ÍNDICE DE CONTEÚDO
A Pocketbeagle Board é, no momento da escrita deste artigo, a placa mais nova da linha das placas Beaglebone. Dentre seus atrativos, destacam-se o diminuto tamanho físico e o uso de um SiP da Octavo muito similar ao das famosas BeagleBone Black. Partindo do princípio que esta é uma placa compacta e com considerável poder computacional, este artigo mostrará um projeto muito interessante com ela: uma central de informações de clima, que não somente exibe as informações, mas sim as fala!
Material necessário
Para reproduzir este projeto, será necessário:
- Uma placa Pocketbeagle Board operacional (com sistema operacional instalado no cartão SD), com barras de pinos soldadas;
- Um display OLED 0.96" I²C (da cor que desejar);
- Uma placa de som USB;
- Um cabo adaptador micro-USB;
- Uma placa breakout USB;
- Jumpers macho-fêmea.
Circuito esquemático
O circuito esquemático do projeto pode ser visto na figura 1.
Observações:
- A placa de som USB deve ser ligada no cabo adaptador micro-USB e este, por sua vez, ligado à placa breakout USB;
- Pode-se ligar ou caixas de som de computadores convencionais ou fones de ouvido à saída de som da placa de som USB. Fica à sua escolha.
Pocketbeagle board - Preparação
Antes de prosseguir com o projeto em si, deve-se realizar uma preparação na Pocketbeagle board (ou seja, bibliotecas devem ser instalas e configurações devem ser feitas).
Conectividade à Internet
Para garantir conectividade à Internet com a Pocketbeagle board, siga as instruções deste artigo.
Seleção da placa de som USB
Na distribuição Debian da Pocketbeagle board, por default, a placa de som USB não é automaticamente selecionada como placa de som principal. Desta forma, é necessário que a configuração para que esta seja a placa principal de som seja feita. Para isso, o primeiro passo é verificar se a placa de som foi ao menos reconhecida como dispositivo USB. Para isso, utilize o comando abaixo:
1 | lsusb |
Ele irá produzir uma saída conforme mostrado na figura 2. Nesta figura, nota-se que a placa de som foi reconhecida (C-Media Electronics, Inc. CM108 Audio Controller), logo ela pode ser utilizada pelo sistema operacional.
Uma vez com a certeza de que a placa de som foi reconhecida, pode-se avançar para a configuração desta como placa principal. Para isso, deve-se criar o arquivo .asoundrc no diretório /home/debian. Trata-se do arquivo de configuração a ser lido pelo ALSA. Para fazer isso, execute os comandos abaixo:
1 2 | cd /home/debian nano .asoundrc |
No editor de texto nano, cole o código abaixo (verifique o id de sua placa de som com o comando aplay -l):
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | pcm.!default { type plug slave { pcm "hw:1,0" # hw:1:0 } } ctl.!default { type hw card 1 # change card number if necessary } |
Salve e saia do editor nano (aperte Ctrl+X e depois Ctrl+Y). Pronto, agora sua placa de som USB está configurada como placa de som principal do sistema.
Instalação de bibliotecas
Para o projeto, serão necessárias as bibliotecas para utilizar o display OLED, text-to-speech (gTTS), player de áudio mpg123 e a biblioteca para fazer requisições HTTP. Todas estas são bibliotecas Python. Execute os comandos abaixo para realizar as instalações:
- Biblioteca para display OLED:12345678sudo apt-get updatesudo apt-get install build-essential python-dev python-pipsudo pip install Adafruit_BBIOsudo apt-get install python-imaging python-smbussudo apt-get install gitgit clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.gitcd Adafruit_Python_SSD1306sudo python setup.py install
- Biblioteca text-to-speech e player de áudio mpg123:12sudo pip install gTTSsudo apt-get install mpg321
- Biblioteca para requisições HTTP:
1 | sudo pip install requests |
Obtenção de acesso à API OpenWeather e download de fontes TTF para o Display
Para obter acesso à API OpenWeather e ter orientações do download de fontes TTF para o display, faça a leitura deste artigo.
Código-fonte do projeto
Finalmente, é chegada a hora do código-fonte do projeto. Primeiramente, é preciso criar um script para fazer o text-to-speech somente (servirá como um "módulo" do projeto). Para isso, crie um script Python com o nome text_to_speech.py (com o comando nano text_to_speech.py) e cole o código abaixo.
1 2 3 4 5 6 7 8 | from gtts import gTTS import os def TextToSpeech_ptbr(texto): AudioDoTexto = gTTS(text=texto, lang='pt') AudioDoTexto.save("/tmp/audio.mp3") os.system("mpg321 /tmp/audio.mp3") return |
Feito isso, salva e saia do nano (aperte Ctrl + X e Ctrl + Y).
Agora, crie um script Python com o nome clima_oled_audio.py (com o comando nano clima_oled_audio.py) e cole o código abaixo.
IMPORTANTE: NÂO SE ESQUEÇA de substituir sua API key do OpenWeather API no código! Se isto for esquecido, nada irá funcionar.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 | import Adafruit_SSD1306 import requests import json import time from text_to_speech import TextToSpeech_ptbr from PIL import Image from PIL import ImageDraw from PIL import ImageFont #Configuracao do pino de reset do display (utilizado apenas para comunicacao via SPI, porem de #uso obrigatorio nas funcoes da biblioteca RST = 'P9_12' #configuracao do pino de leitura do sensor de temperatura pin = 'P8_11' #display 128x64 (no barramento 2 da I2C, no endereco 0x3c) disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_64(rst=RST, i2c_address=0x3c, i2c_bus=2) #demais variaveis globais api_key_openweather = "kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk" #Coloque aqui a sua api key!! cidade = "Campinas" #para nomes com espaco, substitua o espaco por %20 pais = "br" def le_infos_clima(): global api_key_openweather global cidade global pais url_http_req = "http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q="+cidade+","+pais+"&appid="+api_key_openweather dados_clima = requests.get(url_http_req).json() #parser das informacoes desejadas do JSON temp_atual_kelvin = dados_clima["main"]["temp"] umidade = dados_clima["main"]["humidity"] nebulosidade = dados_clima["clouds"]["all"] vel_vento = dados_clima["wind"]["speed"] angulo_vento = dados_clima["wind"]["deg"] temp_atual_celsius = int(float(temp_atual_kelvin) - 273.15) umidade_atual = int(umidade) nebulosidade = int(nebulosidade) vel_vento_atual = float(vel_vento) angulo_vento_atual = int(float(angulo_vento)) return temp_atual_celsius,umidade,nebulosidade,vel_vento_atual,angulo_vento_atual ############################ ### PROGRAMA PRINCIPAL #### ############################ #Inicializacoes de display disp.begin() disp.clear() disp.display() #Cria area de imagem para escrita / desenho no display width = disp.width height = disp.height image = Image.new('1', (width, height)) #imagem binaria (somente 1's e 0's) #Determina a area a ser desenhada / escrita draw = ImageDraw.Draw(image) #definicoes uteis do display (para localizacao no mesmo) padding = 2 shape_width = 20 top = padding bottom = height-padding x = padding #Carrega fonte padrao do display font = ImageFont.load_default() #variavel de controle de leituras leitura = 0 #Fonte da temperatura: fonte ttf que simula display 7 segmentos, com tamanho 30 font_temp = ImageFont.truetype('ManualDisplay.ttf', 45) #Fonte da umidade: fonte ttf que simula display 7 segmentos, com tamanho 16 font_umid = ImageFont.truetype('ManualDisplay.ttf', 16) #Fonte da nebulosidade: fonte ttf que simula display 7 segmentos, com tamanho 16 font_neb = ImageFont.truetype('ManualDisplay.ttf', 16) #Fonte da velocidade do vento: fonte ttf que simula display 7 segmentos, com tamanho 16 font_vel_vento = ImageFont.truetype('ManualDisplay.ttf', 16) #Fonte do angulo do vento: fonte ttf que simula display 7 segmentos, com tamanho 16 font_ang_vento = ImageFont.truetype('ManualDisplay.ttf', 16) #Fonte dos titulos das informacoes font_titulos = ImageFont.truetype('Minecraftia-Regular.ttf', 8) #Fonte do titulo da tela (display) font_titulo_tela = ImageFont.truetype('Minecraftia-Regular.ttf', 8) while (True): try: #requisita informacoes da API e faz parser do json, filtrando as informacoes desejadas (temperatura, umidade e nebulosidade (temp,umidade,nebulosidade,vel_vento,ang_vento) = le_infos_clima() leitura = leitura + 1 temperatura_str = str(temp)+"C" umidade_str = str(umidade)+"%" nebulosidade_str = str(nebulosidade)+"%" vel_vento_str = str(vel_vento) ang_vento_str = str(ang_vento) cidade_str_replace = cidade.replace("%20"," ") #escreve as informacoes lidas e a cidade referida print "" print "Leitura: "+str(leitura) print "" print "Cidade: "+cidade_str_replace+","+pais print "Temperatura atual: "+temperatura_str print "Umidade relativa do ar: "+umidade_str print "Nebulosidade: "+nebulosidade_str print "Velocidade do vento: "+vel_vento_str print "Angulo do vento: "+ang_vento_str #Escreve informacoes no display OLED draw.rectangle((0,0,width-1,height-1), outline=255, fill=0) draw.rectangle((0,0,width-1,15), outline=255, fill=0) draw.rectangle((0,15,65,height-1), outline=255, fill=0) disp.image(image) disp.display() draw.text((x, top), "Clima: "+cidade_str_replace, font=font_titulo_tela, fill=255) draw.text((x, top+15), "Temp.",font=font_titulos,fill=255) draw.text((x+5, top+25), temperatura_str, font=font_temp, fill=255) draw.text((x+65, top+15), "Umid.",font=font_titulos,fill=255) draw.text((x+65, top+25), umidade_str, font=font_umid, fill=255) draw.text((x+65, top+40), "Neb.",font=font_titulos,fill=255) draw.text((x+65, top+48), nebulosidade_str, font=font_neb, fill=255) draw.text((x+95, top+15), "Vento",font=font_titulos,fill=255) draw.text((x+95, top+25), vel_vento_str, font=font_vel_vento, fill=255) draw.text((x+95, top+40), "Ang",font=font_titulos,fill=255) draw.text((x+95, top+48), ang_vento_str, font=font_ang_vento, fill=255) disp.image(image) disp.display() #fala as informacoes climaticas string_para_falar = "Agora em "+cidade_str_replace+" a temperatura eh "+str(temp)+" graus Celsius. A umidade relativa do ar eh "+umidade_str+". A nebulosidade eh "+nebulosidade_str+". O vento tem velocidade de "+vel_vento_str+" metros por segundo a "+ang_vento_str+" graus" TextToSpeech_ptbr(string_para_falar) time.sleep(90) #Limpa display: desenha um retangulo preto em todo o display (para apagar "restos" de dados na area de imagem) draw.rectangle((0,0,width,height), outline=0, fill=0) except KeyboardInterrupt: print "Aplicacao encerrada." exit(1) |
Para rodar o projeto, utilize o comando abaixo:
1 | python clima_oled_audio.py |
Projeto em ação!
Veja o vídeo abaixo do projeto em ação:
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