Practica Arduino Con Matlab

Universidad del Valle de México. ING.COMUNICACIONES ING.COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA MATERIA: TRANSMISIÓN DE DATOS

AREA: INGENIERÍA. PROFESOR: GERSON VILLA GONZÁLEZ

Prácticas de Transmisión de Datos Rev. 1

AGOSTO 2017

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PRACTICA No. 2 Manejo de Matlab Con Arduino

Fecha de Elaboración__________ Fecha de revisión.:_______________ Responsable:__________________

OBJETIVO: Manejo de Matlab y Arduino

INVESTIGACIÓN PREVIA A) Instalar controladores de Arduino Arduino para Matlab B) Manejo del Arduino UNO C) Programacion de Arduino

MATERIAL Arduino RUNO Leds Protoboard Resistencias de 330 Ohms 2 Pulsadores 1 Servo Motor 1 Buzzer o pizoelectrico       

MARCO TEORICO:

Prácticas de Trsnamisión de Datos

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MATLAB es un entorno de programación para el desarrollo de algoritmos, el análisis de datos, la visualización y el cálculo numérico. Con MATLAB, puede solucionar problemas de cálculo técnico más rápidamente que con lenguajes de programación tradicionales tales como C, C++ o Fortran. Puede utilizar MATLAB en una gran variedad de aplicaciones, tales como procesamiento de señales e imágenes, comunicaciones, diseño de control, pruebas y medidas, modelado y análisis financiero o biología computacional. Para un millón de ingenieros y científicos de la industria y la educación, MATLAB es el lenguaje del cálculo técnico. Como podemos ver en la descripción que nos presentan desde MathWorks, MATLAB es un entorno de programación con infinidad de posibilidades, que nos ayudará a resolver nuestros problemas de cálculo técnico incluso más rápidamente que otros lenguajes de programación. MATLAB es extremadamente potente.

DESARROLLO DE LA PRACTICA. Ejemplo 1 Prender y Apagar un LED Conecte un LED al pin digital 11 en el hardware Arduino a través de una resistencia de 330Ohm.


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Configuraremos el LED para que parpade en un período de 1 segundo. Creamos un objeto en Arduino, en la línea de comando escribimos lo siguiente:


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Posteriormente abrimos un script nuevo y escribimos lo siguiente

Y lo ejecutamos, nuestro led debe de parpadear 10 veces.

Ejercicio 2 Iluminar y atenuar el LED L ED Se envian señales de pulso de ancho especificado a los pines PWM del hardware de Arduino. Las señales PWM pueden iluminar los LED conectados al pin. El ciclo de trabajo del pulso controla el brillo del LED. Calculamos la cantidad que el LED ilumina y oscurece dividiendo el ciclo de trabajo máximo y mínimo para el pin por el número de iteraciones. Abrimos un sript en Matlab y escribimos los siguiente:


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Y lo ejecutamos

Ejercicio 3 Iluminar y atenuar el LED variante También se puede iluminar y atenuar las l as luces cambiando el voltaje de la señal PWM. Calculando la cantidad que el LED ilumina y


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oscurece dividiendo la tensión máxima y mínima para el pin por el número de iteraciones. Abrimos un script en Matlab y escribimos lo siguiente

Y lo ejecutamos

Ejercicio 4 Controlando un LED a través de un Potenciometro


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El potenciómetro cambia el valor de tensión que lee del pin analógico 0 que se puede utilizar para ajustar el nivel de voltaje en el pin PWM para controlar el brillo del LED conectado. Conecte un potenciómetro al hardware Arduino con la pata intermedia conectada al pin analógico 0 y los otros dos conectados a 5V y GND.

Abrimos un srpt y escribimos el el siguiente código Prácticas de Trsnamisión de Datos

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Y lo ejecutamos Mientras el código está funcionando, puede girar la perilla del potenciómetro para ver cómo afecta el brillo del LED.


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Ejercicio 5 Control de un altavoz piezoeléctrico mediante un pulsador Esta parte del ejemplo muestra cómo reproducir un tono controlado por un pulsador conectado a un pin digital en el hardware de Arduino. También se puede configurar un pin digital para el modo pullup y utilizar la resistencia pullup incorporada. 1. Conecte un altavoz piezo a la pin digital 11. 2. Conecte un pulsador al pin digital 12. Armar primero el siguiente circuito


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Para reproducir un tono en el altavoz, puede utilizar el método playTone para especificar la frecuencia y la duración del sonido. sonido . En segundo lugar, el estado de un pulsador se puede detectar leyendo Prácticas de Trsnamisión de Datos

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el valor del pin digital conectado. Para que el botón pulsador funcione, hay que conectar una resistencia pullup al pin digital correspondiente de la tarjeta Arduino. Puede utilizar la resistencia de pullup integrada configurando el modo de pin digital para activarlo. Si se ha pulsado el botón, significa que el valor de lectura es 0, se emite un pitido en el altavoz. Ejecute el siguiente comando en el indicador MATLAB para reproducir un sonido en el altavoz cuando se pulsa el botón pulsador. Abrimos un script en Matlab y escribimos lo siguiente


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Y lo ejecutamos

Limpiar Una vez que la conexión ya no es necesaria, borre el objeto arduino. En la terminal de comandos escribimos lo siguiente

Ejercicio 6 Control de Servo Motores Crear objeto servo y calibra el motor Creemos un objeto arduino e incluimos la biblioteca Servo.


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Creamos el objeto servo como se muestra a continuación en la línea de comandos de Matlab


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Comprobamos los valores del rango de ancho de pulso de la hoja de datos del servo motor para calibrar el motor para que gire en el rango esperado. Este ejemplo usa 700 * 10 ^ 6 y 2300 * 10 ^ -6 para que el motor se mueva de 0 a 180 grados. Escribimos lo siguiente en la línea de comandos de Matlab y lo ejecutamos

Escribir y leemos la posiciones del servo Cambie la posición del eje del servo motor de 0 (mínimo) a 1 (máximo) con 0.2, por ejemplo, 36 grados, incremento. Muestra la posición actual cada vez que cambia la posición. Abrimos un script y escribimos escribimos lo siguiente:


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Limpiamos Una vez que la conexión ya no es necesaria, borramos el objeto asociado.

Ejercicio 7 MATLAB + Arduino: Serial Port Communication En este ejercicio aprenderemos a comunicar nuestra placa Arduino con Matlab mediante comunicación Puerto Serial. ¿Qué es MATLAB? Bueno, ¿y este ejercicio qué te puede aportar?


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Muy simple y, en cuanto tengamos un poco de práctica, lo tendremos resuelto. Para comenzar, lo que queremos hacer es, leer con Arduino los datos de un potenciómetro que tenemos conectado al pin analógico número 0. Obtendremos valores entre 0 y 1023, los cuales enviaremos a través del Puerto Serial hacia MATLAB, que los recogerá y los procesará pasándolos a Voltios. Podemos decir, que vamos a realizar un muestreo de valores, los cuales vamos a representar en una gráfica.


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Esta gráfica muestra los valores que Arduino ha obtenido del potenciómetro, el cual he ido moviendo para ver la variación en cada muestra. Arduino envía a Matlab valores entre 0 y 1023 pero, como ya he mencionado antes, desde Matlab he hecho el cambio a Volts, aunque también se podría haber hecho desde Arduino. Lo único que hay que programar es una lectura de valores analógicos con el pin que queramos, en mi caso del A0, y tras haber realizado la lectura, mandar los datos a través del Puerto Serial. Esto lo haremos cada 100 ms, pero cada uno puede modificar ese tiempo a su gusto, incluso ponerlo a 0. Para comenzar, he creado una función, a la que llamaremos desde la Ventana de Comandos (Command Window), para que se ejecute el script. A esta función le tenemos que pasar un parámetro, que será el número de muestras que queramos tomar. Si, por ejemplo, queremos tomar 500 muestras, escribiremos:

A continuación, en el script, declararemos un vector, en el cual se almacenarán los datos obtenidos de la comunicación ArduinoMatlab. Además, inicializaremos la comunicación mediante las siguientes declaraciones. En tu código, simplemente deberás fijarte si utilizas el COM3, COM4, o cualquier otro. Es lo único que tendrás que cambiar probablemente, aunque no tiene por qué.


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Tras crear la ventana para la gráfica, tendremos que configurar los datos que vamos a mostrar en ella y, crear un bucle, While en mi caso, para que realice el muestreo y lo represente en la gráfica.

Con ylim y xlim, estoy dando el rango de valores que se mostrarán en la gráfica. Como sabemos que no vamos a bajar de 0 Voltios, y tampoco vamos a subir de 5, pues representaremos entre 0 y 5.1. Con el eje de las X sucede lo mismo. Represento 20 muestras Prácticas de Trsnamisión de Datos

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anteriores y la actual, dejando un pequeño hueco de 5 para las que vienen a continuación. El eje X será dinámico e irá en función del número muestras que quieras tomar.

Armaremos el siguiente circuito

En el Arduino lo compilamos y lo subimos El programa es el siguiente:


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En Matlab ejecutamos lo siguiente: Prácticas de Trsnamisión de Datos

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Y nos mostrara una ventana como la siguiente


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ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

NOTAS PARA LOS ALUMNOS. 1. El reporte final de la práctica deberá ser entregado a máquina de escribir o en procesador de textos (PC) (PC ) sin excepción. 2. Las prácticas impresas sólo sirven de guía y referencia. 3. No se aceptan copias fotostáticas del reporte final. 4. La entrega del reporte de práctica es por alumno.

CONCLUSIONES DE APRENDIZAJE. APRENDIZAJE.


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RECURSOS BIBLIOGRÁFICOS. BIBLIOGRÁFICOS. http://arduino.cl/que-es-arduino/ http://arduino.cl/descargas/ http://arduino.cl/programacion/


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Practica Arduino Con Matlab

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