Grafico con Arduino e Processing usando un potenziometro

Cosa imparerai

• come leggere un ingresso analogico;
• come inviare dati con Serial.println();
• come leggere la porta seriale da Processing;
• come convertire una stringa seriale in un numero;
• come usare map() per adattare i valori all’altezza del grafico;
• come sostituire il potenziometro con altri sensori analogici.

Come funziona il progetto

In questo progetto Arduino invia al computer i valori del potenziometro, compresi indicativamente tra 0 e 1023. Processing riceve ogni valore terminato da un carattere di nuova riga e lo rappresenta graficamente.

Esempio del grafico realizzato con Arduino e Processing.

Materiale necessario

Software necessario

Oltre all’Arduino IDE serve Processing, usato per leggere la seriale e disegnare il grafico.

Schema del circuito

schema del potenziometro collegato ad Arduino.

Collegamento del potenziometro

Codice Arduino commentato

// ==========================================================
// ARDUINO + PROCESSING
// Invio di un valore analogico via seriale
// ==========================================================

void setup() {

 // Avvia la comunicazione seriale a 9600 baud.
 // Processing dovrà usare la stessa velocità.
 Serial.begin(9600);
}

void loop() {

 // Legge il potenziometro collegato ad A0.
 // Su Arduino Uno il valore è normalmente 0...1023.
 int valore = analogRead(A0);

 // Invia il valore seguito da un carattere di nuova riga.
 // Processing userà '\n' per capire quando una misura è completa.
 Serial.println(valore);

 // Piccola pausa tra una misura e la successiva.
 delay(2);
}

Codice Processing commentato

import processing.serial.*;

// Porta seriale usata per comunicare con Arduino
Serial myPort;

// Posizione orizzontale corrente del grafico
int xPos = 1;

// Valore ricevuto dalla seriale
float inByte = 0;

void setup() {

 // Dimensione della finestra del grafico
 size(400, 300);

 // Mostra nell'area console tutte le porte seriali disponibili.
 // Serve per individuare quella usata da Arduino.
 println(Serial.list());

 // Apre la prima porta dell'elenco a 9600 baud.
 // Se Arduino non è sulla porta [0], modifica l'indice.
 myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600);

 // Genera serialEvent() solo quando arriva '\n'
 myPort.bufferUntil('\n');

 // Sfondo nero iniziale
 background(0);
}

void draw() {

 // Disegna una linea verticale proporzionale
 // al valore ricevuto dalla seriale.
 stroke(127, 34, 255);
 line(xPos, height, xPos, height - inByte);

 // Quando raggiunge il bordo destro,
 // riparte da sinistra e pulisce il grafico.
 if (xPos >= width) {
 xPos = 0;
 background(0);
 }
 else {
 xPos++;
 }
}

void serialEvent(Serial myPort) {

 // Legge una riga completa dalla seriale
 String inString = myPort.readStringUntil('\n');

 if (inString != null) {

 // Elimina spazi e caratteri superflui
 inString = trim(inString);

 // Converte la stringa ricevuta in numero
 inByte = float(inString);

 // Mostra il valore nella console
 println(inByte);

 // Converte 0...1023 nell'altezza
 // disponibile nella finestra del grafico.
 inByte = map(inByte, 0, 1023, 0, height);
 }
}

Come lavorano insieme Arduino e Processing

La scelta della porta seriale

Nel codice Processing apre Serial.list()[0]. Questo funziona solo se Arduino è effettivamente la prima porta dell’elenco.

La riga println(Serial.list()); serve proprio per vedere le porte disponibili. Se Arduino compare, per esempio, come terza voce, dovrai usare Serial.list()[2].

Risultato del progetto

Esempio dell’output grafico visualizzato in Processing.

Usare altri sensori

Il potenziometro è soltanto il modo più semplice per generare un valore analogico variabile. Lo stesso principio può essere utilizzato con molti sensori analogici.

• fotoresistenza LDR;
• sensore di temperatura analogico;
• sensore di pressione;
• sensore di luce;
• joystick;
• sensori di umidità o livello con uscita analogica.

Velocità di aggiornamento

Nello sketch Arduino il tempo tra due misure è controllato da delay(2). Aumentando questo valore il grafico si aggiorna più lentamente; diminuendolo arrivano più campioni in un secondo.

Per applicazioni più evolute è possibile sostituire delay() con una temporizzazione tramite millis() o micros().

Scarica i file originali

⬇️ Processing: arduino_processing.pde

⬇️ Arduino: arduinograficoprocessing.ino

Debug rapido

• controlla che il cursore del potenziometro sia collegato ad A0;
• verifica che Arduino e Processing usino entrambi 9600 baud;
• controlla quale indice di Serial.list() corrisponde ad Arduino;
• chiudi il Monitor Seriale prima di avviare Processing;
• se il grafico rimane fermo, verifica che Arduino stia realmente inviando dati;
• se Processing segnala porta occupata, chiudi eventuali programmi che la stanno usando.

Varianti del progetto

• visualizzare più sensori contemporaneamente;
• disegnare una linea continua invece di barre verticali;
• aggiungere scala e griglia;
• mostrare anche il valore numerico;
• salvare i campioni su file;
• aggiungere pulsanti nell’interfaccia Processing per inviare comandi ad Arduino.

Cosa devi ricordare

Domande frequenti