MicroPython → Mini projekti → py5 → micro:bit i py5 komunikacija

micro:bit → py5 komunikacija preko serijskog porta

Do sada smo koristili:

• micro:bit za očitavanje senzora
• serial komunikaciju za slanje podataka
• Processing Python Mode za prikaz grafike

Sada ćemo isto uraditi koristeći py5.

Na taj način dobijamo:

• moderni Python 3
• podršku za pyserial
• lakše korišćenje dodatnih biblioteka
• savremenije razvojno okruženje

Kako izgleda tok podataka?

U ovom projektu podaci putuju ovim redosledom:

micro:bit
    ↓
UART
    ↓
USB kabl
    ↓
COM port
    ↓
pyserial
    ↓
py5
    ↓
grafika na ekranu

Dakle:

• micro:bit šalje podatke
• pyserial ih prima
• py5 ih prikazuje

Program za micro:bit

Micro:bit će:

• čitati nagib uređaja
• slati X i Y vrednosti
• slati novu poruku deset puta u sekundi

from microbit import *
import utime

uart.init(baudrate=115200)

while True:

    x = accelerometer.get_x()
    y = accelerometer.get_y()

    uart.write(
        str(x) + "," +
        str(y) + "\n"
    )

    utime.sleep(0.1)

Poruke koje stižu računaru izgledaju ovako:

120,-45
135,-60
100,-80

Svaka linija sadrži:

• X komponentu ubrzanja
• Y komponentu ubrzanja

Instalacija pyserial biblioteke

Ako već nije instalirana:

pip install pyserial

ili:

python -m pip install pyserial

Bez ove biblioteke Python ne može da pristupi COM portovima.

pip show pyserial

Kako pronaći COM port?

Pre nego što napišemo program, moramo saznati koji COM port koristi micro:bit.

Možeš koristiti:

• Device Manager (Windows)
• ls /dev/tty* (Linux)

Na primer:

COM5

ili:

/dev/ttyACM0

Prvi py5 program koji prima podatke

Ovaj program:

• otvara COM port
• prima X i Y vrednosti
• crta lopticu
• pomera lopticu naginjanjem micro:bit-a

import py5
import serial

x_pos = 300
y_pos = 200

ser = serial.Serial(
    "COM5",
    115200,
    timeout=0.1
)

def setup():

    py5.size(600, 400)


def draw():

    global x_pos
    global y_pos

    py5.background(240)

    while ser.in_waiting:

        line = (
            ser.readline()
            .decode("utf-8")
            .strip()
        )

        values = line.split(",")

        if len(values) == 2:

            x = float(values[0])
            y = float(values[1])

            x_pos = py5.width/2 + x/10
            y_pos = py5.height/2 + y/10

    py5.circle(
        x_pos,
        y_pos,
        50
    )

py5.run_sketch()

Kako program funkcioniše?

1. Otvaranje serijskog porta

ser = serial.Serial(
    "COM5",
    115200
)

Ovde uspostavljamo vezu sa micro:bit-om.

Brzina mora biti ista kao u MicroPython programu.

2. Čitanje poruke

line = ser.readline()

Čita jednu kompletnu liniju teksta.

Na primer:

120,-45

3. Razdvajanje vrednosti

values = line.split(",")

Dobijamo:

["120", "-45"]

4. Pretvaranje u brojeve

x = float(values[0])
y = float(values[1])

Tekst pretvaramo u numeričke vrednosti.

5. Crtanje objekta

py5.circle(
    x_pos,
    y_pos,
    50
)

Na osnovu podataka sa senzora, menja se pozicija objekta na ekranu.

Zašto delimo sa 10?

Akcelerometar može vraćati vrednosti približno između:

-1024 ... +1024

To je mnogo više od dimenzija ekrana.

Zato koristimo:

x/10
y/10

kako bismo dobili sporije i preglednije kretanje.

Kako napraviti glatko kretanje?

Senzori uvek sadrže malu količinu šuma.

Zbog toga objekat može blago podrhtavati.

Jednostavno rešenje je prosečenje:

x_pos = 0.9*x_pos + 0.1*nova_x
y_pos = 0.9*y_pos + 0.1*nova_y

Ova tehnika se naziva:

• smoothing
• low-pass filter
• eksponencijalno usrednjavanje

Mini izazov

Proširi program tako da:

• menja boju loptice
• dodaje više objekata
• prikazuje brojčane vrednosti senzora
• dodaje granice ekrana
• koristi smoothing