PROCESSING – Desarrollo de interfaces gráficas para Arduino – 2ª Edición

Si tiene conocimientos de Arduino y quiere ir un paso más allá, Processing le ofrece la oportunidad de mostrar datos y controlar dispositivos basados en esta placa por medio de interfaces gráficas.
El carácter abierto y multiplataforma de Processing le permitirá ejecutar las interfaces en Windows, macOS, Linux e, incluso, Raspberry Pi o Android. Además, dado que Arduino y Processing tienen un origen común, su entorno de desarrollo y el lenguaje de programación son muy similares, motivo por el que empezará a crear sus primeras aplicaciones casi de inmediato.
Gracias a los ejemplos prácticos que presenta este manual y a la explicación paso a paso de todos los códigos:
• ·Diseñará interfaces de usuario que mostrarán información y facilitarán el manejo de sistemas
basados en Arduino y ESP8266 de forma visual e interactiva.
• ·Accederá a los sistemas a través de Bluetooth o wifi mediante protocolos específicos de
Internet de las cosas (IoT), tanto desde un ordenador como desde un móvil.
• ·Aplicará técnicas de visión artificial que le ayudarán a identificar objetos por su forma, tamañoo color. Incluso, añadirá información textual o gráfica con el uso de técnicas de realidad aumentada.
Sin duda, en este libro encontrará una gran variedad de técnicas con las que ampliar las capacidades de Arduino hasta límites que nunca hubiera imaginado.

1. INTRODUCCIÓN 1
2. IDE PROCESSING 3
2.1 Instalación ………………………………………………………………………………….3
2.2 Interfaz ………………………………………………………………………………………8
2.3 Sketches ……………………………………………………………………………………10
3. PROGRAMACIÓN CON PROCESSING 15
3.1 Funciones setup() y draw() ……………………………………………………….15
3.2 Hola Mundo ……………………………………………………………………………..16
4. FUNCIONES GRÁFICAS 23
4.1 Gráficos elementales …………………………………………………………………23
4.1.1 Puntos ………………………………………………………………………………..24
4.1.2 Líneas …………………………………………………………………………………27
4.2 Figuras geométricas …………………………………………………………………..31
4.2.1 Rectángulos ……………………………………………………………………….31
4.2.2 Elipses ………………………………………………………………………………..33
4.2.3 Arcos ………………………………………………………………………………….35
4.2.4 Figuras geométricas personalizadas …………………………………….35
4.2.5 Práctica: emoticono ……………………………………………………………36

4.3 Color …………………………………………………………………………………………38
4.3.1 Práctica: emoticono en color ………………………………………………41
4.4 Textos ……………………………………………………………………………………….44
4.5 Imágenes ………………………………………………………………………………….53
4.6 Transformaciones …………………………………………………………………….60
4.6.1 Traslación ………………………………………………………………………….60
4.6.2 Rotación …………………………………………………………………………….65
4.6.3 Escalado ……………………………………………………………………………..70
4.6.4 Matrices de transformación ………………………………………………..72
4.6.5 Práctica: reloj analógico ………………………………………………………74
4.7 Gráficos 3D ……………………………………………………………………………….78
4.7.1 Transformaciones 3D ………………………………………………………….79
4.7.2 Figuras geométricas ……………………………………………………………82
4.7.3 Iluminación ………………………………………………………………………..84
4.7.4 Cámara……………………………………………………………………………….86
5. INTERACCIÓN CON EL RATÓN Y EL TECLADO 89
5.1 Uso del ratón …………………………………………………………………………….89
5.1.1 Práctica: pizarra electrónica ………………………………………………..94
5.1.2 Práctica: control de movimiento 3D ……………………………………95
5.2 Uso del teclado …………………………………………………………………………98
5.2.1 Práctica: juego del frontón ………………………………………………. 101
5.2.2 Práctica: juego de los ladrillos ………………………………………….. 111
6. INTEGRACIÓN ARDUINO-PROCESSING 119
6.1 Librería Firmata …………………………………………………………………….. 121
6.1.1 Práctica: blink …………………………………………………………………. 123
6.1.2 Práctica: linterna inteligente ………………………………………….. 127
6.1.3 Práctica: control direccional de un mecanismo pam tilt …… 130
6.2 Gestión directa de las comunicaciones serie …………………………. 136
6.2.1 Envío de datos desde Processing hacia Arduino ………………. 137
6.2.2 Envío de datos desde Arduino hacia Processing ………………. 140

6.2.3 Práctica: mando de juegos ……………………………………………….. 148
6.2.4 Práctica: espejo 3D ………………………………………………………….. 151
6.2.5 Práctica: osciloscopio ……………………………………………………… 160
7. LIBRERÍA DE ELEMENTOS GRÁFICOS CONTROLP5 169
8. INTERNET DE LAS COSAS 181
8.1 Comunicaciones Bluetooth ……………………………………………………. 182
8.1.1 El HC-05 …………………………………………………………………………. 182
8.1.2 Práctica: control de una persiana ……………………………………. 189
8.1.3 Práctica: control del nivel de brillo de un led …………………… 197
8.1.4 Práctica: estación meteorológica ……………………………………… 204
8.2 Comunicaciones MQTT …………………………………………………………. 211
8.2.1 El WEMOS D1 …………………………………………………………………. 212
8.2.2 Librerías ESP8266WiFi y PubSubClient de Arduino ………….. 216
8.2.3 Librería MQTT de Processing …………………………………………… 218
8.2.4 Práctica: control de las luces de una casa …………………………. 219
8.2.5 Práctica: control de la calefacción desde un teléfono móvil 234
9. VISIÓN ARTIFICIAL 251
9.1 OpenCV ………………………………………………………………………………… 251
9.2 Librería OpenCV for Processing …………………………………………….. 252
9.3 Características básicas de una imagen ……………………………………. 256
9.3.1 Color ……………………………………………………………………………… 257
9.3.2 Brillo y contraste ……………………………………………………………. 261
9.3.3 Histogramas …………………………………………………………………… 265
9.4 Filtros de procesamiento de imágenes ………………………………….. 268
9.4.1 Filtros basados en umbral ………………………………………………. 269
9.4.2 Filtro paso bajo ………………………………………………………………. 272
9.5 Detección de contornos ………………………………………………………… 275
9.5.1 Bounding box ………………………………………………………………….. 282
9.5.2 Aproximación poligonal ………………………………………………….. 286

9.5.3 Práctica: clasificación de objetos por tamaño …………………… 290
9.6 Detección facial …………………………………………………………………….. 297
9.7 Captura y reproducción de vídeo …………………………………………… 301
9.7.1 Vídeo obtenido de una cámara ………………………………………… 304
9.7.2 Vídeo procedente de un archivo ……………………………………… 309
9.8 Procesamiento de vídeo ………………………………………………………… 312
9.8.1 Práctica: mascota robótica I …………………………………………….. 316
9.9 Realidad aumentada ……………………………………………………………… 325
9.9.1 Práctica: clasificación de materiales ………………………………… 331
9.10 Detección de movimiento …………………………………………………… 341
9.10.1 Práctica: alarma inteligente …………………………………………… 344
9.11 Color tracking …………………………………………………………………….. 352
9.11.1 Práctica: mascota robótica II ………………………………………….. 360