Interacción entre Arduino y Matlab

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¡Saludos, humano!

Hoy voy a enseñarte cómo controlar una placa Arduino a través de Matlab en Linux mediante algunos ejemplos sencillos. Vamos a aprender cómo enviar datos a nuestra Arduino, así cómo recibirlos y también a aplicar las funciones que incorpora Matlab a nuestro programa.

Matlab es un programa de cálculo numérico que nos permite analizar datos, funciones, matrices y crear algoritmos y programas de manera sencilla y rápida a través de su lenguaje propio. Cuenta también con múltiples paquetes y herramientas adicionales que nos permiten ampliar sus posibilidades, cómo Mupad, una herramienta de cálculo simbólico (para legos: permite calcular decimales de manera exacta) o Simulink, que permite trabajar con sistemas físicos dinámicos (conjunto de objetos que van cambiando sus propiedades con el tiempo).

Al controlar Arduino a través de Matlab tenemos mucha más potencia para realizar cálculos matemáticos, con lo cuál es una buena idea si hay que realizar operaciones matemáticas complejas o que requieran más capacidad de la que nos ofrece el microcontrolador de 8-bits. Además, podemos construir el programa “sobre la marcha”, lo cuál puede ser una ventaja.

¿Y cuál es el inconveniente? Que el Matlab es caro, a decir verdad bastante caro… Por suerte, hay una versión para estudiantes, mucho más económica, en la que también funcionan los paquetes de Arduino. Y si no te llega el presupuesto… bueno, siempre te quedará visitar Isla Tortuga.

1- Preparativos

Para este tutorial sólo vamos a necesitar una placa Arduino (yo utilizo la placa UNO r3) y un cable USB de tipo A a tipo B (los de impresora). Al final aparecen algunos ejemplos básicos que requieren más material, pero ya se especificará en cada uno.

En cuánto al software es obvio que vamos a necesitar Matlab, en mi caso la versión R2013a y la IDE de Arduino. Además, también deberás descargarte los paquetes de soporte de Arduino para Matlab, descomprimirlos y guardar la carpeta ArduinoIO que va a crear en alguna dirección que recuerdes. Es posible que los paquetes de soporte no funcionen en versiones de Matlab como la R2010a o anteriores, así que recomiendo utilizar de la R2011a en adelante.

2- Arduino y el puerto USB

Conectamos nuestra placa Arduino al ordenador y mediante la IDE de Arduino le cargamos el programa adioes.pde ubicado en

ArduinoIO/pde/adioes

Este programa es imprescindible para que Arduino sea capaz de reconocer los comandos que le envía Matlab.

Arduino utiliza el puerto /dev/ttyACM0/, el cual es inaccesible para Matlab. Para solucionar esto, deberemos crear un enlace simbólico y hacerlo accesible para todos los usuarios. Abrimos la Terminal:

sudo ln -s /dev/ttyACM0 /dev/ttyS101
sudo chmod 777 /dev/ttyS101

También funciona con /dev/ttyUSB0 en vez de /dev/ttyS101.

Si apagamos el ordenador deberemos volver a crear el enlace simbólico.

3- Matlab

Ahora deberemos asegurarnos de que el archivo pathdef.m, ubicado dentro de la carpeta toolbox/local de Matlab, se pueda editar. Para ello escribimos el siguiente comando en la terminal, cambiando la ruta de acuerdo a dónde tenemos instalado Matlab si fuera necesario:

sudo chmod 777 usr/local/matlab/R2013a/toolbox/local/pathdef.m

Finalmente copiamos los archivos arduino.m, contents.m y install_arduino.m desde ArduinoIO a la carpeta bin de Matlab. (una vez más modificamos las rutas según sea necesario)

cd /home/transductor/directorio-donde-tengo-mi-ArduinoIO/ArduinoIO/
sudo cp *.m /usr/local/matlab/mi-version-matlab-R201X/bin/

Finalmente sólo nos queda ejecutar Matlab y escribir

Esto va a cargar todos los ficheros necesarios para que Matlab pueda controlar Arduino, y sólo debes escribirlo la primera vez. Debería salir un mensaje al estilo:

4- Ejemplos

Y con esto ya puedes empezar a construir tus maquinaciones cibernéticas con el poder de Matlab. Si quieres, puedes seguir los ejemplos que vienen a continuación para conocer algunos comandos básicos.

Arduino y Matlab I – Blink

Arduino y Matlab II – Servomotores

Arduino y Matlab III – Lectura de pines

Arduino y Matlab IV – Leer Comandos por Serial

Arduino y Matlab V – Leer una IMU por Serial

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