Interface de Linha de Comando (CLI) para Arduino UNO: Rápida e Confiável

Componentes e Materiais

Sobre o Projeto

Chega um momento em que você precisa ler o valor de um sensor ou comandar seu robô a "mover para a esquerda". Talvez precise consultar o valor de uma variável em tempo de execução ou ajustar um potenciômetro digital. O que você precisa é uma interface de linha de comando (CLI). Sim, é fácil fazer o Arduino responder a comandos de texto.

Apresentamos uma CLI simples, rápida e extremamente eficiente em memória que você pode copiar e colar em seu código em poucos minutos. Os comandos consistem em um nome seguido de múltiplos argumentos. Suporta até backspace durante a digitação.

Visão Rápida

Todo sketch possui a função loop(). A sua pode ser tão simples quanto a abaixo. Ela chama duas rotinas em uma aba separada chamada CommandLine.h.

#include "CommandLine.h"

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  bool received = getCommandLineFromSerialPort(CommandLine);
  if (received) DoMyCommand(CommandLine);
}

Analisando o CommandLine.h

O arquivo CommandLine.h contém toda a implementação. Cada linha que você precisa modificar está marcada com //Modify here. Inclui dois comandos de exemplo: add e sub, demonstrando como são chamados dentro de DoMyCommand.

Detalhes da Implementação

Utiliza a biblioteca C padrão <string.h> para tokenização via strtok(), e <stdlib.h> para conversão ASCII-para-inteiro via atoi(). Um macro auxiliar print2 facilita depuração:

#define print2(x,y) (Serial.print(x), Serial.println(y))
// Uso: print2("minhaVar = ", minhaVar); // imprime: minhaVar = 25

A função getCommandLineFromSerialPort() monta a linha de comando a partir da porta serial, lidando com backspace e convertendo tudo para minúsculas. Retorna true quando um comando completo (terminado por \n) é recebido.

DoMyCommand() analisa o buffer, identifica o comando via strcmp() e executa a função correspondente. Para muitos comandos, uma tabela hash ou switch-case com caracteres únicos otimizaria, mas para Arduino a abordagem if-else costuma ser suficiente.

Comandos de Exemplo: Add e Sub

Cada função de comando parseia seus próprios argumentos usando readNumber() (baseado em strtok + atoi) e readWord(). Fácil de estender para novos comandos.

Como Começar Rapidamente

1. Crie um sketch com o loop() mostrado acima
2. Crie uma nova aba no Arduino IDE (triângulo no canto superior direito)
3. Nomeie a aba CommandLine.h e cole o código completo
4. Faça upload e abra o Monitor Serial
5. Digite: add 5, 10 ou sub 10, 5 seguidos de Enter

Código Completo (CommandLine.h)

/*****************************************************************************
 * Simple Command Line Interpreter for Arduino
 * Como usar: Crie sketch, cole loop() acima, crie aba CommandLine.h, cole isto.
 * Teste: add 5, 10  |  subtract 10, 5
 *****************************************************************************/

#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define print2(x,y) (Serial.print(x), Serial.println(y))
#define CR '\r'
#define LF '\n'
#define BS '\b'
#define NULLCHAR '\0'
#define SPACE ' '
#define COMMAND_BUFFER_LENGTH 25

char CommandLine[COMMAND_BUFFER_LENGTH + 1];
const char *delimiters = " ,\n";

const char *addCommandToken = "add";      //Modify here
const char *subtractCommandToken = "sub"; //Modify here

bool getCommandLineFromSerialPort(char * commandLine) {
  static uint8_t charsRead = 0;
  while (Serial.available()) {
    char c = Serial.read();
    switch (c) {
      case CR: case LF:
        commandLine[charsRead] = NULLCHAR;
        if (charsRead > 0) {
          charsRead = 0;
          Serial.println(commandLine);
          return true;
        }
        break;
      case BS:
        if (charsRead > 0) {
          commandLine[--charsRead] = NULLCHAR;
          Serial.write(BS); Serial.write(SPACE); Serial.write(BS);
        }
        break;
      default:
        c = tolower(c);
        if (charsRead < COMMAND_BUFFER_LENGTH) {
          commandLine[charsRead++] = c;
        }
        commandLine[charsRead] = NULLCHAR;
        break;
    }
  }
  return false;
}

int readNumber() {
  char *numTextPtr = strtok(NULL, delimiters);
  return atoi(numTextPtr);
}

char *readWord() {
  return strtok(NULL, delimiters);
}

void nullCommand(char *ptrToCommandName) {
  print2("Command not found: ", ptrToCommandName);
}

int addCommand() { //Modify here
  int firstOperand = readNumber();
  int secondOperand = readNumber();
  return firstOperand + secondOperand;
}

int subtractCommand() { //Modify here
  int firstOperand = readNumber();
  int secondOperand = readNumber();
  return firstOperand - secondOperand;
}

bool DoMyCommand(char *commandLine) {
  int result;
  char *ptrToCommandName = strtok(commandLine, delimiters);
  if (strcmp(ptrToCommandName, addCommandToken) == 0) {
    result = addCommand();
    print2("> The sum is = ", result);
  } else if (strcmp(ptrToCommandName, subtractCommandToken) == 0) {
    result = subtractCommand();
    print2("> The difference is = ", result);
  } else {
    nullCommand(ptrToCommandName);
  }
  return true;
}