Olá, como estão? Hoje iremos desenvolver um decodificador de código Morse sensível ao toque, para este projeto usamos o KIT iniciante com Arduíno UNO da WJ Componentes.
Componentes Utilizados
OU
Funcionamento do Projeto Código Morse
Primeiramente como foi comentado acima iremos desenvolver um decodificador de Código Morse, onde o usuário irá passar o código Morse para o Arduíno UNO através do toque. E o Arduíno UNO vai retornar a mensagem enviada decodificada, porém não iremos utilizar o modulo de touch ao invés disso iremos utilizar o método capacitivo para identificar o toque através de um jumper.
Obs.: Não é recomendo utilizar esse método para projetos finais, pois ele possui uma alta latência e pode gerar resultados inesperados, é recomendado apenas para teste em protoboard.
Código Morse
Primeiramente precisamos entender o que é o Código Morse. Ele é um sistema de representação de algarismo, números e pontuação, através de um sinal codificado de modo impermanente, ou seja, não é contínuo. Além disso ele é constituído apenas por pontos e traços, e foi desenvolvido por Samuel Morse em 1985. Com o proposito principal de utilizar para transmitir mensagens e para ser usado na sua mais invenção o telegrafo. Contudo uma mensagem em Morse pode ser transmitida de diversas formas sendo elas pulsos elétricos, ondas mecânicas(também conhecida como Morse acústico), sinais visuais e ondas eletromagnéticas. Elas foram muito importantes em guerras, porém hoje raramente são usados, mas é sempre bom saber, pois nunca se sabe quando vai ser útil.
O Código Morse possui uma tabela com cada letra e seu código para que assim possamos consultar quando necessário.
Montagem do Projeto Código Morse
Logo após compra dos componentes na WJ Componentes, vamos à montagem! Agora será conectado os LEDs na protoboard com os resistores que ligamos nos catodos dos LEDs, e para finalizar os LEDs ligamos o anodo nos pinos 2 e 3 do Arduíno UNO, em seguida conectamos um jumper no pino A5 do Arduíno UNO, ele será responsável por identificar o toque usando a carga elétrica. Por exemplo a pele, pois configuramos o pino como input pull-up.
Contudo segue abaixo uma imagem que demonstrando a montagem do circuito.
Diagrama Esquemático do Projeto Código Morse
Código-fonte do Projeto Código Morse
Em seguida segue abaixo o código completo do projeto decodificador.
//Definições -----------------------------------------------------------------------------------------
#define led 2 // Define LED nova letra
#define led2 3 // Define LED novo comando
//Variáveis Globais ----------------------------------------------------------------------------------
unsigned long mili; // Armazena Tempo
int cont = 0; // Variável de controle
byte codi[5] = {}; // Armazena código codificado
String msg; // Armazena MSG
byte i = 0; // Variável de controle
//Funções Auxiliares ---------------------------------------------------------------------------------
void decodifica(); // Responsável por Decodificar
//Setup ----------------------------------------------------------------------------------------------
void setup() {
Serial.begin(9600); // Inicializa a Serial
pinMode(A5, INPUT_PULLUP); // Configura A5 como INPUT_PULLUP
pinMode(led, OUTPUT); // Configura LED como OUTPUT
pinMode(led2, OUTPUT); // Configura led2 como OUTPUT
}
//Loop -----------------------------------------------------------------------------------------------
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // Sinaliza nova letra
digitalWrite(led2, HIGH); // Sinaliza novo comando
int le = analogRead(A5); // Atribui a le o valor de A5
mili = millis(); // Atribui mili o valor de millis
while (le < 950) { // Loop até le ser menor que 950
digitalWrite(led, LOW); // Apaga LED
if (analogRead(A5) < 950) { // Verifica se A5 é menor que 950
digitalWrite(led2, LOW); // Apaga led2
cont++; // Incrementa +1 a cont
}
if (mili + 2000 < millis()) { // Verifica se mili+2000 < millis
if (cont > 1000) { // Verifica se cont > 1000
codi[i] = 2; // Atribui a codi[i] o valor 2
i++; // Incrementa +1 a i
}
else if (cont != 0) { // Verifica se cont != 0
codi[i] = 1; // Atribui a codi[i] o valor 2
i++; // Incrementa +1 a i
}
else {
Serial.println(); // Imprime Quebra linha na Serial
decodifica(); // Chama função decodifica()
le = 1024; // Atribui a le = 1024;
for (i = 0; i < 5; i++) { // Loop de 5 vezes
codi[i] = 0; // Atribui a codi[i] o valor de 0
}
i = 0; // Atribui a i o valor de 0
Serial.println(msg); // Imprime mensagem na Serial
}
digitalWrite(led2, HIGH); // Sinaliza novo comando
delay(100); // Espera 0,1s
cont = 0; // Atribui a cont o valor de 0
mili = millis(); // Atribui millis a mili
}
}
}
//Decodifica -----------------------------------------------------------------------------------------
void decodifica() {
if (codi[0] == 1) { // Verifica se codi[0] = ponto
if (codi[1] == 1) { // Verifica se codi[1] = ponto
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "5";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 2) {msg += "4";} // Verifica se codi[4] = traço
else {msg += "H";} // Se não incrementa H a msg
}
else if (codi[3] == 2) { // Verifica se codi[3] = traço
if (codi[4] == 2) {msg += "3";} // Verifica se codi[4] = traço
else if (codi[4] == 0) {msg += "V";} // Verifica se codi[4] = null
}
else {msg += "S";} // Se não atribui S a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1) {msg += "F";} // Verifica se codi[3] = ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 2) {msg += "2";} // Verifica se codi[3, 4] = traço
else {msg += "U";} // Se não atribui U a msg
}
else {msg += "I";} // Se não atribui I a msg
}
else if (codi[1] == 2) { // Verifica se codi[1] = traço
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "L";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 0) {msg += "R";} // Verifica se codi[3] = null
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "P";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 2) { // Verifica se codi[3] = traço
if (codi[4] == 2) {msg += "1";} // Verifica se codi[4] = traço
else if (codi[4] == 0) {msg += "J";} // Verifica se codi[4] = null
}
else {msg += "W";} // Se não atribui W a msg
}
else {msg += "A";} // Se não atribui A a msg
}
else {msg += "E";} // Se não atribui E a msg
}
else if (codi[0] == 2) { // Verifica se codi[0] = traço
if (codi[1] == 1) { // Verifica se codi[1] = ponto
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "6";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 0) {msg += "B";} // Verifica se codi[4] = null
}
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "X";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "D";} // Se não incrementa D a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "C";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "Y";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "K";} // Se não incrementa K a msg
}
else {msg += "N";} // Se não incrementa N a msg
}
else if (codi[1] == 2) { // Verifica se codi[1] = traço
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "7";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 0) {msg += "Z";} // Se não incrementa Z a msg
}
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "Q";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "G";} // Se não incrementa G a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 1) {msg += "8";} // Verifica se codi[3, 4] = ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 1) {msg += "9";} // Verifica se é traço e ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 2) {msg += "10";} // Verifica se codi[3, 4] = traço
else if (codi[3] == 0) {msg += "O";} // Verifica se codi[3] = null
}
else {msg += "M";} // Se não incrementa M a msg
}
else {msg += "T";} // Se não incrementa T a msg
}
}Vamos dar uma olhada mais de perto no código:
Definições de Pinos
Primeiramente teremos que estar realizar as definições dos pinos que estamos usando em nosso projeto.
//Definições -----------------------------------------------------------------------------------------
#define led 2 // Define LED nova letra
#define led2 3 // Define LED novo comandoVariáveis Globais
Em seguida iremos declarar 5 variáveis globais, sendo elas mili que é responsável por armazenar o tempo, cont e i que são variáveis de controle, também declaramos uma variável do tipo byte com o nome de codi[5] para assim armazenar o código morse do caráter. Por fim uma variável do tipo String com o nome de msg que será responsável em armazenar a mensagem.
//Variáveis Globais ----------------------------------------------------------------------------------
unsigned long mili; // Armazena Tempo
int cont = 0; // Variável de controle
byte codi[5] = {}; // Armazena código codificado
String msg; // Armazena MSG
byte i = 0; // Variável de controleFunções Auxiliares
Agora declaramos também uma função auxiliar para que assim possamos dividir nosso código. A função possui o nome de decodifica, ela é responsável por decodificar a mensagem enviada pelo usuário.
//Funções Auxiliares ---------------------------------------------------------------------------------
void decodifica(); // Responsável por DecodificarFunções Setup
Então vamos para a função setup, onde iremos iniciar a serial com velocidade de 9600. Logo depois configuramos o pino A5 como INPUT_PULLUP e outros dois pinos como OUTPUT sendo eles o LED e o led2.
//Setup ----------------------------------------------------------------------------------------------
void setup() {
Serial.begin(9600); // Inicializa a Serial
pinMode(A5, INPUT_PULLUP); // Configura A5 como INPUT_PULLUP
pinMode(led, OUTPUT); // Configura LED como OUTPUT
pinMode(led2, OUTPUT); // Configura led2 como OUTPUT
}Funções Loop
Agora na função loop, será ligado os dois LEDs para indicar que pode ser escrito uma nova letra, após isso lemos o pino A5 e atribuímos a le. Em seguida iremos utilizar a função millis() e atribuímos o retorno a mili.
//Loop -----------------------------------------------------------------------------------------------
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // Sinaliza nova letra
digitalWrite(led2, HIGH); // Sinaliza novo comando
int le = analogRead(A5); // Atribui a le o valor de A5
mili = millis(); // Atribui mili o valor de millisEm seguida criamos um loop até que le seja maior ou igual a 950, dentro do loop desligamos o LED. E Então será verificado se o que retornar da leitura do pino A5 é maior que 950, se for desligamos o led2 e incrementamos +1 a cont. Após isso saímos dessa verificação e realizamos outra verificação se mili mais 2000 (para assim conseguir contar 2 segundos) é menor que millis(), se for realizamos mais três verificações, sendo elas cont maior que 1000, se for atribuímos a codi um traço, se não for verificamos se é diferente de 0, se for atribuímos a codi um ponto. Caso não seja nenhum dos dois chamamos a função decodifica, atribuímos a le 1024 para que assim possamos sair do loop, criamos um for para limpar a variável codi e imprimimos a mensagem.
while (le < 950) { // Loop até le ser menor que 950
digitalWrite(led, LOW); // Apaga LED
if (analogRead(A5) < 950) { // Verifica se A5 é menor que 950
digitalWrite(led2, LOW); // Apaga led2
cont++; // Incrementa +1 a cont
}
if (mili + 2000 < millis()) { // Verifica se mili+2000 < millis
if (cont > 1000) { // Verifica se cont > 1000
codi[i] = 2; // Atribui a codi[i] o valor 2
i++; // Incrementa +1 a i
}
else if (cont != 0) { // Verifica se cont != 0
codi[i] = 1; // Atribui a codi[i] o valor 2
i++; // Incrementa +1 a i
}
else {
Serial.println(); // Imprime Quebra linha na Serial
decodifica(); // Chama função decodifica()
le = 1024; // Atribui a le = 1024;
for (i = 0; i < 5; i++) { // Loop de 5 vezes
codi[i] = 0; // Atribui a codi[i] o valor de 0
}
i = 0; // Atribui a i o valor de 0
Serial.println(msg); // Imprime mensagem na Serial
}Contudo para finalizar o loop dentro da verificação de mili mais 2000 é menor que millis, ligamos o led2 (vermelho), esperamos 0,1 segundo, limpamos a variável cont e atribuímos millis a mili.
digitalWrite(led2, HIGH); // Sinaliza novo comando
delay(100); // Espera 0,1s
cont = 0; // Atribui a cont o valor de 0
mili = millis(); // Atribui millis a mili
}
}
}Funções descodifica
Por fim na função descodifica, será onde iremos descodificar os códigos, para isso fazemos uma verificação passo a passo seguindo uma estrutura de arvore com o código.
Agora voltando para o código iremos verificar se o primeiro valor da variável é um ponto ou um traço. Em seguida faremos mesmo passo a passo repetidas vezes até finalizar todas as verificação. Após isso incrementamos com letra correta a variável msg, não irei aprofundar muito, pois é só if e else aninhados seguindo o padrão de arvore com o código morse.
//Decodifica --------------------------------------------------------------------------------------
void decodifica() {
if (codi[0] == 1) { // Verifica se codi[0] = ponto
if (codi[1] == 1) { // Verifica se codi[1] = ponto
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "5";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 2) {msg += "4";} // Verifica se codi[4] = traço
else {msg += "H";} // Se não incrementa H a msg
}
else if (codi[3] == 2) { // Verifica se codi[3] = traço
if (codi[4] == 2) {msg += "3";} // Verifica se codi[4] = traço
else if (codi[4] == 0) {msg += "V";} // Verifica se codi[4] = null
}
else {msg += "S";} // Se não atribui S a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1) {msg += "F";} // Verifica se codi[3] = ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 2) {msg += "2";} // Verifica se codi[3, 4] = traço
else {msg += "U";} // Se não atribui U a msg
}
else {msg += "I";} // Se não atribui I a msg
}
else if (codi[1] == 2) { // Verifica se codi[1] = traço
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "L";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 0) {msg += "R";} // Verifica se codi[3] = null
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "P";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 2) { // Verifica se codi[3] = traço
if (codi[4] == 2) {msg += "1";} // Verifica se codi[4] = traço
else if (codi[4] == 0) {msg += "J";} // Verifica se codi[4] = null
}
else {msg += "W";} // Se não atribui W a msg
}
else {msg += "A";} // Se não atribui A a msg
}
else {msg += "E";} // Se não atribui E a msg
}
else if (codi[0] == 2) { // Verifica se codi[0] = traço
if (codi[1] == 1) { // Verifica se codi[1] = ponto
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "6";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 0) {msg += "B";} // Verifica se codi[4] = null
}
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "X";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "D";} // Se não incrementa D a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 0) {msg += "C";} // Verifica se é ponto e null
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "Y";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "K";} // Se não incrementa K a msg
}
else {msg += "N";} // Se não incrementa N a msg
}
else if (codi[1] == 2) { // Verifica se codi[1] = traço
if (codi[2] == 1) { // Verifica se codi[2] = ponto
if (codi[3] == 1) { // Verifica se codi[3] = ponto
if (codi[4] == 1) {msg += "7";} // Verifica se codi[4] = ponto
else if (codi[4] == 0) {msg += "Z";} // Se não incrementa Z a msg
}
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 0) {msg += "Q";} // Verifica se é traço e null
else {msg += "G";} // Se não incrementa G a msg
}
else if (codi[2] == 2) { // Verifica se codi[2] = traço
if (codi[3] == 1 && codi[4] == 1) {msg += "8";} // Verifica se codi[3, 4] = ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 1) {msg += "9";} // Verifica se é traço e ponto
else if (codi[3] == 2 && codi[4] == 2) {msg += "10";} // Verifica se codi[3, 4] = traço
else if (codi[3] == 0) {msg += "O";} // Verifica se codi[3] = null
}
else {msg += "M";} // Se não incrementa M a msg
}
else {msg += "T";} // Se não incrementa T a msg
}
}Assim finalizamos todo o código com a explicação sobre o projeto de Código Morse com Arduíno UNO.
Resultado do Projeto Código Morse
Por fim esse foi o resultado obtido com o projeto do Código Morse.
Agradecemos sua Presença
Por fim, espero que tenham gostado e aprendido. Compartilhe com seus colegas e deixe um comentário de qual projeto deveria ser o próximo aqui no Blog da WJ Componentes!!
Enfim estarei deixando o arquivo Arduíno e Fritzing, link dos posts anteriores referentes ao projeto e software e sites utilizados.
Fique à vontade para tirar suas dúvidas nos comentários.
Software e Sites Utilizados
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Julio Cesar Bonow Manoel
Cursando Engenharia da Computação pelo Centro Universitário Facens e atua no desenvolvimento de projetos na WJ Componentes. Participante da equipe de robótica Omegabotz.
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