ruby arduino hacking - 串口通讯

ruby和串口通讯可以通过 serialport这个gem来实现，这个gem的用法很简单，先来看一个简单的串口输入输出例子：

require 'rubygems'
require 'serialport'

sp = SerialPort.new "/dev/ttyUSB0", 9600
sp.write "abcd"

2行代码，代表用9600的波特率连接/dev/ttyUSB0串口设备，往串口输入abcd

然后我们upload如下的代码，将串口接收到的数据通过串口输出：

int b = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    b = Serial.read();

    Serial.print("I received: ");
    Serial.println(b, DEC);
  }
}

我们可以通过arduino IDE的Serial Monitor来看到运行的结果，当然也可以再用serialport这个gem：

require 'rubygems'
require 'serialport'

sp = SerialPort.new "/dev/ttyUSB0", 9600
while r = sp.readlines
  puts r
  sleep 1
end

串口通讯常用来采集数据，比如这篇文章中的 LM35温度传感器，我们只需将写少量ruby代码，就可以将串口的数据保存到数据库供后续使用。你还可以在这篇文章的基础上加上DSM501A粉尘传感器之类的，用weibo api每天定时发布自己家的PM2.5，或者添加更多的湿度，压力等传感器，就是一个小型的个人气象站了。


除了采集数据，接下去来看前一篇博客中提到的：

引用

将代码放在PC端运行，通过串口通讯写入和读取arduino上的各种输入输出口，这样的好处有2个：1复杂的控制代码（比如互联网，计算，数据库）可以不受限于arduino语言。 2方便快速调试，不需要编写，上传，烧入这样麻烦。

用一个蜂鸣器演奏乐曲来举例子，来看两只老虎的简谱：



如果直接upload代码，我们只需要反复调用 tone函数就可以了，如需要演奏不同的乐曲，就upload不同的代码，这就是烧入一次，执行一次。
我们可以通过串口通讯和自定义协议，来实现演奏不同的乐曲。以上面的简谱为例子，我们定义数字1~7分别对应简谱的1~7，定义‘*’为1拍，‘-’为2拍，‘_’为1/2拍，‘.’为1又1/2拍。arduino代码如下：

#include "pitches.h"
int pitches[] = {
  NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_B4
};
char c;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    c = Serial.read();
    if (c == '-') {   
      delay(1600);
    } else if (c == '.') {
      delay(600);    
    } else if (c == '*') {
      delay(400);      
    } else if (c == '_') {
      delay(200);
    } else if (c == '0') {
      noTone(8);
    } else {
      tone(8, pitches[c - '0']);
    }
  }
}

ruby代码如下：

require 'rubygems'
require 'serialport'

sp = SerialPort.new "/dev/ttyUSB0", 9600
string = "12311231345-345-5.6_5.4_315.6_5.4_31151-151-0"
string.scan(/\d[_|\-|\.]?/) do |i|
  sp.write i.ljust(2, '*')
end

需要说明的是，因为不想在每个1拍的音符后面都加个*，所以代码多了2行，否则就是很简单的一个each block中依次串口输出就可以了。
我们如果需要换个歌曲，就将string的内容更换，重新执行一次即可，这样就实现了一次烧入，多次运行的效果。

在上面这个例子中，我们自定义了一个tone的协议，实际中用到最多的是digitalWrite/Read和analogWrite/Read，所以只要针对他们做一个简单协议，就能很方便地控制，https://github.com/HashNuke/arduino 就是这样的一个项目。而 https://github.com/chrismetcalf/ruby-firmata 则是针对 Firmata这个通用协议的ruby实现。

通过ruby控制arduino除了唱两只老虎哄哄小孩，还能做很多实用或者有趣的事情，请等待下篇...