Comunicação entre Arduino e Unity3D

Novas formas de interação com o computador e jogos podem ser desenvolvidas a partir da integração entre o Arduino conectado a um acelerômetro e a engine para desenvolvimento de jogos Unity3D.

Conexão do hardware

Código fonte para o Arduino

	/*
	Autor: Marco T. Chella
	Em: 28/09/2016
	Para saber mais:
	*/
	void setup() {
	// initialize serial communication at 9600 bits per second:
	Serial.begin(9600);
	}
	// the loop routine runs over and over again forever:
	void loop() {
	// read the input on analog pin 0:
	String vx = String (analogRead(A0));
	String vy = String (analogRead(A1));
	String vz = String (analogRead(A2));
	Serial.println(vx + "," + vy + "," + vz);
	delay(10); // delay in between reads for stability
	}

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arduino_acel_mma7361.ino
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Código fonte para o Unity3D

	/*
	Autor Marco T. Chella
	em: 28/09/2016
	Para saber mais:
	*/
	using UnityEngine;
	using System.Collections;
	using System.IO.Ports;
	using System.Threading;
	public class com_serial : MonoBehaviour {
	public SerialPort sp;
	public Thread serialThread;
	float x_mapeado;
	float angleX_filtrado;
	float y_mapeado;
	float angley_filtrado;
	void Start () {
	print("app iniciando….");
	x_mapeado = 0;
	angleX_filtrado =0;
	angley_filtrado = 0;
	sp = new SerialPort("COM3", 9600);
	sp.Open();
	sp.ReadTimeout = 50;
	sp.Handshake = Handshake.None;
	serialThread = new Thread(recData);
	serialThread.Start();
	print("app iniciado!");
	}
	// Update is called once per frame
	void Update () {
	// atualiza posicao do cubo com valores do acelerometro ja processados
	GameObject.Find("Cube").transform.rotation= Quaternion.Euler( new Vector3(x_mapeado, 0, y_mapeado));
	}
	public void Close()
	{
	sp.Close();
	Debug.Log("Fechar");
	}
	void OnDestroy()
	{
	EndThread();
	sp.Close();
	Debug.Log("Destroi");
	}
	// thread da comunicacao serial
	void recData()
	{
	string data;
	while (1 == 1)
	{
	if ((sp != null) && (sp.IsOpen))
	{
	try
	{
	data = sp.ReadLine();
	string[] tokens = data.Split(',');
	// parse da string recebida do arduino ex: "125,592,8"
	int eixo_x = System.Convert.ToInt16(tokens[0]);
	int eixo_y = System.Convert.ToInt16(tokens[1]);
	int eixo_z = System.Convert.ToInt16(tokens[2]);
	float vx = (float) eixo_x * 5f / 1023f;
	float vy = (float)eixo_y * 5f / 1023f;
	float vz = (float)eixo_z * 5f / 1023f;
	float z = 1.8f * 5.1f / 5f; //1.8 corresponde a 0G do acelerometro
	vx -= z;
	vy -= z;
	vz -= z;
	float sensitivity = 200 * 5.1f / 5f; // sensibilidade
	sensitivity = sensitivity / 1000;
	float gx = vx * sensitivity;
	float gy = vy * sensitivity;
	float gz = vz * sensitivity;
	// calculo do angulo
	float m = (float)System.Math.Sqrt (gx * gx + gy * gy + gz * gz);
	float angleX = (float)System.Math.Acos(gx / m);
	float angleY = (float)System.Math.Acos(gy / m);
	float angleZ = (float)System.Math.Acos(gz / m);
	// converte angulo para graus
	angleX = angleX * 180f / 3.14f;
	angleY = angleY * 180f / 3.14f;
	angleZ = angleZ * 180f / 3.14f;
	// filtro passa-baixa
	float alpha = 0.1f;
	angleX_filtrado = angleX * alpha + (angleX_filtrado * (1.0f – alpha));
	angley_filtrado = angleY * alpha + (angley_filtrado * (1.0f – alpha));
	//normalizar valores
	x_mapeado = mapear(angleX_filtrado, 20, 166, 90, –90);
	y_mapeado = mapear(angley_filtrado, 15, 160, 90, –90);
	//Debug.Log(angleX + "," + x_mapeado);
	//Debug.Log(angleX + "," + angleY + "," + angleZ);
	Debug.Log(vx + "," + vy + "," + vz); //valor raw dos sensores
	// Debug.Log(tokens[0] + "," + tokens[1] + "," + tokens[2]);
	}
	catch (System.TimeoutException)
	{
	data = null;
	}
	//print(data);
	}
	Thread.Sleep(1);
	}
	}
	// encerrar thread
	void EndThread()
	{
	try
	{
	if (serialThread.IsAlive)
	{
	serialThread.Abort();
	Debug.Log("tentativa encerrar thread");
	}
	}
	catch
	{
	Debug.Log("falha encerramento da thread");
	}
	}
	float mapear(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max)
	{
	return (x – in_min) * (out_max – out_min) / (in_max – in_min) + out_min;
	}
	}

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Algumas referências:

• Datasheet módulo mma7361 (link)
• Comunicação serial com thread no Unity3d versão 5 (link)
• Tratamento dados do acelerômetro (link)
• Implementação de filtro passa baixa aplicado a acelerômetro (link)