Prueba del acelerómetro BMA180 con PIC y PyQwt

En este ejemplo se tomarán como base los ejemplos anteriores. Así que, tendremos tres gráficas indicando las aceleraciones en tiempo real con su respectivo valor numérico, pero además, un indicador de interrupción y un termómetro.
Comenzaremos con la breakout board de Sparkfun. Esta placa tiene todos los pines del BMA180 separados y dos capacitores como filtros.

Descripción de los pines

VDD: Alimentación del sensor.
GND: Conexión a tierra.
INT: Salida Digital. Indica si un evento de interrupción ha ocurrido. Lógica positiva.
CS: Entrada digital.Chip select. Corresponde al pin CSB. Cuando este pin esta a 0V, se activa la funcionalidad SPI.
SCK: Entrada digital. Entrada de la señal de reloj.
SDO: Entrada/salida digital. Salida SPI o configuración de la dirección I2C.
SDI: Entrada/salida digital. Entrada SPI o datos seriales I2C.
VIO: Entrada de alimentación digital. Corresponde al pin VDDIO. La interfaz serial con el microcontrolador puede manejar voltajes diferentes que la alimentación del sensor. Por ejemplo, el sensor pude ser alimentado a 2.0V y la interfaz serie puede trabajar a 3.6V.

Prueba del acelerómetro MMA7260 con PIC y PyQwt II

En esta ocasión me basaré en la clase QwtDial para crear algo parecido a un indicador de actitud.
De la guía de usuario de qwt:

“La clase QwtDial proporciona un control de intervalo redondeado.
QwtDial esta diseñado para ser una clase base para los indicadores (dial) como velocímetros, brújulas, relojes:

Un dial contiene una escala y una aguja indicando el valor actual del dual. Dependiendo del Modo uno de ellos es fijo y el otro esta rotando…”
De la descripción anterior podemos sacar la conclusión de que un dial se compone de dos elementos básicos: una escala y una aguja. Estos elementos se dibujan “a mano”, es decir, las líneas que componen el dial, los números, las figuras, los colores. No se puede escoger directamente que indicador queremos, sino que tenemos que dibujarlo. Esto es algo complicado pues hay que tener los conceptos básicos de geometría presentes y dominarlos.
La otra opción es tomar las clases de los ejemplos incluidos y ajustarlas a nuestras necesidades, que es lo que hice en este caso. Copié a un archivo clases.py las clases que necesitaba para el indicador de actitud (el tercer indicador de la imagen anterior) que son:
EnumList: Función que es llamada dentro de las clases necesarias.
AttitudeIndicator: Esta clase dibuja el círculo y las escalas del indicador.
AttitudeIndicatorNeedle: Esta clase dibuja la aguja central, que para el indicador de actitud, es un triangulo rojo.

Prueba del acelerómetro MMA7260 con PIC y PyQwt

En la entrada anterior  se mostraron las características y el funcionamiento de este sensor. Ahora utilizaré la librería gráfica PyQwt para mostrar las mediciones que serán convertidas de analógico a digital mediante el PIC12F510 y serán transmitidas a una PC a través del estándar RS-232.

PIC12F510

El PIC12F510 es un microcontrolador producido por Microchip Technology. Este chip es de la familia Baseline y sus características mas importantes son:

    Encapsulado de 8 pines.     Oscilador interno de precisión de 4/8 Mhz.     3 canales ADC de 8 bits.     Es un microcontrolador de 8 bits.     Bajo consumo de corriente: 100 mA en modo Sleep.     ICSP.     El rango de voltaje es de 2.2V a  5.5V.     Cuenta con un timer de 8 bits.

Este microcontrolador a pesar de ser de bajo costo, cumple con lo necesario para realizar este ejemplo con sus tres ADC de 8 bits.

La programación de este uControlador fue hecha en CCS y es muy sencilla, se puede dividir en tres pasos: Configuración del microcontrolador, Adquisición de datos y envío de datos a la PC. El programa completo se muestra a continuación:

mainp12510accel.h

Plot con pyqt4 y qwt5 primera parte

Python es un lenguaje de programación interpretado muy fácil de aprender y de utilizar, con una gran cantidad de módulos que nos permiten hacer casi cualquier cosa.
En este ejemplo, se muestra como crear una interfaz grafica sencilla hecha en Qt en conjunto con la librería qwt para hacer un grafico de una onda senoidal que podamos manipular. Elegí qwt sobre matplotlib, por que para graficas en tiempo real, es mucho mas rapida la libreria qwt que matplotlib.

Lo que debe hacer la grafica es lo siguiente:

    Dibujar una onda seno y una onda coseno.
    Tener limites el eje X de [0,100] y en el eje Y de [-100,100].

Este ejemplo es de referencia para futuros proyectos.

Por comodidad hice la plantilla en qt designer, utilizando un widget vertical layout como contenedor de la gráfica. Para que el código creado en qt designer pueda ser usado en python, se utiliza pyuic que viene incluido en el paquete PyQt. Con esta línea

pyuic4 -o nombredelarchivodesalida.py nombredelarchivo.ui

el archivo con extension ui es el que se crea en qt designer y se obtiene un archivo de salida que puede ser utilizado en python.

La plantilla de la ventana es la siguiente:

Le quite el tool bar y el status bar. El cuadro rojo es del vertical layout donde se inserta el grafico.
Para poder utilizar la interfaz hecha en qt designer, la importamos como si fuera un modulo:

1. from Ui_ejemploqwt_ui import Ui_MainWindow

Primero creamos el marco donde se dibujarán todos los elementos que incluyamos en la gráfica, esta clase se llama qwtplot. Esto se hace con la siguiente función:

1. def createPlot(self, color):
2.     #en esta parte se crea el plot que seria todo el marco y los numeros "el cascaron"
3.     plot = Qwt.QwtPlot()
4.     plot.setCanvasBackground(QtGui.QColor("black"))
5.     plot.setAxisTitle(Qwt.QwtPlot.xBottom, 'X Axis')
6.     plot.setAxisTitle(Qwt.QwtPlot.yLeft, 'Y Axis')
7.     plot.setAxisScale(Qwt.QwtPlot.xBottom, 0, 100)
8.     plot.setAxisScale(Qwt.QwtPlot.yLeft, -100, 100,10)
9.     plot.setAxisAutoScale(Qwt.QwtPlot.xBottom)

Corremos el programa y obtenemos la siguiente ventana:

Plot con pyqt4 y qwt5 Segunda parte

En esta segunda parte las funciones que se añadirán a la grafica son las siguientes:

    Una línea (marker) que corte el gráfico por el centro, Y= 0
    Un indicador de coordenadas.
    Marcar cada punto en la grafica en el que se hace clic.
    Además de crear una línea horizontal donde se haga clic que “corte” la grafica.

Para crear el indicador de coordenadas se utiliza la clase QwtPlotPicker. La estructura general de este objeto es la siguiente:

1. QwtPlotPicker (int xAxis,
2. int yAxis,
3. int selectionFlags,
4. RubberBand rubberBand,
5. DisplayMode trackerMode,
6. QwtPlotCanvas *)

Donde:

xAxis: Es el eje de donde toma el valor mostrado con respecto al eje X. El plot puede tener dos ejes X, uno a la izquierda y otro a la derecha. En es elemento se indica de donde se tomará el valor de referencia.

yAxis: Tiene la misma función que xAxis pero tomando el eje Y como referencia.

selectionFlags: Puede seleccionarse entre PointSelection que devuelve un valor tipo QPoint o RectSelection que devuelve un valor tipo QRect.

Rubberband: Establece la forma de las líneas que indican el punto a seleccionar. Puede ser, una cruz que muestra lar coordenadas X y Y, una línea horizontal que solo muestra las coordenadas del eje X, una línea vertical que solo muestra las coordenadas del eje Y, sin líneas, una elipse, y un rectángulo. Estos dos últimos modos, solo se pueden utilizar con el tipo RectSelection.

DisplayMode: Puede ser siempre visible, visible cuando solo cuando se haga clic o invisible.

QwtPlotCanvas: Es el objeto tipo plot al que se le va a insertar el selector (picker).

En el siguiente ejemplo se creará un selector que indique las coordenadas X y Y, que sea visible solo cuando se haga clic en el plot, con el color de texto en blanco, y color de las líneas en color magenta.

1. picker = Qwt.QwtPlotPicker(Qwt.QwtPlot.xBottom,
2.         Qwt.QwtPlot.yLeft,
3.         Qwt.QwtPicker.PointSelection,
4.         Qwt.QwtPlotPicker.CrossRubberBand,
5.         Qwt.QwtPicker.ActiveOnly,
6.     plot.canvas())
7.     picker.setTrackerPen(Qt.QPen(Qt.Qt.white)) #text color
8.     picker.setRubberBandPen(Qt.QPen(Qt.Qt.magenta))

Cuando ejecutamos el programa, al hacer clic en cualquier punto del plot obtenemos lo siguiente:

Ahora crearemos una línea horizontal que corta el gráfico por la mitad, esto se hace con un objeto qwtMarker. Solo necesitamos indicar las coordenadas de la línea, si es horizontal o vertical, y el color. Esto se hace de la siguiente manera: