Android + Arduino = ♥
Не так давно Google открыл API для работы Android устройств с USB. Сегодня пришло время пощупать что же это такое и узнать какие возможности нам открываются.
Итак, у нас имеется Arduino Mega 2560, USB Host Shield и HTC Desire с прошивкой cyanogen 7.1.0 RC1 (Android 2.3.4). На всякий случай напомню, что все что будет описываться дальше — работает только начиная с Android 2.3.4 для телефонов и Android 3.1 для планшетов.
Тут стоит отметить что данный USB Host Shield не совсем удачный, особенно в сочетании с Arduino Mega 2560. Первая проблема заключалась в том что данная плата расширения сделана для Arduino UNO, а она отличается от Mega положениями контактов SPI, поэтому пришлось кидать перемычки (см. фото). Второй проблемой, хотя и вполне ожидаемой, стала потребность во внешнем источнике питания для работы этой платы расширения. Более удачной считается USB Host Shield 2.0 от Circuits@Home, но она и дороже.
Плата с перекинутыми SPI контактами
Настройка Arduino ПО
1. Если еще не установлено, то скачать и установить ПО для Arduino.
2. Скачать и распаковать пакет ADK (содержит DemoKit приложение). Должны появится папки app , firmware , и hardware .
3. Скачать библиотеку CapSense
4. Скопировать firmware/arduino_libs/AndroidAccessory и firmware/arduino_libs/USB_Host_Shield в /libraries/ .
5. Создать директорию CapSense в /libraries/ и скопировать в нее CapSense.cpp и CapSense.h из архива CapSense.
Загрузка прошивки
Google любезно предоставляет свой DemoKit скетч для Arduino. Все что нужно — это открыть его из firmware/demokit/demokit.pde , скомпилировать и залить на плату.
Тестовое Android приложение
В DemoKit пакете также находятся исходники Android приложения для демонстрации возможностей. Google предлагает нам самостоятельно создать Android проект и собрать это приложение. Для начала нам надо будет установить API Level 10. Дальше все просто — создаем Android проект и указываем путь к папке app , в Build Target указываем Google APIs (Platform 2.3.3, API Level 10). Собираем приложение и устанавливаем на телефон. Кто не хочет возится со сборкой — может скачать готовый APK.
Запуск
Просто подключаем наш телефон к USB Host Shield. Если мы все сделали правильно, то на экране появится запрос запуска DemoKit приложения.
Само приложение содержит две вкладки — In (кнопки, джойстик и сенсоры) и Out (светодиоды, реле и сервоприводы).
Я решил что для демонстрации вполне достаточно пары светодиодов и кнопки. Как это все чудо работает можно пронаблюдать на видео.
Немного кода
В рассматриваемом примере сообщения, передающиеся по USB, состоят из трех байтов:
1-й байт определяет команду или группу устройств, например светодиоды — 0x2
2-й байт указывает на конкретное устройство, например зеленый светодиод — 0x1
3-й байт содержит значение, передаваемое устройству, например максимальная яркость — 0xff
Arduino
Android
Выводы
Открывая такие возможности Google в первую очередь конечно же рассчитывает на появление большого числа активных Android аксессуаров, но далеко не последнее место занимает тот факт, что по сути мы получаем удобное устройство для взаимодействия с различными датчиками, сенсорами и приводами. Такое устройство запросто может стать мозгом чего-то роботизированного.
Также нельзя забывать о том, что Android устройство для Arduino может выполнять роль платы расширения, в которой есть GPS, Bluetooth, WiFi, акселерометр и многое другое.
Источник
Android studio arduino serial
This is a driver library for communication with Arduinos and other USB serial hardware on Android, using the Android USB Host Mode (OTG) available since Android 3.1 and working reliably since Android 4.2.
No root access, ADK, or special kernel drivers are required; all drivers are implemented in Java. You get a raw serial port with read() , write() , and other functions for use with your own protocols.
1. Add library to your project:
Add jitpack.io repository to your root build.gradle:
Add library to dependencies
2. If the app should be notified when a device is attached, add device_filter.xml to your project’s res/xml/ directory and configure in your AndroidManifest.xml .
3. Use it! Example code snippet:
then use direct read/write
or direct write + event driven read:
For a simple example, see UsbSerialExamples folder in this project.
For a more complete example with background service to stay connected while the app is not visible or rotating, see separate github project SimpleUsbTerminal.
Probing for Unrecognized Devices
Sometimes you may need to do a little extra work to support devices which usb-serial-for-android doesn’t (yet) know about — but which you know to be compatible with one of the built-in drivers. This may be the case for a brand new device or for one using a custom VID/PID pair.
UsbSerialProber is a class to help you find and instantiate compatible UsbSerialDrivers from the tree of connected UsbDevices. Normally, you will use the default prober returned by UsbSerialProber.getDefaultProber() , which uses the built-in list of well-known VIDs and PIDs that are supported by our drivers.
To use your own set of rules, create and use a custom prober:
Of course, nothing requires you to use UsbSerialProber at all: you can instantiate driver classes directly if you know what you’re doing; just supply a compatible UsbDevice.
This library supports USB to serial converter chips:
- FTDI FT232R, FT232H, FT2232H, FT4232H, FT230X, FT231X, FT234XD
- Prolific PL2303
- Silabs CP2102 and all other CP210x
- Qinheng CH340, CH341A
and devices implementing the CDC/ACM protocol like
- Arduino using ATmega32U4
- Digispark using V-USB software USB
- BBC micro:bit using ARM mbed DAPLink firmware
- .
For common problems, see the FAQ wiki page.
Are you using the library? Add your project to ProjectsUsingUsbSerialForAndroid.
About
Android USB host serial driver library for CDC, FTDI, Arduino and other devices.
Источник
Программирование и передача данных в «Ардуино» по «воздуху» с помощью ESP8266. Часть Третья. Здравствуй, «ANDROID»
Предлагаю вам, уважаемые читатели GeekTimes, очередную статью из цикла по использованию микросхемы ESP8266 в качестве беспроводного моста для AVR микроконтроллеров, на примере аппаратной платформы Arduino Uno (Nano). В этот раз для полета на Луну управления платформой мы задействуем вместо компьютера устройство на базе «ANDROID». Ну, например, смартфон.
Подробности под катом:
Для нашей работы мы воспользуемся инструментарием, который был описан в предыдущей статье — беспроводным программатором BABUINO и модулем передачи кода и данных МPDE (module for programm and data exchange) прошиваемым в ESP8266.
Как выяснилось из откликов пользователей, сам программатор, в общем, пришелся ко двору и некоторые личности даже им успешно пользуются. Ну, в принципе, вещь действительно удобная; запустил приложение под виндой, выбрал hex файл из нужной папки и всё — через несколько секунд программка в нужном устройстве безо всяких проводов. Другое дело, что я зря с излишней горячностью нападал на пользователей софта ARDUINO, пишущих на Wiring C и пользующихся ARDUINO IDE с её скетчами и библиотеками. Безусловно, каждый делает как ему удобно — на ардуинском ли Wiring C или на С из AVR studio. Но в итоге, некоторые пользователи почему-то сразу решили, что программатор никак не совместим с ARDUINO софтом.
На самом деле, проблем с совместимостью, конечно же, никаких нет. Абсолютно также компилируете ваш скетч, где вам удобно до состояния hex файла и совершенно также просто отправляете его через беспроводной программатор на ваш Arduino UNO или NANO.
Обмен данными под софтом ARDUINO тоже никаких проблем не доставляет. Пишете волшебные строчки:
а дальше что-то типа:
receiveByte= Serial.read(); // чтение байта из буфера
Serial.write(receiveByte); // запись байта
И можете обмениваться байтовыми потоками по WI-FI совершенно спокойно. Ибо AVR микроконтроллер шлёт в ESP8266 и получает байты оттуда по последовательному порту UART, настроить работу с которым в Arduino может, как мы видим, любой гуманитарий.
Теперь же вернёмся к предмету настоящей статьи. Чтобы управлять роботележкой посредством смартфона, безусловно, необходимо написать для этого смартфона соответствующее приложение.
Я, как человек, месяц назад представлявший этот процесс крайне туманно, сейчас могу со всей ответственностью заявить, что дело в сущности это не сложное. Если конечно, у вас есть хоть какие-то начальные знания в области Java.
Ибо при написании Android приложений исходный код пишется на Java, а затем компилируется в стандартный байт-код Java с использованием традиционного инструментария Java. Затем с кодом происходят другие интересные вещи, но эти подробности нам здесь не нужны.
Вроде как, существуют еще возможности для написания приложений на С для отъявленных хардкорщиков ведущих счёт на наносекунды, а также где-то есть какой-то пакет для трансляции вашего кода с Питона, но здесь я ничего подсказать не могу, поскольку уже давно сделал правильный выбор.
Итак, Java и программный пакет Android Studio — интегрированная среда разработки (IDE) для работы с платформой Android основанная на программном обеспечении IntelliJ IDEA от компании JetBrains, официальное средство разработки Android приложений.
Если вы уже работаете с ПО от IntelliJ IDEA, то будете приятно удивлены знакомым интерфейсом.
С основами построения приложений я знакомился по книжке Б.Филлипса и К.Стюарта — «ANDROID» программирование для профессионалов». Как я понял, профессионалами авторы считают читателей, хотя бы немного знакомых с Java SE. Чего-то архи-сложного в этой книге я не нашел, а для наших целей вполне хватит и первого десятка глав книги, благо, что в ней все примеры кода приводятся при работе именно с вышеупомянутой Android Studio.
Отладку приложений можно проводить, как на программном эмуляторе, так и прямо на смартфоне, переключив его в «режим разработчика».
В предыдущей статье было описано управление тележкой через оконное приложение на Windows. То есть весь код для создания HTTP и UDP соединений, а также логика управления у нас уже по идее присутствует. Поэтому взяв на вооружение слоган компании Oracle «Написано в одном месте, работает везде» мы просто перекинем эти классы в новую программу уже для Android приложения. А вот GUI — графический интерфейс пользователя, по понятным причинам придется оставить там, где он был. Но с другой стороны, на Android всё делается очень похоже и довольно быстро, поэтому в накладе мы не останемся.
ТЫКАЕМ ПАЛЬЦЕМ В ЭКРАН
Итак создаем новый проект «FourWheelRobotControl» в Android Studio.
Это простое приложение и оно будет состоять из активности (activity)
Его писать ручками не надо, он генерится автоматически после ваших творений в редакторе.
Теперь просто перенесём два класса из программы приведенной в предыдущей статье:
Суть программы осталось той же. MainActivity сначала запускает HTTP и UDP клиенты, а затем ловит нажатия и отжатия экранных кнопок, отправляя код нажатия direction на формирование UDP пакета. А оттуда уже всё — «вперёд»,«назад»,«влево», «вправо» и при отжатии «стоп» уезжают по WI-FI на телегу.
Кроме всего этого, мы должны немного подредактировать файл так называемого манифеста, который опять же, в основном генерится сам.
Манифест (manifest) представляет собой файл XML с метаданными, описывающими ваше приложение для ОС Android. Файл манифеста всегда называется AndroidManifest.xml и располагается в каталоге app/manifest вашего проекта.
Правда там нам работы совсем немного.
запрещаем повороты экрана:
разрешаем работу в интернет:
И вот он весь полностью.
При запуске мы должны увидеть что-то вроде:
Вот в сущности и всё. Теперь тележкой можно управлять с мобильника. Приложение крайне простое, ибо демонстрационное, без каких-либо «свистелок и перделок», типа поиска телеги в домашней сети, коннекта, дисконнекта и прочих полезных фич, облегчающих жизнь, но затрудняющих понимание кода.
С другой стороны, управление при помощи экранных кнопок это то же самое,
«как пить просто водку, даже из горлышка — в этом нет ничего, кроме томления духа и суеты».
И Веня Ерофеев в этом был прав, безусловно.
Гораздо интереснее, к примеру, рулить телегой при помощи штатных акселерометров того же смартфона.
Причём реализуется сия фича тоже крайне просто, через, так называемые интенты. Правда, создавать свои интенты сложнее, чем пользоваться готовыми. К счастью, пользоваться готовыми никто не запрещает.
АКСЕЛЕРОМЕТР В МАССЫ
Поэтому наш код в MainActivity (и только в нём) изменится минимально.
Добавим переменные для акселерометра:
Получим сам датчик от системы и зарегистрируем его как слушатель.
Имплементируем сам интерфейс слушателя:
И пропишем четыре обязательных метода из которых воспользуемся только последним. Методом, отрабатывающим при изменении показаний акселерометра. Вообще-то, я хотел акселерометр сам опрашивать, как обычную периферию с периодом около 100 мс, так как было подозрение (из-за названия onChanged), что метод отрабатывает слишком часто. Но там всё private и фиг за интерфейсы проберёшься.
Программа выводит показания датчиков по двум осям на экран смартфона. Вместо третьей оси, которая не используется, выводится переменная направления «direction». И эти же данные бегут в виде байтового потока на тележку. Правда, из-за того, что поток чисто байтовый, определить, где команда «вперед» или «стоп» было бы затруднительно. Поэтому я поступил просто: каждому направлению и углу наклона соответствует свой диапазон чисел. Грубо говоря 1-20 это «вперёд» с соответствующей скоростью, 21-40 это «назад» и так далее. Конечно, можно было бы передавать по UDP чисто данные, а сами управляющие команды задавать через TCP протокол и это было бы безусловно правильнее. Но для это надо редактировать программу на самой ESP8266, чего мне пока не хочется.
Итак, телега катается по квартире, чутко реагируя на наклоны моего GalaxyS7, но и это как говаривал небезызвестный Веня ещё не то.
«Теперь же я предлагаю вам последнее и наилучшее. «Венец трудов, превыше всех наград», как сказал поэт. Короче, я предлагаю вам коктейль «Сучий потрох», напиток, затмевающий все. Это уже не напиток — это музыка сфер. „
В наш век Сири и Алексы, чего-то там вертеть руками? Пусть слушается голосового управления!
А ТЕПЕРЬ СЛУШАЙ МЕНЯ!
На самом деле работать с распознаванием и синтезом речи в Android очень просто. Все сложные вычисления скрыты от нас в довольно элегантную библиотеку с простым API. Вы сможете осилить этот урок, даже если имеете весьма поверхностные знания о программировании для Android.
На самом деле же, у меня всё получилось довольно коряво, но скорее всего потому, что я использовал самый простой вариант, а как следует в данном API не копался. Делается всё тоже через интенты, при помощи которых мы обращаемся к голосовому движку Гугл, а именно к его функции распознавания речи. Поэтому потребуется рабочий Интернет.
Опять меняется лишь MainActivity.java, хотя я еще немного изменил и сам макет (четыре кнопки теперь там вовсе ни к чему, хватит и одной).
В MainActivity.java добавилось следующее:
Тот самый интент:
И то, что он возвращает:
А возвращает он массив похожих слов, причем в довольно “мусорной форме», со всякими скобочками и запятыми. И вам лишь остается выбрать слово похожее на то, которое вы сказали. Ну и соответственно, если попалось слово «вперёд», то едем вперёд, если «направо» то направо и так далее. Конечно, надо учитывать, где через «Ё», где запятая лишняя прицепится (скобочки-то я отрезал, а вот на запятые сил уже не хватило).
Ну и до кучи макет c одной кнопкой
Самое удивительное, что действительно ездиет и слушается голоса (как правило). Но, конечно, интерфейс тормозной; пока скажете, пока распознается и вернётся; короче скорость движения выбирайте заранее небольшую или помещение наоборот поширше.
На этом на сегодня всё, буду рад, если понравилось.
Источник
