Con questo mini post scopriremo come plottare con Matlab i dati ricevuti da un pin dell’Arduino. Specialmente nei progetti Meccatronici, risulta inevitabile acquisire i dati, processarli e generare un’uscita da inviare ad esempio ad un motore elettrico. Nonostante la sua semplicità, la capacità di calcolo dell’Arduino è ridotta, non si può di certo pensare alla creazione di matrici ed operazioni ad esse annesse, risulta quindi molto conveniente sfruttare le capacità di un software di calcolo numerico come Matlab.

COME INIZIARE

Innanzitutto occorre stabilire una comunicazione client-server tra Arduino e Matlab, rifacendoci al precedente articolo “Arduino incontra Matlab!” i passi necessari per installare il pacchetto sono:

1) scaricare Arduino IO Package dal sito della Mathworks
2) caricare lo  sketck  /pde/adiosrv/adiosrv.pde nell’Arduino
3) assicurarsi che si possa scrivere sul file pathdef.m in caso contrario cambiare le proprietà, per i possessori di Linux digitare da terminale il comando (il percorso dipende da dove è stato installato Matlab)

[cpp]sudo chmod 777 usr/local/matlab/R2012a/toolbox/local/pathdef.m [/cpp]

4) aprire Matlab, includere nella current folder la cartella scaricata ed eseguire il comando

[cpp]install_arduino[/cpp]

Installati i protocolli di comunicazione, occorre infine collegare Arduino, e digitare da Matlab il comando:

[cpp] a=arduino(‘port’)</code>
[/cpp]

in cui al posto di port per gli utenti di Windows bisogna specificare la porta COM dove l’Arduino è collegato, ad esempio la COM1, per gli utenti di Linux, al posto di port inserire /dev/ttyUSB0

Se è andato tutto a buon fine, sulla Command Window di Matlab appare il seguente messaggio:

[cpp] &gt;&gt; a=arduino(‘/dev/ttyUSB1’);
Attempting connection ……..
Basic I/O Script detected !
Arduino successfully connected !
&gt;&gt; [/cpp]

REAL TIME PLOT

Instaurata la connessione con Arduino, possiamo raccogliere i dati letti da una porta, ed effettuare su di essi varie operazioni, tra le più comuni visualizzare l’andamento grafico in tempo reale. Per prima cosa colleghiamo un sensore all’Arduino, in questo esempio è stato utilizzato un potenziometro angolare multigiro, di seguito viene riportato lo schema circuitale in Fritzing

In questo caso si è considerato come pin di lettura l’AnalogIn 0, di conseguenza la caduta di tensione ai capi del potenziometro viene letta da tale pin e, digitalizzata mediante l’A/D converter dell’Arduino assumerà un valore che varia tra 0 e 1023.

Inizializziamo il tempo, il vettore in cui verranno salvati i valori in ingresso all’Arduino, il passo del ciclo, e la condizione di ciclo:

[cpp] t=0;
x=0;
interv=1000; % consideriamo 1000 campioni
passo=1; %abbassando il passo si ha un numero di cicli e quindi si acquisiscono più dati
[/cpp]

successivamente facciamo partire un ciclo while al cui interno, viene recuperato il dato dalla porta analogica, salvato in coda al vettore x e plottato:

[cpp] while(t<interv)
b=a.analogRead(0);
x=[x,b];
plot(x);
[/cpp]

Bisogna però aggiungere qualche riga di codice per completare il tutto ovvero manca di definire le caratteristiche (limite inferiore e superiore) dell’asse dell’ascissa e dell’ordinata, inserire la griglia, incrementare la variabile t, ed infine aggiornare il grafico.  Nel caso in questione il potenziometro adottato varia all’interno della fascia in ordinata tra i valori 680 e 800.

[cpp] %sempre all’interno del ciclo while
axis([0,interv,680,800]) %asse_x [0-interv] asse_y [680,800] grid %disegna la griglia
t=t+passo; %aggiornamento della variabile t
drawnow
end %fine del ciclo while
[/cpp]

CODICE COMPLETO

in definitiva il codice completo da utilizzare in Matlab è il seguente:

[cpp] t=1;
x=0;
while(t<interv)
b=a.analogRead(0);
x=[x,b];
plot(x);
axis([0,interv,680,800]);
grid
t=t+passo;
drawnow;
end
[/cpp]

Oss

Per valori troppo grandi della variabile interv, o per un valore di passo troppo basso, la dimensione del vettore x potrebbe diventare elevata rallentando la visualizzazione del plot.

ecco il risultato…

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