Sobre a comunicação Serial Java + Arduino
Neste artigo demonstrarei como ligar e desligar um led, através de comandos enviados pela porta serial (USB) utilizando Java e uma placa Arduino.
Para ler outro artigo que aborda a comunicação serial clique aqui para ler o artigo de Fábio Souza, e caso queira saber mais sobre programação no Arduino clique aqui.
Mas por que utilizar Universal Serial Bus (USB)?
A comunicação USB é uma tecnologia que tornou mais simples e rápida a conexão de diversos tipos de aparelhos (Pendrives,MP3-players, impressoras, celulares, HDs externos, etc). Além de facilitar a conexão de diversos dispositivos, o padrão USB oferece:
- Plug-and-play: a maioria dos dispositivos são reconhecidos automaticamente;
- Alimentação: os dispositivos não precisam ser ligados a uma fonte de energia externa, já que a própria USB fornece energia. (Lembrado a USB fornece no máximo 5 Volts e 500 mA de corrente);
- Múltipla conexão: vários dispositivos podem ser conectados através de uma única porta, mas para isso deve-se utilizar um Hub;
- Compatibilidade: são compatíveis com a maioria dos sistemas operacionais disponíveis no mercado.
A comunicação entre os sistemas embarcados e os computadores muitas vezes são realizadas via porta paralela (DB25) e porta serial (DB-9). A utilização desses meios de comunicação pode facilitar uma alteração futura mas, por outro lado, dependendo do dispositivo, a implementação do software no computador pode ser complexa e trabalhosa. Além do mais, podemos danificar permanentemente a placa mãe do computador quando estamos utilizando a porta paralela e ocorre uma descarga elétrica ou invertermos a polaridade de um componente.
Esse artigo foi elaborado utilizado o Arduino Mega 2560, NetBeans 7.4, Windows 7 Professional x64 e Ubuntu 12.04 LTS (x64), estou considerando que as IDE's Arduino 1.0.5 ou superior e NetBeans 7.4 ou superior já estejam instaladas e funcionando corretamente.
Obs.: Pode-se utilizar também o Arduino Uno, ADK, Pro.
Passo 01: Download dos arquivos
Acesse o site e faça download dos arquivos rxtxSerial.dll, librxtxSerial.so e RXTXcomm.jar.
Obs.: Lembrando de que devemos fazer download dos arquivos de acordo a arquitetura do sistema operacional 32-bits (x86) ou 64-bits (x64).
Passo 02: Instalação dos arquivos
Windows
Copie o arquivo rxtxSerial.dll para:
- C:\Program Files\Java\jdkx.x.x\bin, onde x.x.x é a versão do JDK, por exemplo C:\Program Files\Java\jdk1.6.40\bin;
- C:\Program Files\Java\jrex\bin, onde x é a versão do JRE, por exemplo C:\Program Files\Java\jre7\bin;
- C:\Windows\System32;
- C:\Windows\SysWOW64 (caso sistema operacional 64-bits (x64)).
Copie o arquivo RXTXcomm.jar para:
- C:\Program Files\Java\jre\jrex\lib\ext, onde x é a versão do JRE, por exemplo C:\Program Files\Java\jre7\lib\ext.
Linux
Copie o arquivo librxtxSerial.so para:
- /usr/lib/, exemplo: cp /home/Usuario/librxtxSerial.so /usr/lib/.
Copie o arquivo RXTXcomm.jar para:
- /usr/share/java/, exemplo.: cp /home/Usuario/RXTXcomm.jar /usr/share/java/.
Passo 03: Programa Arduino
Conecte o cabo USB no Arduino e abra a IDE do Arduino, defina a porta COM (Tools > Serial Port > COM3 ou /dev/ttyUSB0), digite o código abaixo e depois clique no upload. Pronto, o programa já foi carregado no arduino.
Obs.: Geralmente utiliza-se a porta COM3 (Windows) e /dev/ttyUSB0 (Linux), caso apareça outra porta não tem problema, desde que a porta correta seja informada no programa em Java.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | int ledPin = 13; //atribui o pino 13 a variável ledPin int dado; //variável que receberá os dados da porta serial void setup(){ Serial.begin(9600);//frequência da porta serial pinMode(ledPin,OUTPUT); //define o pino o ledPin como saída } void loop(){ if(Serial.available() > 0){ //verifica se existe comunicação com a porta serial dado = Serial.read();//lê os dados da porta serial switch(dado){ case 1: digitalWrite(ledPin,HIGH); //liga o pino ledPin break; case 2: digitalWrite(ledPin,LOW); //desliga o pino ledPin break; } } } |
Passo 04: Programa Java
Abra o programa NetBeans 7.4 criei um projeto Aplicação Java (Arquivo > Novo Projeto > Java > Aplicação Java) e vamos chamá-lo de ComunicacaoSerial.
Renomeie o pacote "comunicacaoserial" para "br.com.embarcados.comunicaoserial" e depois apague a classe ComunicacaoSerial.java que foi gerada.
Feito isso, adicione um JFrame no pacote “br.com.embarcados.comunicaoserial” (botão direito em cima do pacote > Novo > Form Frame), e chame-o de JFInterface.
Na Paleta de controle de Swing (lado direito da tela), clique em cima do botão e arraste para dentro do JFInterface. Após esse passo altere o nome da variável jButtom1 para jBLenOn e altere o texto do botão para Ligar. Basta clicar com o botão direito em cima do botão e escolher as opções Editar Texto e Alterar nome da variável.
Copie mais 02 botões para o JFInterface e repita o mesmo processo renomeando-os para ID: jBLenOff, jBClose e Text: Desligar e Sair.
Acrescente duas classes no projeto "Arduino.java e ControlePorta.java" (botão direito em cima do pacote > Novo > Classe Java.
No arquivo Arduino.java realizaremos o envio das informações para o Arduino e no arquivo ControlePorta.java faremos toda a programação para enviar os dados através da porta serial.
Adicione o código abaixo no arquivo ControlePorta.java.
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Após adicionar o código acima acontecerá vários erros conforme a mensagem abaixo.
Esses erros aconteceram porque não adicionamos o arquivo RXTXcomm.jar no nosso projeto. Para adicioná-lo clique com o botão direito em cima da pasta Biblioteca e escolha Adicionar JAR/Pasta... e informe o diretório onde o arquivo RXTXcomm.jar (C:\Program Files\Java\jre7\lib\ext\RXTXcomm.jar, caso esteja utilizando Windows) ou (/usr/share/java/ RXTXcomm.jar, caso esteja utilizando Linux).
Limpe e construa o projeto (botão direito em cima do projeto ComunicacaoSerial > Limpar e Construir) e os problemas serão corrigidos conforme pode-se ver na imagem abaixo.
Agora adicione o código abaixo no arquivo Arduino.java.
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Feito isso, falta implementar a ação a ser executada quando um determinado botão for pressionado.
Abra o arquivo JFInterface.java, clique com o botão direito em cima do botão “Ligar” e acione o método MousedClicked. Será criado automaticamente um método dentro da classe JFInterface.java conforme a imagem abaixo.
Declare uma variável do tipo Arduino antes do construtor da classe JFInterface, conforme a figura abaixo.
Dentro do método jBLedOnMouseClicked criado anteriormente adicione o código conn.comunicacaoArduino(jBLedOn).
Esse comando irá acionar o método comunicacaoArduino(), passando o botão clicado, que por sua vez irá enviar o dado pela porta serial.
Adicione o mesmo evento para o botão “Desligar” e coloque o código abaixo:
Adicione o mesmo evento para o botão “Sair” e coloque o código abaixo:
Passo 05: Executando o programa
Agora basta apenas conectar o seu Arduino à porta USB do seu computador e clicar em Executar o projeto Java. Ao aparecer a Tela, basta apenas clicar no botão "Ligar" para ligar, "Desligar" para desligar o Led e “Sair” para encerrar aplicação.
Os códigos fontes utilizados na elaboração desse artigo estão disponíveis nesse link.
Espero que tenham gostado e até breve.
Referências
http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560
http://arduino.cc/en/reference/serial
Eu fiz o mesmo procedimento no Eclipse, porém ele nao reconhece a
import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.NoSuchPortException;
import gnu.io.SerialPort;
e o arquivo RXTXcomm.jar ja está adicionado na JRE System Librar. Se puder ajudar, por favor, será de grande ajuda !
Excelente tutorial, porém quando executo o programa aparece que a porta COM não pode ser encontrada. Estou usando um Arduíno Nano e meu Sistema Operacional é o Linux Mint 18.3 xfce. Não entendo porquê não está encontrando.
Gabriel, desculpe a demora em responder.
Imagino que isso possa ser alguma configuração da porta COM, já tentou rodar em outro SO, PC para ver si não é um problema da porta COM desse PC? Se possível teste outros tutorial que utilizem a porta COM, para ter certeza que ele esteja bem.
Aguardo seu retorno.
Gabriel, desculpe a demora em responder.
Imagino que isso possa ser alguma configuração da porta COM, já tentou rodar em outro SO, PC para ver si não é um problema da porta COM desse PC? Se possível teste outros tutorial que utilizem a porta COM, para ter certeza que ele esteja bem.
Aguardo retorno.
Seguindo o artigo, consegui realizar a conexão, porem tenho loops de leituras de sensores dentro do meu Arduino, e no APP java ele recebe esses valores. Porem na comunicação serial não consigo fazer loops, pois a porta da conexão tem que ser aberta e sempre fechada para envio e recebimento de dados entre os dispotivos(java e arduino). Ha algum modo de contornar esse problema? Pensei em sempre que iniciar o aplicativo deixar um loop realizando as leituras, e sempre que fosse escrever algo, interromper esse loop para escrever na serial. Sera que daria certo? Aguardo contato!
Essa DLL (rxtxSerial.dll) e classe (RXTXcomm.jar) serve para qualquer projeto utilizando comunicação serial no Arduino (Inteiro, String, Booleano, Array, Object...) ou é especifica para esse projeto de comunicação com dados inteiros (arduino.enviaDados(1) e arduino.enviaDados(2))?
Olá, Chinnon Santos.
Imagino que poderá enviar qualquer tipo de dado, pois a porta COM e a DDL não está limitada somente a inteiros.
Eu tô usando esse programa para fazer a comunicação com o Arduíno via bluetooth, td parece funcionar bem só que na hora que eu tento fechar a conexão ele diz que fechou mas na vdd n fechou e daí ngm mais consegue se conectar ao bluetooth do Arduino só resetando ele.
Queria saber como faço pra encerrar de vez essa conexão.
Ótimo! Tenho a necessidade de uma aplicação semelhante: preciso fazer a comunicação do programa em java com uma impressora zebra que tem duas opções de comunicação: serial e usb
Olá amigão, primeiramente gostaria de Agradecer Pela SUA Iniciativa em transmitir o Conhecimento.
Bom Vamos Lá, DEPOIS de ler ESSE Passo a Passo Varias vezes eu consegui executar o Projeto Dentro do netbeans ...
Agora when tento abrir o Arquivo .jar Que se Encontra Dentro da dist massas, Funciona nada ...
Andei pesquisando e me parece Ser algo com a principal classe ...
Bom Não Sei Como Change ...
Se Alguém Além do Klauder Puder me Ajudar agradeço !!!
Diego, que erro dá? Seria como explicar melhor, por favor.
Olá amigão, primeiramente gostaria de agradecer pela sua iniciativa em transmitir o conhecimento.
Bom vamos lá, depois de ler esse passo a passo várias vezes eu consegui executar o projeto dentro do netbeans...
Agora quando tento abrir o arquivo .jar que se encontra dentro da pasta dist, nada funciona...
Andei pesquisando e me parece ser algo com a classe principal...
Bom não sei como alterar...
Se alguém além do Klauder puder me ajudar agradeço!!!
Amigo, como faço para enviar uma String para o arduino a partir do seu código?
Ola Klauder, poderia fazer um projeto em que você receba dados da porta serial e imprima em um arquivo.txt ou se melhor logo para o Excel, poderia variar utilizando um microcontrolador(já que esse está em falta na internet).
Obrigado desde já! Aguardo respostas.