D1: // Tecla 1 del teclado estandar.
                    case ConsoleKey.NumPad1: // Tecla 1 del número del pad.
                        byte[] miBuffer1 = Encoding.ASCII.GetBytes("Luz_ON"); // Codificación ASCII y guarda en la variable array tipo byte.
                        Puerto_serie.Write(miBuffer1, 0, miBuffer1.Length); // Envía los datos del buffer todo su contenido.
                        Console.WriteLine("Comando \"Luz_ON\" enviado."); // Muestra en pantalla comandos enviado.
                        break;

                    case ConsoleKey.D2:
                    case ConsoleKey.NumPad2:
                        byte[] miBuffer2 = Encoding.ASCII.GetBytes("Luz_OFF");
                        Puerto_serie.Write(miBuffer2, 0, miBuffer2.Length);
                        Console.WriteLine("Comando \"Luz_OFF\" enviado.");
                        break;

                    default:
                        Console.WriteLine("Tecla el 1, el 2 y Escape para salir.");
                        break;
                }
            } while (tecla != ConsoleKey.Escape); // Pulsa Escape para salir del menú.

            Console.WriteLine("Presione cualquier tecla para terminar...");
            Console.WriteLine();
            Console.ReadKey(); // Espera pulsar una tecla cualquiera.
            Puerto_serie.Close(); // Cierra el puerto serie.
        }

        // Detecta cualquier dato entrante.
        private static void DataReceivedHandler(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            SerialPort sp = (SerialPort)sender;
            string entradaDatos = sp.ReadExisting(); // Almacena los datos recibidos en la variable tipo string.
            Console.WriteLine("Dato recibido desde Arduino: " + entradaDatos); // Muestra en pantalla los datos recibidos.
        }
    }
}
Código C# Avanzado:
Código:
using System;
using System.IO;
using System.IO.Ports;
using System.Text;
using System.Speech.Recognition; // No olvidar. Micro.
using System.Speech.Synthesis; // No olvidar. Altavoz.

namespace Arduino_Consola_Color_Voz_cs
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string COM = "";

            // Título de la ventana.
            Console.Title = "Arduino Consola color y voz C#";

            // Tamaño ventana consola.
            Console.WindowWidth = 55; // X. Ancho.
            Console.WindowHeight = 18; // Y. Alto.

            SerialPort Puerto_serie;

            // Crear un nuevo objeto SerialPort con la configuración predeterminada.
            Puerto_serie = new SerialPort();

            // Configuración.
            Console.Write(@"
Introduzca un número para seleccionar puerto COM.
Por ejemplo el 4, sería COM4.

Puerto: ");
            COM = Console.ReadLine(); // Escribir el número del puerto.
            Console.Clear();

            Puerto_serie.PortName = "COM" + COM; // Número del puerto serie.


            Puerto_serie.BaudRate = 115200; // Baudios.
            Puerto_serie.Parity = Parity.None; // Paridad.
            Puerto_serie.DataBits = 8; // Bits de datos.
            Puerto_serie.StopBits = StopBits.Two; // Bits de parada.
            Puerto_serie.Handshake = Handshake.None; // Control de flujo.

            // Establecer la lectura / escritura de los tiempos de espera.
            Puerto_serie.ReadTimeout = 500;
            Puerto_serie.WriteTimeout = 500;

            try
            {
                Puerto_serie.Open(); // Abrir el puerto serie.
            }

            catch (IOException)
            {
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red; // Texto en rojo.
                Console.CursorVisible = false;
                Console.SetCursorPosition(16, 6);
                Console.WriteLine(@"El puerto " + Puerto_serie.PortName + @" no existe
                o no lo encuentra.");
                Console.ReadKey();   // Pulse cualquier tecla.
                Environment.Exit(1); // Salir de la aplicación.
            }



            // Detecta cualquier dato recibido.
            Puerto_serie.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(DataReceivedHandler);

            ConsoleKey tecla;
            Console.WriteLine("Pulse tecla 1 para encender, 2 para apagar y \n" +
                "Escape para salir. \n" +
                "--------------------------------------------------------------\n");

            do
            {
                tecla = Console.ReadKey(true).Key; // Espera pulsación de teclas.
                                                   // Inicializar una nueva instancia de SpeechSynthesizer.
                using (SpeechSynthesizer altavoz = new SpeechSynthesizer())
                {
                    // Configure la salida de audio.
                    altavoz.SetOutputToDefaultAudioDevice();

                    // Velocidad de la voz.
                    altavoz.Rate = -2; // Valores entre -10 a 10.

                    // Volumen de la voz.
                    altavoz.Volume = 100; // Valores entre 0 y 100.

                    switch (tecla)
                    {
                        case ConsoleKey.D1: // Tecla 1 del teclado estandar.
                        case ConsoleKey.NumPad1: // Tecla 1 del número del pad.
                            byte[] miBuffer1 = Encoding.ASCII.GetBytes("Luz_ON"); // Codificación ASCII y guarda en la variable array tipo byte.
                            Puerto_serie.Write(miBuffer1, 0, miBuffer1.Length); // Envía los datos del buffer todo su contenido.
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            Console.Write("Comando"); // Muestra en pantalla comandos enviado.
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
                            Console.Write(" \"Luz_ON\" ");
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            Console.WriteLine("enviado.");
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            altavoz.Speak("Luz encendida.");
                            break;

                        case ConsoleKey.D2:
                        case ConsoleKey.NumPad2:
                            byte[] miBuffer2 = Encoding.ASCII.GetBytes("Luz_OFF");
                            Puerto_serie.Write(miBuffer2, 0, miBuffer2.Length);
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            Console.Write("Comando"); // Muestra en pantalla comandos enviado.
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
                            Console.Write(" \"Luz_OFF\" ");
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            Console.WriteLine("enviado.");
                            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
                            altavoz.Speak("Luz apagada.");
                            break;

                        case ConsoleKey.Escape:
                            Console.WriteLine("Saliendo...");
                            altavoz.Speak("Saliendo.");
                            break;

                        default:
                            Console.WriteLine("Tecla el 1, el 2 y Escape para salir.");                          
                            break;
                    }
                }
            } while (tecla != ConsoleKey.Escape); // Pulsa Escape para salir del menú.

            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Yellow;

            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("╔═════════════════════════════════════════════════════╗");
            Console.WriteLine("║ Electrónica PIC                 metaconta@gmail.com ║");
            Console.WriteLine("║                                                     ║");
            Console.WriteLine("║               Ángel Acaymo M. G.                    ║");
            Console.WriteLine("╚═════════════════════════════════════════════════════╝");
            Console.WriteLine();

            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Cyan;
            Console.WriteLine("Pulse cualquier tecla para salir...");
            Console.WriteLine();
            Console.ReadKey(); // Espera pulsar una tecla cualquiera.
            Puerto_serie.Close(); // Cierra el puerto serie.
        }

        // Detecta cualquier dato entrante.
        private static void DataReceivedHandler(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            SerialPort sp = (SerialPort)sender;
            string entradaDatos = sp.ReadExisting(); // Almacena los datos recibidos en la variable tipo string.
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
            Console.Write("Dato recibido desde Arduino: "); // Muestra en pantalla los datos recibidos.
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
            Console.WriteLine(entradaDatos + "\n");
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Gray;
        }

        // Maneje el evento SpeechRecognized.
        static void recognizer_SpeechRecognized(object sender, SpeechRecognizedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("Texto reconocido: " + e.Result.Text);

            string palabras = e.Result.Text;
        }
    }
}


Código de Arduino:
Código:
// ----- Electrónica PIC -----
//
// Ejercicio 2.
//
// Encendido y apagado del Led 13 mediante puerto serie con pantalla.
// Es lo mismo que el Ejercicoi 1, pero usando el LCD Keypad Shield.

#include

// Inicializa la librería con sus pines indicados.
// RS, RW, Enable, D4, D5, D6, D7.
LiquidCrystal lcd(8, NULL, 9, 4, 5, 6, 7);
// LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

// Pin 10 para saber que es luz de fondo.
const byte LuzFondo = 10;

const byte Led = 13;   // Declaramos la variable pin del Led.
char caracter;
String comando;

void setup()
{
  pinMode(Led, OUTPUT);  // Inicializa el pin del LED como salida:
  Serial.begin(115200);     // Puerto serie 115200 baudios.
  lcd.begin(16, 2);         // Formato de pantalla.
  lcd.clear();      // Borra la pantalla y su posición superior izquierda.
  lcd.print("    Arduino     ");
  delay(1000);
}

void loop()
{
  /*
    Voy leyendo carácter a carácter lo que se recibe por el canal serie
    (mientras llegue algún dato allí), y los voy concatenando uno tras otro
    en una cadena. En la práctica, si usamos el "Serial monitor" el bucle while
    acabará cuando pulsamos Enter. El delay es conveniente para no saturar el
    canal serie y que la concatenación se haga de forma ordenada.
  */
  while (Serial.available() > 0)
  {
    caracter = Serial.read();
    comando.concat(caracter);
    delay(10);
  }

  /*
    Una vez ya tengo la cadena "acabada", compruebo su valor y hago que
    la placa Arduino reacciones según sea este. Aquí podríamos hacer lo
    que quisiéramos: si el comando es "tal", enciende un Led, si es cual,
    mueve un motor... y así.
  */

  // Si los carácteres es recibido y verdadero.
  if (comando.equals("Luz_ON") == true)
  {
    digitalWrite(Led, HIGH); // Enciende el Led 13.
    Serial.write("ON - Led encendido.");    // Envía este mensaje al PC.
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Luz ON.         "); // Mostrar en el LCD.
  }


  if (comando.equals("Luz_OFF") == true)
  {
    digitalWrite(Led, LOW); // Apaga el Led 13.
    Serial.write("OFF - Led apagado. ");  // Envía este mensaje al PC.
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Luz OFF.        "); // Mostrar en el LCD.
  }

  // Limpiamos la cadena para volver a recibir el siguiente comando.
  comando = "";
}


Ver vídeo.
https://www.youtube.com/watch?v=erQygRNAPWc

Ver visor.

Ver PDF.

Un cordial saludo.
__________________
http://electronica-pic.blogspot.com....n-arduino.html Manuales de electrónica general, PIC y Arduino.

Última edición por Casimiro Notevi fecha: 15-08-2017 a las 16:53:30.
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  #2  
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  #3  
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tsk tsk is offline
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tsk Va por buen camino
Que tal REHome, sólo unos comentarios con respecto al código del Arduino. Ya que como es mi primer post todavía no puedo poner imágenes, por lo cual lo anexo como PDF.

El objetivo es que los lectores tomen conciencia de lo que pueden ocasionar nuestras decisiones de diseño, como la que muestras dentro de la función loop.

Código:
while (Serial.available() > 0)
  {
    caracter = Serial.read();
    comando.concat(caracter);
    delay(10);
  }
Y a partir de ello plantear opciones que nos permitan acercarnos a un mejor diseño.

Aunque sólo sea para enseñar, en mi opinión siempre hay que mostrar las consecuencias, porque si no lo hacemos, corremos el riesgo de diseminar malas prácticas de diseño entre los que nos leen, ya que por lo general somos lo suficientemente perezosos para superar el famoso copiar/pegar al que nos hemos ido acostumbrando.

Saludos cordiales.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: pdf Code.pdf (85,0 KB, 3 visitas)
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  #4  
Antiguo 07-01-2018
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Empezado por tsk Ver Mensaje
Que tal
Puedes escribir todo aquí mismo, y poner las imágenes también de varios modos, ejemplo: ww.loquesea.imagen1.jpg
Y luego algún moderador añadirá la w que falta.
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  #5  
Antiguo 09-01-2018
tsk tsk is offline
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tsk Va por buen camino
Gracias por el tip, incluso agregué al final dos vídeos. Saludos
---------------------------------------------------------------------

Hay que tener en cuenta que estas trabajando con el puerto serie a 115200bps

Código:
    Serial.begin(115200);
El significado de esto es que el tiempo de bit será de aproximadamente 8.7us. Si consideramos que el formato es de un bit de inicio, 8 bits de datos más un bit de paro, tendremos un caracter en el buffer del UART del Microcontrolador cada 87us.

Luz_ON equivale a 5.22ms y Luz_OFF a 6.09ms

Código:
    while (Serial.available() > 0)
    {
        caracter = Serial.read();
        comando.concat(caracter);
        delay(10);
    }
Con ese while está bloqueando el sistema hasta que todo el comando sea recibido. No existe absolutamente ningún indicio de cuando tengo un comando válido, además de considerar que todos somos buenos chicos que nunca vamos a enviar datos de forma continua que llene la memoria RAM y/o que pueda ocasionar perdida de datos y que el sistema quede bloqueado hasta que me decida a parar mi ataque DoS ya que la única esperanza para salir de ese bloque es que pare de transmitir.

Luego llegamos a ese delay de 10ms. A pesar de poder recibir un caracter cada 87us tenemos que esperar un total de 60 a 70 ms para recibir toda la cadena que compone un comando. Esto también puede ocasionar perdida de datos y además podemos ocasionar un OverRun en el Hardware U(S)ART.

Reproduje tu código para mostrar a lo que me refiero



Envío 1024 bytes más "\\r\\n" de los cauales se pierden 954 bytes

En cambio, si lo hacemos con

Código:
  if(Serial.available()>0)
  {
    caracter = Serial.read();
    if(caracter == '\n')
    {
      Serial.println(comando.length());
      Serial.println(comando);
      comando = "";
    } else {
      comando.concat(caracter);
    }
  }
[/IMG]

Otro aspecto, envuelve el uso de la función loop. Si metes todo en esa función y si tienes retardos considerables, aun con el código que muestro arriba vas a tener algunos problemas de perdida de datos. Podríamos pensar en usar la función serialEvent, pero no todo es lo que parece. Esta función se llama después de llamar la función loop, así que cualquier retardo dentro de la función loop va a impactar el momento exacto en el que podemos procesar los datos entrantes.

Arduino, internamente maneja una interrupción en la recepción que manda cada caracter recibido a un buffer de 63 bytes, la solución sería definir nosotros esa interrupción, pero si no nos queremos salir de las funciones que arduino nos provee, entonces debemos aprender a trabajar con lo que nos ofrece.

Por lo pronto si en estos momentos le agregara un retardo de 500ms para hacer parpadear un led, enfrentaríamos los mismos problemas de posible perdidas de datos.

Código:
    const uint8_t Led=13;
    String comando;
    boolean stringComplete = false;

    void setup() {
        // put your setup code here, to run once:

        pinMode(Led, OUTPUT);
        Serial.begin(115200);
    }

    void loop() {
      // put your main code here, to run repeatedly:
        digitalWrite(Led,!digitalRead(Led));
        delay(500);
        if(stringComplete)
        {
            Serial.println(comando.length());
            Serial.println(comando);
            comando = "";
            stringComplete = false;
        }
    }

    void serialEvent(){
        while(Serial.available())
        {
            char c = Serial.read();
            comando.concat(c);
            if(c == '\n'){
                stringComplete = true;
            }
        }
    }
Incluso podemos terminar con un sistema que no responde en periodos más largos de los 500ms, previstos, cuando usamos cadenas largas.



En esta última imagen se percibe que hay perdida de datos ya que los últimos debería de recibir los 1026 bytes, pero las perdidas pueden ser variables, además de que el U(S)ART deja de responder si el tamaño de la cadena que le llega es mayor a los 63 bytes del buffer de recepción. De este estado sale cuando introducimos una cadena que sea menor a 63 bytes, pero nos enfrentamos a la penosa perdida de datos.

Aunque todo no esta perdido, ya que podemos hacer uso de la función micros de la siguiente forma para poder tener nuestro retardo de 500ms (aproximadamente)

Código:
    const uint8_t Led=13;
    String comando;
    boolean stringComplete = false;
    unsigned long c_time = 0;
    unsigned long t_delay = 500000;
    void setup() {
        // put your setup code here, to run once:

        pinMode(Led, OUTPUT);
        Serial.begin(115200);
        c_time = micros();
    }

    void loop() {
        // put your main code here, to run repeatedly:
        if(micros() - c_time >= t_delay)
        {
            digitalWrite(Led,!digitalRead(Led));
            c_time = micros();
        }
        if(stringComplete)
        {
            Serial.println(comando.length());
            Serial.println(comando);
            comando = "";
            stringComplete = false;
        }
    }

    void serialEvent(){
        while(Serial.available())
        {
            char c = Serial.read();
            comando.concat(c);
            if(c == '\n'){
                stringComplete = true;
            }
        }
    }


No soluciona todo ya que ahora nos enfrentamos al overflow de la variable que almacena los micro segundos que han pasado desde que el Arduino fue encendido, pero el código de arriba no bloquea el funcionamiento de otras secciones del sistema.

A partir de esto ya se pude vislumbrar una mejor forma de desarrollar un sistema embebido que sea más confiable ya que tomamos conciencia de lo que puede ocasionar nuestras decisiones de diseño.

Anexo dos vídeos donde se puede percibir de forma clara el problema que se ocasiona. Para las pruebas estoy enviando 40000 bytes al inicio con 0 ms entre byte y después 1 ms entre byte. En el primer vídeo vemos como el parpadeo del led se detiene mientras espera a que termine de enviar los datos y además se puede apreciar perdida de datos.



En este segundo vídeo, la perdida de datos es debida a que no existe más RAM, pero no bloquea el parpadeo del led, así que ya tenemos la ventaja que el sistema no se va a bloquear mientras espera que todos los datos sean recibidos.



Cabe aclarar que siempre hay mejores formas, pero con esto ya podemos ir un paso adelante.

Última edición por Casimiro Notevi fecha: 09-01-2018 a las 10:11:21.
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