Caça-Fantasmas com Efeito Hall: Arduino e Sensor KY-024

""" Caça-Fantasmas com Efeito Hall (Fantasma 5) - Plotter em Python Tio Rafa - Revista Mecatrônica Jovem nº 16 Versão atualizada do projeto original do professor Newton C. Braga. Lê as linhas "bruto,mapeado" enviadas pelo Hall.ino e desenha as duas curvas em tempo real com Tkinter + Matplotlib. Como usar: pip install -r requirements.txt python hall_plotter.py # procura o Arduino sozinho python hall_plotter.py --porta COM3 # Windows, porta escolhida python hall_plotter.py --porta /dev/ttyACM0 # Linux Feche o Monitor Serial e o Plotter Serial da Arduino IDE antes de rodar: só um programa por vez pode usar a porta. """ import argparse import sys import time import tkinter as tk from collections import deque from pathlib import Path import serial import serial.tools.list_ports from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg from matplotlib.figure import Figure # Pillow é opcional: só serve para mostrar o banner "cabecalho.png". try: from PIL import Image, ImageTk except ImportError: Image = ImageTk = None TITULO_JANELA = "Caça-Fantasmas - Mecatrônica Jovem" VELOCIDADE_PADRAO = 9600 # igual ao Hall.ino PONTOS_NA_TELA = 50 # quantas leituras aparecem no gráfico INTERVALO_TELA_MS = 50 # de quanto em quanto tempo a tela é atualizada BANNER = Path(__file__).with_name("cabecalho.png") # opcional, ao lado do script COR_FUNDO = "#0d0d14" COR_TEXTO = "#e6e6f0" COR_BRUTO = "lime" COR_MAPEADO = "fuchsia" def interpretar_linha(texto): """Transforma 'bruto,mapeado' em (int, int). Devolve None se a linha for inválida.""" partes = texto.strip().split(",") if len(partes) != 2: return None try: return int(partes[0]), int(partes[1]) except ValueError: return None def encontrar_porta(): """Escolhe automaticamente a porta de um Arduino, se houver só uma candidata.""" portas = list(serial.tools.list_ports.comports()) palavras = ("arduino", "ch340", "usb serial", "usb-serial", "acm") candidatas = [ p for p in portas if any(w in f"{p.description} {p.device}".lower() for w in palavras) ] if len(candidatas) == 1: return candidatas[0].device if portas: print("Não consegui escolher a porta sozinho. Portas encontradas:") for p in portas: print(f" {p.device} - {p.description}") else: print("Nenhuma porta serial encontrada. O Arduino está conectado?") print("Rode de novo com: python hall_plotter.py --porta NOME_DA_PORTA") return None class Plotter: def __init__(self, raiz, conexao, pontos): self.raiz = raiz self.conexao = conexao self.contador = 0 self.eixo_x = deque(maxlen=pontos) self.bruto = deque(maxlen=pontos) self.mapeado = deque(maxlen=pontos) raiz.title(TITULO_JANELA) raiz.configure(bg=COR_FUNDO) self._montar_banner() self._montar_grafico() raiz.protocol("WM_DELETE_WINDOW", self.fechar) raiz.after(INTERVALO_TELA_MS, self.atualizar) def _montar_banner(self): if Image is None or not BANNER.exists(): return imagem = Image.open(BANNER) imagem.thumbnail((900, 120)) self._banner_tk = ImageTk.PhotoImage(imagem) # guarda a referência, senão some tk.Label(self.raiz, image=self._banner_tk, bg=COR_FUNDO).pack(side=tk.TOP) def _montar_grafico(self): figura = Figure(figsize=(10, 4), dpi=100, facecolor=COR_FUNDO) self.eixo = figura.add_subplot(111, facecolor=COR_FUNDO) self.eixo.tick_params(colors=COR_TEXTO) for borda in self.eixo.spines.values(): borda.set_color(COR_TEXTO) self.eixo.set_xlabel("Leituras", color=COR_TEXTO) self.eixo.set_ylabel("Valor (0 a 1023)", color=COR_TEXTO) self.eixo.grid(alpha=0.2) self.curva_bruto, = self.eixo.plot([], [], color=COR_BRUTO, label="Valor analógico (A0)") self.curva_mapeado, = self.eixo.plot([], [], color=COR_MAPEADO, label="Valor mapeado") self.eixo.legend(facecolor=COR_FUNDO, labelcolor=COR_TEXTO) self.tela = FigureCanvasTkAgg(figura, master=self.raiz) self.tela.get_tk_widget().pack(side=tk.TOP, fill=tk.BOTH, expand=True) def ler_pendentes(self): """Lê TODAS as linhas que chegaram, para o gráfico não ficar atrasado.""" novas = [] while self.conexao.in_waiting > 0: linha = self.conexao.readline().decode("utf-8", errors="ignore") valores = interpretar_linha(linha) if valores is not None: novas.append(valores) return novas def atualizar(self): try: novas = self.ler_pendentes() except (serial.SerialException, OSError) as erro: print(f"Conexão perdida: {erro}") self.fechar() return for valor_bruto, valor_mapeado in novas: self.contador += 1 self.eixo_x.append(self.contador) self.bruto.append(valor_bruto) self.mapeado.append(valor_mapeado) if novas: self.curva_bruto.set_data(self.eixo_x, self.bruto) self.curva_mapeado.set_data(self.eixo_x, self.mapeado) inicio, fim = self.eixo_x[0], self.eixo_x[-1] self.eixo.set_xlim(inicio, max(fim, inicio + 1)) todos = list(self.bruto) + list(self.mapeado) self.eixo.set_ylim(min(todos) - 20, max(todos) + 20) self.tela.draw_idle() self.raiz.after(INTERVALO_TELA_MS, self.atualizar) def fechar(self): if self.conexao.is_open: self.conexao.close() self.raiz.destroy() def main(): leitor = argparse.ArgumentParser(description="Plotter do Caça-Fantasmas com Efeito Hall") leitor.add_argument("--porta", help="porta serial (ex.: COM3 ou /dev/ttyACM0)") leitor.add_argument("--velocidade", type=int, default=VELOCIDADE_PADRAO, help=f"baud rate (padrão {VELOCIDADE_PADRAO}, igual ao Hall.ino)") leitor.add_argument("--pontos", type=int, default=PONTOS_NA_TELA, help=f"leituras visíveis no gráfico (padrão {PONTOS_NA_TELA})") args = leitor.parse_args() porta = args.porta or encontrar_porta() if porta is None: sys.exit(1) try: conexao = serial.Serial(porta, args.velocidade, timeout=1) except serial.SerialException as erro: print(f"Não consegui abrir {porta}: {erro}") print("Dica: feche o Monitor Serial e o Plotter Serial da Arduino IDE.") sys.exit(1) time.sleep(2) # o UNO reinicia ao abrir a porta; espera ele acordar conexao.reset_input_buffer() raiz = tk.Tk() Plotter(raiz, conexao, args.pontos) raiz.mainloop() if __name__ == "__main__": main()