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Faire varier la luminosité d'une LED à l'aide d'un slider (contrôle graphique réglable) depuis une interfcace Processing

Par X. HINAULT - Page créée le : 5/2/2011.

1.  Présentation

Ce programme fait varier l'intensité d'une LED à partir d'une valeur reçue sur le port Série comprise entre 0 et 255. La valeur pourra être reçue depuis le Terminal Série ou d'un contrôle réglable (slider) depuis une interface Processing.

Ce programme utilise les fonctionnalités suivantes :

  • Utilise la connexion série vers le PC

Ressources utiles associées à ce programme :

  • La librairie Serial - pour les communications séries entre la carte Arduino et l'ordinateur ou d'autres composants

2.  Matériel Nécessaire

2.1  L'espace de développement Arduino

  • ... pour éditer, compiler le programme et programmer la carte Arduino.

2.2  Le matériel suivant pour réaliser le montage associé

  • une plaque d'essai pour montage sans soudures,
  • des straps,
  • une LED rouge 5mm,
  • une résistance 1/4w de 200 Ohms environ,

3.  Instructions de montage

  • La connexion série vers le PC utilise les broches 0 et 1 (via le câble USB)
  • Broche 3 : Une LED et sa résistance en série connectée au 0V

4.  Le schéma théorique du montage

Le schéma théorique du montage (cliquer pour agrandir)

5.  Le circuit du montage

Le schéma du montage à réaliser (cliquer pour agrandir)

6.  Explication du programme

  • Ce programme va "écouter" le port et lire la valeur numérique entière reçue.
  • Une impulsion PWM sera appliquée sur la broche 3 où est connectée la LED, à l'aide de l'impulsion analogWrite().
  • Ce programme utilise une fonction dédiée pour la réception de la valeur entière sur le port série.
  • Pour plus de détails, voir les commentaires du programme.

7.  Mise en oeuvre du programme

7.1  Préparation du montage et programmation de la carte Arduino :

  • Commencer par réaliser le montage indiqué sur plaque d'expérimentation
  • Ensuite, programmer la carte Arduino avec ce programme (en bas de page) selon la procédure habituelle

7.2  Fonctionnement

  • Lancer le programme Processing ci-dessous et faire varier le Slider : la luminosité de la LED varie en conséquence.

8.  Le programme complet en langage Arduino

A copier/coller directement dans l'éditeur Arduino

// --- Programme Arduino ---
// Trame de code générée par le générateur de code Arduino
// du site www.mon-club-elec.fr

// Auteur du Programme : X. HINAULT - Tous droits réservés
// Programme écrit le : 5/2/2011.

// ------- Licence du code de ce programme -----
//  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
//  it under the terms of the GNU General Public License as published by
//  the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
//  or any later version.
//  This program is distributed in the hope that it will be useful,
//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
//  GNU General Public License for more details.
//  You should have received a copy of the GNU General Public License
//  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.

// ////////////////////  PRESENTATION DU PROGRAMME ////////////////////

// -------- Que fait ce programme ? ---------
 /* Ce programme fait varier l'intensité d'une LED à partir
 d'une valeur reçue sur le port Série comprise entre 0 et 255.  
 La valeur pourra être reçue depuis le Terminal Série
 ou d'un contrôle réglable (slider) depuis une interface Processing.  */


// --- Fonctionnalités utilisées ---

// Utilise la connexion série vers le PC

// -------- Circuit à réaliser ---------

// La connexion série vers le PC utilise les broches 0 et 1 (via le câble USB)

// Broche 3 : Une LED et sa résistance en série connectée au 0V

// /////////////////////////////// 1. Entête déclarative ///////////////////////
// A ce niveau sont déclarées les librairies incluses, les constantes, les variables, les objets utiles...

// --- Déclaration des constantes ---

// --- Inclusion des librairies ---

// --- Déclaration des constantes utiles ---

// --- Déclaration des constantes des broches E/S numériques ---

const int LED=3; // Constante pour la broche 3

// --- Déclaration des constantes des broches analogiques ---


// --- Déclaration des variables globales ---

 int octetReception=0; // variable de stockage des valeurs reçues sur le port Série
 long nombreReception=0; // variable de stockage du nombre  reçu sur le port Série
 long nombreReception0=0; // variable de stockage du dernier nombre  reçu sur le port Série
 String chaineReception=""; // déclare un objet String vide pour reception chaine


// --- Déclaration des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées ---


// ////////////////////////// 2. FONCTION SETUP = Code d'initialisation //////////////////////////
// La fonction setup() est exécutée en premier et 1 seule fois, au démarrage du programme

void setup()   { // debut de la fonction setup()

// --- ici instructions à exécuter 1 seule fois au démarrage du programme ---

// ------- Initialisation fonctionnalités utilisées -------  

Serial.begin(115200); // initialise connexion série à 115200 bauds
// IMPORTANT : régler le terminal côté PC avec la même valeur de transmission


// ------- Broches en sorties numériques -------  
 pinMode (LED,OUTPUT); // Broche LED configurée en sortie

// ------- Broches en entrées numériques -------  

// ------- Activation si besoin du rappel au + (pullup) des broches en entrées numériques -------  

// ------- Initialisation des variables utilisées -------  

//----- test LED ----
digitalWrite(LED,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(LED,LOW);

} // fin de la fonction setup()
// ********************************************************************************

////////////////////////////////// 3. FONCTION LOOP = Boucle sans fin = coeur du programme //////////////////
// la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

void loop(){ // debut de la fonction loop()


// --- ici instructions à exécuter par le programme principal ---


//--- réception valeur sur port Série par fonction dédiée ---

        if (Serial.available()==true)nombreReception=recevoirNombre(); // appel de la fonction recevoirNombre

        if (nombreReception!=nombreReception0) { // si un nombre a été saisi

          nombreReception=constrain(nombreReception,0,255); // oblige valeur entre 0 et 255

          //--- renvoie la valeur reçue sur le port Série - debug
          Serial.print("Arduino a recu : ");
          Serial.println(nombreReception);

          analogWrite(LED, nombreReception); // impulsion PWM sur la broche
          nombreReception0=nombreReception; // mémorise le sernier nombre saisi

        }


} // fin de la fonction loop() - le programme recommence au début de la fonction loop sans fin
// ********************************************************************************


// ////////////////////////// FONCTIONS DE GESTION DES INTERRUPTIONS ////////////////////


// ////////////////////////// AUTRES FONCTIONS DU PROGRAMME ////////////////////

//---- fonction de réception valeur entière sur le port série ---

long recevoirNombre() { // fonction de reception d'un nombre sur le port série

        int octetRecu=0; // variable pour octet recu
        int compt=0; // variable locale comptage caractères reçus
        boolean signe=true; // variable locale signe nombre recu
        long nombreRecu=0; // variable locale nombre recu

        while (Serial.available()>0) { // tant qu'un octet en réception

                octetRecu=Serial.read(); // Lit le 1er octet reçu et le met dans la variable

                if (octetReception==10) { // si Octet reçu est le saut de ligne
                        break; // sort de la boucle while
                }
                else { // si le caractère reçu n'est pas un saut de ligne

                        if ((octetRecu=='-') && (compt==0))signe=false; // si Octet reçu est le - et si c'est le 1er caractère reçu - signe négatif
                        compt=compt+1; // incrémente compt

                        octetRecu=octetRecu-48; // transfo valeur ASCII en valeur décimale

                        // calcul du nombre à partir des valeurs reçues

                        if ((octetRecu>=0)&&(octetRecu<=9)) nombreRecu = (nombreRecu*10)+octetRecu;

                } // fin else if

                delay(1); // pause pour laisser le temps à la fonction available de recevoir octet suivant

        } // fin tant que octet réception

        //----- une fois que le saut de ligne est reçu, on sort du While et on se positionne ici

        if (signe==false) nombreRecu=nombreRecu*(-1); // prise en compte signe négatif

        return(nombreRecu); // renvoie le nombre calculé - type long

} // fin fonction recevoirNombre


// ////////////////////////// Fin du programme ////////////////////

 

9.  Le programme Processing

9.1  Description

  • La variation d'un slider (contrôle graphique réglable) provoque l'envoi d'une valeur entière comprise entre 0 et 255 sur le port série, permettant de faire varier la luminosité de la LED en conséquence.

9.2  Ressources utilisées

  • Le programme utilise la librairie d'interface GUI controlP5

9.3  Le programme complet en langage Processing

A copier/coller directement dans l'éditeur Processing


// Programme processing
// généré avec le générateur de code Processing
// www.mon-club-elec.fr
// par X. HINAULT - Février 2011 - tous droits réservés

/////////////// Description du programme ////////////
// Utilise le port Serie
// Utilise la librairie GUI controlP5
// Utilise un/des réglage(s) linéaire(s) (Slider)

/*
Ce programme envoie sur le port série une valeur comprise entre 0 et 255 réglée à partir d'un slider graphique ce qui permet de générer en direct une impulsion PWM de largeur voulue sur la carte Arduino.
*/


// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ENTETE DECLARATIVE XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

// inclusion des librairies utilisées

import processing.serial.*; // importe la librairie série processing

import controlP5.*; // importe la librairie GUI controlP5
// cette librairie doit être présente dans le répertoire /libraries du répertoire Processing
// voir ici : http://www.sojamo.de/libraries/controlP5/

// déclaration objets

// --- port Série ---
Serial  myPort; // Création objet désignant le port série

ControlP5 controlP5; // déclare un objet principal de la librairie GUI controlP5

Slider s1; // déclare un/ des objet Slider

// déclaration variables globales

//------ déclaration des variables de couleur utiles ----
int jaune=color(255,255,0);
int vert=color(0,255,0);
int rouge=color(255,0,0);
int bleu=color(0,0,255);
int noir=color(0,0,0);
int blanc=color(255,255,255);
int bleuclair=color(0,255,255);
int violet=color(255,0,255);


// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX  Fonction SETUP XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

void setup(){ // fonction d'initialisation exécutée 1 fois au démarrage

        // ---- initialisation paramètres graphiques utilisés
        colorMode(RGB, 255,255,255); // fixe format couleur R G B pour fill, stroke, etc...
        fill(0,0,255); // couleur remplissage RGB
        stroke (0,0,0); // couleur pourtour RGB
        rectMode(CORNER); // origine rectangle : CORNER = coin sup gauche | CENTER : centre
        imageMode(CORNER); // origine image : CORNER = coin sup gauche | CENTER : centre
        //strokeWeight(0); // largeur pourtour
        frameRate(15);// Images par seconde

        // --- initialisation fenêtre de base ---
        size(400, 150); // ouvre une fenêtre xpixels  x ypixels
        background(0,0,0); // couleur fond fenetre

// --- initialisation des objets et fonctionnalités utilisées ---

        //------------- initialisation port série ----
        println(Serial.list()); // affiche dans la console la liste des ports séries
        // Vérifier que le numéro du port série utilisé est le meme que celui utilisé avec  Serial.list()[index]
        myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 115200); // Initialise une nouvelle instance du port Série
        //myPort = new Serial(this, "/dev/ttyUSB0", 115200); // Initialise une nouvelle instance du port Série
        myPort.bufferUntil('\n'); // attendre arrivée d'un saut de ligne pour générer évènement série

        //======== Initialisation Objets GUI ControlP5 =========

        controlP5 = new ControlP5(this); // initialise l'objet principal de la librairie GUI controlP5

        // typeObjet nomObjet=controlP5.addObjet(paramètres); // pour info : déclaration / initialisation possible en 1 ligne
        // Textfield field = controlP5.addTextfield("myWindowTextfield",70,130,100,20); // exemple

        //======== Initialisation Objets Sliders =========

        // addSlider(theName, theMin, theMax, theDefaultValue, theX, theY, theW, theH)
        s1=controlP5.addSlider("sliderPWM",0,255,127,20,50,360,30); // ajoute un Slider au ControlP5

        // méthodes propres à l'objet Slider
        s1.setNumberOfTickMarks(256); // fixe le nombre crans - n+1 pour n valeurs
        //s1.setNumberOfTickMarks((int(s1.max())+1); // fixe le nombre crans - n+1 pour n valeurs
        s1.showTickMarks(false); // affichage des repères
        s1.setSliderMode(Slider.FIX); // fonctionnement du slider FLEXIBLE ou FIX

        // méthodes communes à tous les controles (objet Controller)
        //s1.setLabelVisible(false); // affichage des labels
        //s1.setLabel("Slider PWM"); // fixe label objet
        s1.setDecimalPrecision(0); // fixe la précision
        s1.setColorActive(color(255,0,255)); // fixe la couleur active
        s1.setColorBackground(color(255,255,0)); // fixe couleur fond  
        s1.setColorForeground(color(255,0,0)); // fixe couleur avant
        //s1.setArrayValue(new float[] {100,255} ); // fixe les valeurs min/max du Slider ?
        s1.setColorCaptionLabel(color(0,0,0)); // fixe couleur Label
        s1.setColorValueLabel(color(0,0,255)); // fixe la couleur valeur



} // fin fonction Setup

// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Fonction Draw XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

void  draw() { // fonction exécutée en boucle

  // tout se passe dans la fonction évènement du Slider

} // fin de la fonction draw()

// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Autres Fonctions XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

        //------------- Fonction de gestion des évènements série ----
         void serialEvent (Serial myPort) { // fonction appelée lors de la survenue d'un évènement série

        // ******** Gestion de la valeur reçue sur le port série : **********

        String inString = myPort.readStringUntil('\n'); // chaine stockant la chaîne reçue sur le port Série
        // saut de ligne en marque de fin

        if (inString != null) { // si la chaine recue n'est pas vide

                // affichage de la chaine envoyée par la carte Arduino
                print (inString); // affichage brut de la chaine recue


        } // fin condition chaine recue pas vide


} // fin de la fonction de gestion des évènements Série

// Gestion des évènements des objets GUI controlP5 ----


// ------ gestion évènement Slider ------
void sliderPWM(float valeur) { // fonction évènement Slider de meme nom - reçoit la valeur

      println("Evènement Slider PWM avec valeur = "+valeur); // message console Processing - debug

      myPort.write(str(int(valeur))+"\n"); // envoie la chaine suivi saut ligne sur le port Série
      // noter la double conversion du float en int et du int en chaine texte

      delay(10); // entre 2 prises en compte
}


//XXXXXXXXXXXXXXXXXX Fin du programme XXXXXXXXXXXXXXXXX