quarta-feira, 22 de julho de 2009

Hello Arduino World: Parte 2

Na primeira parte deste simples tutorial mostrei uma unidade de uso do Arduino ao ilustrar o uso de um LED e um resistor conectados a uma porta digital. Depois um simples programa implementado na IDE Processing, compilado e instalado no Arduino fez este LED acender e apagar. Agora Vamos à segunda parte do exemplo "Hello Arduino World".

Nesta segunda parte vou evoluir o programa usado para controlar vários LEDs usando um loop baseado na instrução "for" suportada pelo microcontrolador do Arduino.

Clique para ampliarOs LEDs estão ligados da porta 2 até a porta 7, num total de 6 LEDs. Como ilustra a figura ao lado, foram usados LEDs vermelhos e verdes dispostos de maneira intercalada. Cada um ligado a um resistor de 10k e 1k ohms, respectivamente.

O código a seguir contem as instruções necessárias para configurar as portas digitais como saída e acender/apagar os LEDs ligados a estas portas em sequência.

#define QTD_LEDS 6

int porta[QTD_LEDS] = {2,3,4,5,6,7};
int pausa = 500;

void setup() {
for(int i = 0;i < QTD_LEDS; i++) {
pinMode(porta[i], OUTPUT);
}
}

void loop() {
for(int i = 0;i < QTD_LEDS; i++) {
digitalWrite(porta[i], HIGH);
delay(pausa);
digitalWrite(porta[i], LOW);
}
for(int i = QTD_LEDS - 1;i == 0; i--) {
digitalWrite(porta[i], HIGH);
delay(pausa);
digitalWrite(porta[i], LOW);
}
}

Na linha 3 do código acima é definido um array contendo em cada posição o número de cada porta ocupada por um LED. O uso da estrutura array facilita e simplifica o acesso em sequência ao número de cada porta usada para fazer a respectiva configuração na função "setup()" e o controle de cada LED em loop na função "loop()".

Na função "setup()", implementada a partir da linha 7, cada porta é configurada dentro da instrução "for" que permite a execução da linha 8 num número conhecido de vezes. A cada execução uma das portas indicadas pelo array "porta" é configurada como saída (OUTPUT) através da execução da função "pinMode()".

A função "loop()", que será executada infinitas vezes pelo microcontrolador do Arduino, usa duas vezes a instrução "for" para acender e apagar o LED conectado em cada porta. No primeiro uso, os LEDs acendem e apagam na sequência crescente e no segundo uso, os LEDs acendem e apagam na sequência decrescente.

O video a seguir mostra a execução do programa implementado acima já instalado e rodando dentro do Arduino.

video

Agora vamos fazer uma pequena evolução neste exemplo para incorporar uma chave que permite mandar um bit para o programa através de porta digital 8. Usando este bit podemos controlar a direção que os LEDs acendem/apagam ao aplicar a instrução "if" sobre as linhas de código que realizam o loop dentro da função "loop()".

O programa ilustrado a seguir configura na linha 11 a porta digital 8 do Arduino como entrada digital. Na linha 15 deste programa o valor fornecido pela chave digital é lido através da chamada à função "digitalRead()". Se o valor retornado por esta função for igual a HIGH, os LEDs acendem/apagam na ordem da porta 2 até 7. Se o valor for LOW, os LEDs acendem/apagam na ordem da porta 7 até 2.
#define QTD_LEDS 6
#define portaChave 8

int porta[QTD_LEDS] = {2,3,4,5,6,7};
int pausa = 500;

void setup() {
for(int i = 0;i < QTD_LEDS; i++) {
pinMode(porta[i],OUTPUT);
}
pinMode(portaChave,INPUT);
}

void loop() {
if (digitalRead(portaChave) == HIGH) {
for(int i = 0;i < QTD_LEDS; i++) {
digitalWrite(porta[i], HIGH);
delay(pausa);
digitalWrite(porta[i], LOW);
}
} else {
for(int i = QTD_LEDS - 1;i >= 0; i--) {
digitalWrite(porta[i], HIGH);
delay(pausa);
digitalWrite(porta[i], LOW);
}
}
}

Na figura ao lado, a chave de duas posições e três pares de pinos é ligada ao aterramento (GND), à porta 8 (pino central) e à porta de 5v (fio laranja). Assim, quando mudamos a chave para uma posição, a porta 8 é ligada ao aterramento e estaremos enviando o bit 0 (LOW). Quando mudamos a chave para a outra posição, a porta 8 passa a ser ligada à tensão de 5v (bit igual a 1 ou HIGH).

O video abaixo apresenta a execução do programa dentro do Arduino após compilar através da IDE na máquina desktop. Este video mostra os LEDs acendendo/apagando num sentido e após a mudança da posição da chave o sentido é invertido.

video

O próximo exemplo, que será apresentando num novo post, ilustrará uma evolução do código acima para receber um sinal analógico vindo de um potenciômetro para controlar o tempo que cada LED permanece aceso.

terça-feira, 21 de julho de 2009

Novidades do JavaOne 2009

A entrevista a seguir foi publicada originalmente no site da Globalcode.

1. Como foi o JavaOne 2009 ?

Como diria o velho mister Spock: Fascinating!. Foi incrível participar deste mega evento lá nos USA. Pude ver os gurus do Java, aqueles que só conhecemos como autores de livros e de APIs do Java. Pude notar que são pessoas tão normais e mortais como nós, além de estarem numa faixa etária um pouco além da maioria dos nossos desenvolvedores. Todos estavam sempre dispostos a promover networking e responder as nossas questões sobre a tecnologia Java. Contudo, fantástico mesmo foi participar da entrevista com o Rod Johnson (o criador do Spring Framework). As considerações dele sobre o Java EE e o Spring foram legais. Breve veremos novamente as opiniões dele na Java Magazine.

2. Quais foram os assuntos mais falados no evento ?

Não vi algum anúncio de novidade bombástica da tecnologia Java neste JavaOne. Contudo, a palavra chave foi "Cloud Computing" com muitas palestras suportando este tema, tanto no JavaOne quanto no CommunityOne (versão gratuita do JavaOne realizado no primeiro dia). Também notei que o JavaFX foi bastante reforçado pela Sun através de diversas palestras e demonstrações nas "general sessions". Os mesmos assuntos relacionados a Java EE 6 foram discutidos, como EJB 3.1, JSF 2.0, Servlets 3, JPA 2 e muitos comentários sobre modularização e OSGi. Mas, a palestra sobre Spring 3.0 lotou e bombou, resultando logo em seguida no comentário do Rod Johnson no seu twitter: " (...) Pity so many people who wanted to attend couldn't get in". A novidade veio mesmo do conhecimento sobre o chamado Spring Roo que permite a geração de código para aplicações baseadas em Spring a partir de templates. Esta ferramenta poderá se tornar um grande concorrente ou parceiro do SuperCRUD, quem sabe?!

3. Sobre o que foi a apresentação de vocês ?

O objetivo da nossa apresentação foi mostrar e consolidar os resultados dos nossos projetos de Trainamentoring realizados no ano de 2008 e 2009 na Globalcode. Ou seja, apresentamos o resultado da nossa experiência na modelagem de arquiteturas de aplicações baseadas em Java com Java EE e frameworks. Com isso comentamos os requisitos não-funcionais normalmente importantes para um projeto e para empresas do nosso mercado. Tratamos de como as arquiteturas aplicadas por nós nos projetos puderam ajudar a endereçar estes requisitos. Cada arquitetura foi caracterizada com as suas vantagens, desvantagens e cenários recomendados para uso. Finalizamos esta apresentação com a demonstração do SuperCRUD como uma ferramenta "open source" que permite trabalhar com templates de código e todas as arquiteturas apresentadas para gerar uma aplicação CRUD numa velocidade quase superluminal.

4. Como vocês se prepararam para a apresentação ?

Esta preparação foi um trabalho árduo. Tudo começou quando recebemos a notícia da aprovação do trabalho no evento. Comecei revisando o inglês com um professor particular e aula diária de 1 hora. Preparamos os slides e o professor ajudou a revisar e preparar a fala em inglês. Criamos várias versões dos slides, fizemos vários códigos e demos nas várias arquiteturas e no SuperCRUD. Além de tudo isso, enquanto estávamos nos USA e até mesmo durante o evento, fizemos vários ensaios (alguns desses ensaios foram no Yerba Buena Garden, junto ao Moscone Center). Não posso deixar de citar que vários colegas e amigos americanos nos ajudaram a fazer uma revisão técnica e do texto em inglês dos slides. Agradecimentos especiais para o Joe Coha, Reza Rahman, Ed Burns e Felipe Leme. Também participamos do chamado "speaker coaching" promovido pela organização do evento. Um profissional em apresentações em público foi disponibilizado para os palestrantes fazer uma prévia da apresentação e corrigir detalhes de pronúncia em inglês, vícios corporais e movimentação, slides, etc.

5. Como foi o coaching ?

Para mim o "speaker coaching" foi muito bom. Saí de lá muito mais tranquilo para apresentar. O orientador deu várias dicas e nos falou que o inglês estava bom e o nosso comportamento em palco estava muito bom. Isso nos tranquilizou bastante. O curioso deste 'coaching' é que foi gravado pelo orientador e depois repassado num telão da sala onde nós pudemos nos observar e ouvir as orientações.

6. Qual feedback vocês tiveram depois da apresentação ?

Os feedbacks foram muito positivos. Tivemos várias perguntas ao final. Muitos desenvolvedores interessados nos nossos resultados (consolidados num slide final e comparativo das arquiteturas), além do interesse especial pelo SuperCRUD. O retorno foi tão imediato que a nossa palestra e o SuperCRUD foram comentados em blogs. Isto resultou num crescimento imediato do número de inscritos na comunidade do SuperCRUD.

7. Qual foi a melhor coisa do JavaOne 2009 ?

Na verdade duas coisas foram as melhores no JavaOne. A primeira foi a oportunidade de networking com vários desenvolvedores da tecnologia Java que atuam nos diversos cantos do mundo. A segunda foi a possibilidade de me atualizar com as informações mais recentes e com os profissionais responsáveis por criar e desenvolver as tecnologias Java. Mas, o melhor de tudo foi ter participado de uma feira de nerds e geeks chamada de "Maker Faire" que aconteceu em San Mateo/CA no final de semana antes do JavaOne. Infelizmente não tem nada a ver com o JavaOne nem com o Java. Então não considero exatamente uma resposta para essa pergunta. Mas eu não poderia deixar de citar e finalizar dizendo: Fascinating!

domingo, 19 de julho de 2009

Hello Arduino World: Parte 1

Para ilustrar o funcionamento básico do Arduino preparei uma sequência de exemplos com alguns códigos, fotos e videos. Neste post apenas tratarei do primeiro exemplo que implementa um programa bem simples e representa uma unidade de código que usa uma porta digital como saída do Arduino conectado a um LED (diodo emissor de luz). O programa que será instalado no Arduino apenas acenderá e apagará este LED ininterruptamente com uma pequena pausa.

Clique aqui para ampliar!A foto ao lado ilustra os dois componentes usados neste primeiro exemplo. O LED vermelho está à esquerda e um resistor de 10k ohms está à direita. O LED tem polaridade, onde o fio metálico mais comprido é o positivo e o curto é o negativo. O resistor não tem polaridade.

Clique aqui para ampliar!Com um barramento para montar circuitos eletrônicos (protoboard) uma das pontas do resistor está ligada ao fio metálico de polaridade negativa do LED. A polaridade positiva do LED será ligada à porta digital de numero 9 do Arduino. O outro fio metálico do resistor será ligado à porta de aterramento (GND - ground).

Clique aqui para ampliar!A programação para o Arduino é realizada através da IDE implementada em Java chamada de Processing que pode ser baixada do site arduino.cc. Como ferramenta é implementada em Java, pressupõe-se ter um JRE devidamente instalado na máquina e com a variável PATH configurada para localizar este JRE. Contudo, os programas rodam dentro do microcontrolador do Arduino. Portanto, um compilador C externo a esta IDE é usado. Então, será necessário instalar o compilador avr-gcc antes de tentar escrever e compilar qualquer código para o Arduino através da IDE. Todos os passos necessários para configurar este ambiente estão disponíveis no site do Arduino.

A figura abaixo é um snapshot desta ferramenta com o código usado para controlar a porta 9 do Arduino para acender e apagar o LED.

Clique aqui para ampliar!
Um programa simples para rodar no Arduino deve ter as funções "setup()" e "loop()". A primeira função será executada apenas uma vez pelo Arduino no início da execução do programa. Esta função é usada para conter instruções para inicialização. Pode inicializar variáveis ou configurar as portas do Arduino. A segunda função será executada num loop infinito. Esta será a parte principal do programa.

#define portaLED 9

int pausa = 500;

void setup() {
pinMode(portaLED, OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(portaLED, HIGH);
delay(pausa);
digitalWrite(portaLED, LOW);
delay(pausa);
}

Clique aqui para ampliar!O código da função "setup()" ilustrada acima chama a função "pinMode(...)" que configura a porta 9 como saída digital. Com esta configuração será possível ativar esta porta para mudar o estado de ligado para desligado ou vice-versa (do estado 1 para 0 ou HIGH para LOW). A função "loop()" usa as funções "digitalWrite()" e "delay()" para mudar o estado da porta 9 e realizar uma pequena pausa para que a mudança de estado seja percebida. Como o programa roda numa velocidade aproximada de 16KHz, sem a pausa não seria possível observar o LED conectado a esta porta acender e apagar. A linha 10 deste código muda o estado da porta 9 para HIGH. Ou seja, a porta 9 passa a ter a tensão de 5 volts que representa o bit igual a 1. Em seguinda, ocorre uma pausa de 500 milissegundos antes de mudar o estado da porta para LOW (equivalente a zero volts). Daí uma nova pausa antes de voltar a acender o LED quando o Arduino executa novamente a função "loop()".

O video a seguir ilustra a execução do programa já compilado e instalado no Arduino através da IDE.

video
Na parte 2 (num novo post) será ilustrada uma evolução deste exemplo ao adicionar uma sequência de LEDs e um programa com loop para acender e apagar esta sequência.

domingo, 12 de julho de 2009

Arduino: Uma plataforma Open Source

Quando participei do último OpenTDC promovido pela Globalcode ouvi falar de um hardware open source chamado Arduino. Até aquele momento nunca tinha ouvido falar da idéia de open source no mundo do hardware e sim somente no mundo do software. Minha santa ignorância! Mas, durante a minha visita aos Estados Unidos para participar do JavaOne 2009 tive a oportunidade ímpar de participar de uma feira que aconteceu nos dias 30 e 31 de maio deste ano em San Mateo na California. A feira chamada de Maker Faire (um dos assuntos do próximo Casual Class da Globalcode) foi um evento dedicado a mostrar os trabalhos de diversos pequenos inventores, fazedores, geeks, nerds e artesãos de todas as áreas. Nesta feira vi a presença maciça do Arduino através de diversos projetos, kits de eletrônica, robôs e outros equipamentos feitos pelos expositores que participaram do evento. Nesta feira fiquei mais curioso ainda pelo Arduino e sobre essa idéia de hardware open source. Por consequência, acabei trazendo para casa um kit para fazer pequenos projetos e experiências com o Arduino comprado na feira. E assim começou as minhas peripércias com este hardware simples e pequeno que tem fascinado tanto o mundo dos "makers".

Estão, o que é Arduino? O Arduino é uma plataforma de hardware open source baseado em um microcontrolador com suporte a conexão via serial ou USB com o computador para receber programas. A palavra "plataforma" significa um hardware genérico o suficiente para permitir a criatividade dos desenvolvedores elaborar aplicações com interatividade com o mundo real (também chamado de "physical computing") através de alguns componentes eletrônicos como complemento.

A maior curiosidade sobre o Arduino não está na sua simplicidade, mas sim numa grande comunidade que se formou em torno desta idéia. Por ser um hardware aberto, aonde podemos baixar a lista de componentes, o diagrama esquemático e o desenho da placa de circuito e muita documentação para aqueles que desejam montar o seu próprio Arduino, esta tecnologia proporciona a democratrização do conhecimento para qualquer um usar ou contribuir. Com isso, podemos encontrar diversos projetos na rede contruídos com base no Arduino. Também podemos encontrar livros e revistas especializadas tratando do assunto, além de vários sites sobre o assunto. Alguns exemplos:
Na verdade o Arduino é bem simples. Na sua última versão, possui vários componentes simples como resistores, capacitores, diodos e um regulador de tensão. Mas a parte vital está num microcontrolador da ATmel que disponibiliza algumas portas digitais para entrada ou saída de bits e algumas portas analógicas para entrada de um sinal analógico e a respectiva conversão para um valor binário (int) no programa. O hardware do Arduino é tão simples que pode ser construído em casa após adquitir todos os componentes ou ser adquirido já ponto. A comunicação com o computador para receber os programas é realizado por porta serial ou USB do computador (depende da versão usada do Arduino). Através destas portas é possível conectar LEDs, potenciômetros, motores, sensores de luminosidade, relés ou qualquer outro dispositivo eletrônico que permita receber um bit para ativar algum equipamento externo ou simplesmente receber um sinal de um dispositivo e mandar para o programa. Com o Arduino não é difícil construir um hardware que controla alguns motores de um pequeno robô e receba os sinais de alguns sensores como um sensor ultrasônico. O sensor pode indicar a distância do robô de algum obstáculo para que o código em execução possa provocar uma reversão dos motores para evitar que o robô atinja ao alvo.

No site oficial do Arduino podemos encontra toda documentação, como programar, exemplos de código, como usa através de Windows, Linux ou Mac, além da descrição completa das várias versões do hardware. Neste site podemos fazer o download da ferramenta de desenvolvimento (IDE) para criar programas baseado na linguage "C" para instalar e rodar dentro do Arduino. Esta IDE chama-se "Processing" e está implementada em Java. Mas, como o programa, escrito em "C" e depois compilado, roda dentro do microcontrolador do Arduino, esta IDE apenas usa um compilador externo preparado para gerar códigos binários para os microcontroladores da ATmel. Também permite fazer o upload do programa compilado no computador para a memória do Arduino através da porta serial ou USB. Após o upload, o Arduino começa executar imediatamente.

A imagem a seguir ilustra um programa de exemplo que acompanha a IDE de desenvolvimento para o Arduino.

Exemplo de cógigo para o Arduino
Este programa configura a porta de número 13 do Arduino como saída digital através da função "setup()". Depois, num loop infinito, o Arduino executa as instruções que estão dentro da função "loop()". Estas instruções mudam o estado da porta 13 para HIGH (bit ligado que corresponde a 5 volts nesta porta) e após uma pausa mudam o estado para LOW (bit desligado que corresponde a 0 volt nesta porta). Assim, se ligarmos um dispositivo a esta porta, ele será ligado e desligado. Por exemplo, um LED pode ser usado para visualizarmos o estado desta porta. Ou até poderíamos ter um pequeno motor ligado a esta porta com um circuito apropriado de potência.

Um passo-a-passo para fazer um exemplo bem simples com o Arduino e evoluí-lo gradativamente é apresentado na sequência de posts "Hello Arduino World":
Then, enjoy them ...

sábado, 11 de julho de 2009

Ubuntu Netbook Remix e Acer Aspire One

Recentemente adquiri um netbook da Acer Aspire One (ZG5 - AOA150-1706) com o Windows XP Home previamente instalado. Uma excelente máquina, portátil e com boa performance. Contudo, fiquei extremamente decepcionado com o sistema operacional instalado. Não, porque era um Windows, e sim pelas limitações impostas pela Microsoft para esta distribuição do Windows. Eu estava disposto a manter este sistema operacional porque gostaria de ter uma cópia legalizada, além de poder rodar alguns programas que não tenho disponível para Linux. Mas, fui tentar instalar alguns softwares da própria Microsoft para conectividade com Unix e este sistema rejeitou a instalação. Também experimentei problemas ao copiar arquivos maiores que 2GB para um pendrive de 16GB. Esta foi a gota d'água para jogar na lixeira o Windows e instalar um Linux.

Então, conheci o Ubuntu Netbook Remix (UNR). Esta distribuição é uma versão do já conhecido Ubuntu, mas otimizado e testado para alguns netbooks disponíveis no mercado. Daí, não tive remorso. Fiz um backup da instalação original da máquina e instalei o UNR.

Após a instalação do UNR no netbook, notei que todos os dispositivos funcionaram perfeitamente sem nenhuma configuração extra. Itens como webcam integrada, microfone embutido, mouse touchpad, wifi, áudio e xorg funcionaram perfeitamente. Foi fantástico ver que após uma instalação simples e rápida já estava disponível o Firefox, Pidgin, OpenOffice 3 e outros softwares para edição de imagens, tocar áudio e video. Sem muito esforço instalei o JDK da Sun através do Synaptic Package Manager e depois o Eclipse e NetBeans.

Apesar de ser uma máquina de pouco poder de processamento, o Acer Aspire One com processador Intel Atom N270 de 1.6GHz, 1GB de RAM, 160GB de HD e tela de 8.9" (resolução máxima de 1024x600), os softwares responderam com uma excelente performance. Inclusive as IDEs de desenvolvimento em Java.

Mesmo com toda a elegância da interface do UNR para o desktop no netbook, as vezes o tamanho da tela e as aplicações sempre iniciando maximizado incomodam um pouco. Também notei que o auto-falante embutido no netbook é horrível. Contudo, todos os codec instalados para mp3, DVD, mp4 e divX funcionaram muito bem. Até ficou parecendo com um daqueles DVD players portáteis que tem uma pequena tela embutida para ver filmes.


A distribuição Ubuntu como sempre está evoluindo e se tornando cada vez mais fácil de instalar e usar. As vezes me pergunto porque as pessoas ainda insistem em usar um Windows limitado ou pirata quando já temos uma excelente solução disponível para todos.

JavaOne 2009 - Slides disponíveis na rede

Participei do último JavaOne realizado em San Franciso (USA). Pude contribuir para este evento como palestrante junto com o Vinicius Senger (co-fundador e CEO da Globalcode). Após este evento e o Casual Class realizado pela Globalcode, coloquei os slides na rede para a comunidade através do slideshare.


Detalhes da apresentação podem ser encontrados aqui.

Coloquei também algumas fotos tiradas durante o evento no álbum do picasaweb.

JavaOne2009