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:
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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:
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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):
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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:
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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.
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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.
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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:
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1 |
python clima_oled_audio.py |
Projeto em ação!
Veja o vídeo abaixo do projeto em ação:
Saiba mais
PocketBeagle – Nova placa da Beagleboard
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Referências
Sou engenheiro eletricista formado pela Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG - UNESP) e trabalho com Android embarcado em Campinas-SP.
Curioso e viciado em tecnologia, sempre busco me aprimorar na área de sistemas embarcados (modalidades bare-metal, RTOS, Linux embarcado e Android embarcado).
Para mais informações, acesse minha página no Facebook:https://www.facebook.com/pbertoleti
