Como usar o acelerômetro do Genuino 101

Olá a todos! Meu nome é Gedeane Kenshima e é com grande prazer que estou estreando aqui no blog MakerHero pra falar de uma placa que está fazendo muito sucesso, chamada Genuino 101. E com ela vamos fazer um projeto utilizando o acelerômetro do Genuino 101 para controlar um led endereçável!

Comparação Genuino 101 x Arduino Uno

Para quem acompanha o universo Arduino há uns tempos, percebeu que as placas estão cada vez mais cheias de novidades, com periféricos integrados. A Genuino 101 não é diferente. Esta versão possui um acelerômetro/giroscópio 6 eixos integrado, além do Bluetooth Low Energy (BLE). Para esquemático desta placa, acesse o link no Arduino.cc.

Faremos uma comparação com o Uno, a placa Arduino mais conhecida, para vocês entenderem porque a Genuino 101 é tão diferente do que vemos por aí. As duas placas podem ser vistas na próxima figura:

Quanto às semelhanças, vemos na figura 2 que são do mesmo tamanho e formato, possuem mesma quantidade de pinos digitais, analógicos e Power, além da alimentação via Jack P4 e USB tipo A-B. Também possui pinos ICSP para gravação externa com conversor.

Agora veremos as diferenças, a começar pelo módulo Intel Curie, processador 32 bits compostos de dois núcleos, um Quark x86 e um ARC (Argonaut RISC Core), presentes no Genuino 101. Neste módulo estão incluídos o acelerômetro/giroscópio 6 eixos, Bluetooth e RTC (Real Time Clock). Já o Uno conta com um ATmega328 de 8 bits. O sketch é rodado pelo ARC.

A tensão de operação da 101 é 3,3V, porém ela trabalha com 5V devido a uma proteção na placa, porém, se utilizado um sensor analógico, ele fará a leitura na faixa de 0 a 3.3V e não até 5V. O Uno trabalha com 5V.

A 101 possui menos portas PWM que um Uno (pinos digitais 3, 5, 6 e 9), contra os 6 disponíveis no Uno. Porém, a 101 conta com dois botões de Reset, um para sketchs (reset) e outro geral (chamado Master Reset).

O que achei interessante foi a compatibilidade de bibliotecas feitas para AVR (para Arduino Uno, Mega, Leonardo, etc) com a Genuino 101. Faremos um exemplo destas a seguir.

Utilizando acelerômetro do Genuino 101 com Led Endereçável

Quem me conhece sabe que gosto muito de leds endereçáveis. Podem ser os modelos WS2811 e WS2812B. Existem diversos modelos em formato de anel, linha e módulos. Para este experimento, utilizei um pedacinho de fita de led endereçável, porém fiquem a vontade para experimentar os efeitos mágicos dos formatos disponíveis.

As conexões do Genuino 101 com led endereçável são bem simples. DIN no pino 6, GND no GND e 5V no 5V (porém, queira utilizar 3.3V do Arduino não há problemas). Caso utilizar mais de um módulo, lembre-se de conectar o pino DOUT do primeiro no DIN do segundo e assim sucessivamente.

Abaixo temos o vídeo mostrando a montagem real:

É necessário baixar duas bibliotecas externas. A Adafruit NeoPixel para utilizar o led endereçável e CurieIMU para usar o acelerômetro do Genuino 101, interno da placa. A IDE Arduino precisa ser versão 1.6.7 ou mais recente.

A seguir temos o sketch, disponível no Github:

//Programa: Acelerômetro do Genuino 101 e led endereçável

#include <Adafruit_NeoPixel.h> //Biblioteca Adafruit Neopixel para WS2812
#ifdef __AVR__
  #include <avr/power.h>
#endif

#include "CurieIMU.h" // biblioteca para acelerometro

unsigned long loopTime = 0;          // get the time since program started
unsigned long interruptsTime = 0;    // get the time when motion event is detected

#define PIN            6 // pino digital do WS2812b

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define NUMPIXELS      1 //Quantos leds então anexados 

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);   // wait for the serial port to open

  Serial.println("Initializing IMU device...");
  CurieIMU.begin();

  // Set the accelerometer range to 2G
  CurieIMU.setAccelerometerRange(2);

  strip.begin();
  strip.show(); // Initialize all pixels to 'off'
}

void loop() {
  int axRaw, ayRaw, azRaw,x,y,z;         // raw accelerometer values
  float ax, ay, az;

  // leitura do acelerometro
  CurieIMU.readAccelerometer(axRaw, ayRaw, azRaw);

  // convert the raw accelerometer data to G's
  ax = convertRawAcceleration(axRaw);
  ay = convertRawAcceleration(ayRaw);
  az = convertRawAcceleration(azRaw);

  x = map(axRaw,-1023,1023,0,255);
  y = map(ayRaw,-1023,1023,0,255);
  z = map(azRaw,-1023,1023,0,255);
  
  // mostra valores mapeados em x,y e z
  Serial.print("a:t");
  Serial.print(x);
  Serial.print("t");
  Serial.print(y);
  Serial.print("t");
  Serial.print(z);
  Serial.println();
  colorWipe(strip.Color(x, y, z), 100); // Red
}

float convertRawAcceleration(int aRaw) {
  // since we are using 2G range
  // -2g maps to a raw value of -32768
  // +2g maps to a raw value of 32767
  
  float a = (aRaw * 2.0) / 32768.0;

  return a;
}
// Funcao para mostrar cores 
void colorWipe(uint32_t c, uint8_t wait) {
  for(uint16_t i=0; i<strip.numPixels(); i++) {
    strip.setPixelColor(i, c);
    strip.show();
    delay(wait);
  }
}

Em resumo, este sketch faz com que as cores primárias do led (vermelho, verde e azul) sejam variadas conforme mexemos a placa. Para o eixo X, variação do vermelho de 0 a 255. Eixo Y varia o verde e Z o azul.

Agora, basta movimentar a placa e ver as cores mudando. E caso abrir o Serial Monitor, verá a variação dos eixos conforme movimento.

Espero que tenham gostado, foi uma demostração simples das muitas possibilidades desta placa Genuino 101. Caso queiram mais informações, acesse os links abaixo. Obrigada, até a próxima!

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoard101

https://software.intel.com/en-us/articles/getting-to-know-the-arduino-101-platform

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