Plotter seriale Adruino: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

La funzione Arduino Serial Plotter è stata aggiunta all'IDE Arduino, permettendoti di rappresentare graficamente in modo nativo i dati seriali dal tuo Arduino al tuo computer in tempo reale. Se sei stanco di vedere i dati di input del sensore analogico del tuo Arduino riversarsi sullo schermo come Matrix, questo sembra un modo più carino per visualizzare cosa sta succedendo. Un plotter seriale è uno strumento offline che consente anche a te di visualizzare i dati e risolvere i problemi del tuo codice offline senza dover utilizzare servizi di terze parti come Processing o Plotly. Poiché non esiste una documentazione ufficiale sul sito Web di Arduino riguardo all'uso e alla funzionalità del plotter seriale, ho deciso di documentarne gli usi e le caratteristiche.

Caratteristiche

• Rappresentazione di grafici multipli
• disconnesso
• Ridimensionamento automatico del grafico
• Supporta grafici a valore negativo
• Scorrimento automatico lungo l'asse X
• Colori diversi per ogni variabile

Applicazioni

• Visualizzazione dati offline
• Risoluzione dei problemi del codice
• Analisi della forma d'onda

Parti richieste

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Passaggio 1: tracciare un grafico

Ora che hai installato l'ultima versione dell'IDE Arduino (1.6.7 o superiore) è tempo di capire come funziona effettivamente il plotter seriale. Il plotter seriale Arduino prende i valori dei dati seriali in entrata tramite la connessione USB ed è in grado di rappresentare graficamente i dati lungo l'asse X/Y, oltre a vedere i numeri che vengono sputati sul monitor seriale. L'asse Y verticale si regola automaticamente quando il valore dell'output aumenta o diminuisce, e l'asse X è un asse fisso a 500 punti con ogni tick dell'asse uguale a un comando Serial.println() eseguito. In altre parole il grafico viene aggiornato lungo l'asse X ogni volta che Serial.println() viene aggiornato con un nuovo valore.

Ricordarsi di impostare il Baud Rate del Serial Plotter in modo che corrisponda a quello del codice.

Trame multiple

Quando si visualizzano più forme d'onda, ogni variabile/valore/parametro separato viene visualizzato utilizzando un colore diverso come mostrato di seguito.

Per tracciare più variabili o forme d'onda contemporaneamente, viene stampato uno 'spazio' tra le due istruzioni di stampa.

Serial.print(temperatura);

Serial.print(" "); Serial.println(umidità);

O

Serial.print(temperatura);

Serial.print("\t"); Serial.println(umidità);

In questo caso i valori delle variabili "temperatura e umidità" avranno forme d'onda separate tracciate contemporaneamente sullo stesso grafico.

Passaggio 2: visualizzazione dati offline

Ho usato il monitor seriale Arduino nel mio sistema di irrigazione automatica delle piante per visualizzare e tracciare i dati del sensore di umidità.

Lo scopo principale di avere il plotter seriale è che non hai bisogno di essere connesso a Internet per visualizzare i dati da un sensore o il tuo progetto. E quindi, ai fini della visualizzazione dei dati, il plotter seriale eccelle nel suo lavoro.

Che si tratti di un'onda singola o di un grafico a trama multipla, il plotter seriale si ridimensiona automaticamente e codifica a colori ogni onda. Per testare la funzione Data Visualization è possibile seguire i seguenti passaggi:

1. Collega un paio di sensori al tuo Arduino

2. Stampa i valori dei sensori e carica il codice.

3. Apri il plotter seriale.

Ho utilizzato il Serial Plotter nella mia Tweeting Weather Station per visualizzare la lettura dei vari sensori sulla Weather Station. Le forme d'onda sopra mostrano il grafico delle letture di temperatura (26°C) e umidità (65% UR) del sensore SL-HS-220.

Passaggio 3: risoluzione dei problemi

Uno dei migliori usi del plotter seriale è quello di risolvere il codice e il circuito. Collegamenti difettosi o logica di codifica errata possono talvolta restituire un'uscita indesiderata. In questi casi in cui ci sono troppe righe di codice o troppi fili per eseguire il debug, il plotter seriale può mostrare l'esatto punto di errore.

Con l'aiuto del Serial Plotter è possibile verificare se una lettura dei sensori è errata o anche se il sensore non è collegato correttamente all'Arduino. Il plotter seriale aiuterà anche a eseguire il debug del codice visualizzando i valori di varie istruzioni e variabili condizionali o persino gli stati dei pin di Arduino.

Un buon esempio potrebbe essere la risoluzione dei problemi di un robot per evitare gli ostacoli. In questo esempio la forma d'onda blu rappresenta il sensore a ultrasuoni e le forme d'onda gialla e rossa rappresentano i motori sinistro e destro. Quando la distanza tra l'ostacolo e il robot diminuisce, la forma d'onda blu diminuisce. Ad un valore di soglia (distanza minima) di 10, il robot gira a destra quindi i due motori hanno valori diversi;Right=50, Left=100. Puoi vedere la forma d'onda rossa diminuire e la forma d'onda gialla che rimane a velocità costante che rappresenta la svolta a destra.

Risolvere il problema se un filo non era collegato correttamente o se un componente non funzionava correttamente o se la logica di codifica non era corretta ti sarebbe costato molto tempo. Ma con l'aiuto del plotter seriale la quantità di tempo necessaria per risolvere il problema può essere notevolmente ridotta analizzando le forme d'onda.

Passaggio 4: generazione e analisi delle funzioni

Con un senso di programmazione di base e un paio di righe di codice, Arduino è in grado di agire come un generatore di funzioni. Arduino è in grado di produrre forme d'onda quadrate, triangolari, sinusoidali e a dente di sega. Nelle versioni precedenti dell'IDE Arduino si potevano solo osservare i valori del tipo di forma d'onda prodotta nel Serial Monitor senza alcuna visualizzazione. Sarebbe dispendioso in termini di tempo analizzare l'output esclusivamente sulla base di valori numerici; e questo è il luogo in cui il plotter seriale torna utile; nella visualizzazione delle forme d'onda prodotte.

Generatore di funzioni.ino

Passaggio 5: miglioramenti futuri e aggiunte

L'IDE Arduino ha a lungo avuto bisogno dell'aggiunta del plotter seriale. Ha aumentato le funzionalità dell'IDE Arduino ma manca ancora di alcune funzionalità:

• Attiva/disattiva scorrimento automatico
• Utilizzo simultaneo di Serial Plotter e Serial Monitor.
• Scala dell'asse X/scala temporale richiesta.

Poiché queste funzionalità vengono aggiunte all'IDE di Arduino, continuerò ad apportare modifiche e ad aggiungere nuovi passaggi a questo Instructable.