Arduino.ru

«Вата»

 Урок рассчитан на пользователей, ознакомленных с языком программирования Processing, если его можно так назвать. Для тех же, кто еще не в курсе, что это такое, милости просим на http://processing.org/.  Будем так же надеяться что на http://arduino.ru появится раздел с переводом как для Arduino IDE.

 «Виртуальная нормальность»

Здравствуйте мои дорогие читатели. Продолжаю свою серию бредней о том, как же использовать Processing для наших проектов. Сегодня я приведу простой пример того, как можно реализовать двусторонний обмен данными между Arduino и Processing. Простой он, потому что мы не будем изобретать велосипед и воспользуемся уже написанным протоколом Firmata, с уже готовым скетчем для наших целей.  Конечно этот «метод» не самый красивый, но и недооценивать его не стоит.

 «Вкратце»

Простыми словами протокол Firmata, позволяет перенести программное пространство с железяки,  по имени Arduino, в программное пространство Processing. Таким образом, залив скетч в Arduino один раз, больше вы туда ни чего заливать не будете, и все программные решения будут производиться именно в Processing.

«О боже!! Зовите меня просто P»

Итак, приступим.

Для работы нам понадобится Arduino, резистор на 10 кОм и светодиод. Подключаем все это дело по следующей схеме:

Думаю с этим проблем возникнуть не должно.

Далее, подключаем Arduino к компу. Запускаем Arduino IDE. Заходим во вкладку File, там выбираем выпадающий список «Examples». Затем, в списке библиотек, находим библиотеку «Firmata». У вас выпадет список готовых скетчей-примеров. Нас интересует “StandardFirmata”.Запускаем его, и ни чего не меняя, грузим его в нашу Arduino.

Все. Про Arduino IDE можно забыть. Переходим к Processing. Для работы вам потребуется скачать библиотеку для Processing-а и распаковать её в папку libraries/arduino в каталоге для скетчей Processing (при необходимости, каталоги нужно создать); http://www.arduino.cc/playground/uploads/Interfacing/processing-arduino-0017.zip

Все скачали, все залили, проверили, что Arduino подключен к компу. И вот что я предлагаю сделать. Давайте реализуем по средствам Processing управление яркостью светодиода (ШИМ), а управление будем осуществлять перемещением мышки в области окна проекта. Для этого светодиод должен быть подключен к порту PWM на Arduino, в нашем случае это пин 3. Поехали:

import processing.serial.*;
import cc.arduino.*;
Arduino arduino;

int pin = 3;
void setup() {
  size(255, 200);
  println(Arduino.list());
  arduino = new Arduino(this, Arduino.list()[0], 57600);
  arduino.pinMode(pin, Arduino.OUTPUT);
}

void draw() {
  background(0);
  int value = mouseX;
  arduino.analogWrite(pin, value);
  text (value, 10, 10);
 }

Что здесь происходит. Я специально не стал делать комментарии в коде, дабы разобрать код в дальнейшем.

Итак, первые две строки как вы наверно догадались – импорт библиотек. Третьей строкой задаем имя нашему объекту Arduino (это я так понимаю, можете поправить, если я ошибаюсь). Затем в функции setup() происходит создание объекта Arduino, через вызов его конструктора: arduino = new Arduino(this, Arduino.list()[0], 57600);.

 Далее цитирую: «Первым аргументом в списке идет this - так уж принято. Далее указывается порт, к которому подключен Arduino. Для его получения существует функция Arduino.list() - статическая (можно использовать без привязки к экземпляру объекта), возвращающая список плат. Подключение будет выполнено к первой из этого списка (элемент с номером 0).  Последним идет скорость порта, для этой версии Firmata она фиксирована и составляет 57600.»

 В этих строках я ни чего не меняю, практически, никогда.

И вот теперь мы намешиваем команды Processing’a и Arduino IDE в кучу. Если вам нужно зажечь светодиод, то вы пишите команду digitalWrite (pin, HIGH); c одним только НО – перед командой нужно указать название объекта – arduino.digitalWrite (pin, Arduino.HIGH); (прим. – работает и так arduino.digitalWrite (pin, HIGH);). В нашем же примере мы работаем с ШИМ, а значит, прописываем команду arduino.analogWrite(pin, value);. Да, да, так же как и в Arduino IDE, только, в начале, ставим arduino. Вы уже догадались, что команды считывания digitalRead(); и analogRead(); так же ни куда не делись. По сути, вам, они, только, и понадобятся.

 «Очень приятно, Царь!»

 Немного познакомились, теперь давайте усложним процесс и добавим в схему переменный резистор, который будет регулировать яркость светодиода (все тот же ШИМ). 

Многие проделывали такое с Arduino, заливая в него подобный код:

Int value=0; // назначаем переменную куда будем писать значения с аналогового входа
Int Apin=0; // определяем номер аналогового входа
Int Dpin=3; // определяем номер порта к которому подключен светодиод
void setup(){
pinMode(Dpin, OUTPUT); // установка порта на выход
}
void loop(){
value = analogRead(Apin); // записываем значения с аналогового входа
digitalWrite(Dpin, value/4); // зажигаем светодиод, analogRead возвращает значения от 0 до 1023, analogWrite должно быть в диапозоне от 0 до 255
}

Все мы, с вами, проходили через это, но сейчас мы все сделаем «по-другому». Почему в кавычках? Потому что, в принципе, мы сделаем то же самое, только на стороне Processing. Вдобавок все будет нагляднее. Поехали:

import processing.serial.*; // Подключаем библиотеку serial
import cc.arduino.*;  // Подключаем библиотеку arduino
Arduino arduino; // определяем имя объекта ардуино

int pin=3; // пин на котором весит светодиод
int val=0; // переменная куда будем записывать значение яркости от положения ручки резистора
int Apin; // пин резистора
void setup(){
size(255, 200); 
  println(Arduino.list());// размер окна
  arduino = new Arduino(this, Arduino.list()[0], 57600); // создаем объект Arduino
  arduino.pinMode(pin, Arduino.OUTPUT); // устанавливаем пин для светодиода как выход
 }

void draw (){
background(100); // цвет покадровой заливки фона
val=arduino.analogRead(Apin)/4; //считываем значения с аналогового входа и записываем в переменную val
arduino.analogWrite(pin, val); // отправляем записанные значения в ШИМ выход
fill(255); // цвет текста
text("Dimmer",10, 15); // надпись Dimmer
stroke(255);  // цвет линии
line (0, 20, 255, 20);  // линия для разлиновки
for (int i = 0; i < 255; i = i+10) { // создаем риски через промежуток 10 пикс.
  stroke(255); // цвет рисок
  line(i, 20, i, 23); // рисуем риски
}
fill(250); // цвет ползунка
noStroke();  // без абриса
rect(0, 25, val, 10); // рисуем прямоугольник (ползунок), изменяет свою длину в зависимости от полученных значений
fill(val); // заливка эллипса, цвет изменяется в зависимости от полученных значений
ellipse (125, 100, 55, 55); // рисуем эллипс с радиусами 55 пикс
}

Разъяснять тут, особо, нечего. Не вооруженным взглядом видно, что присутствует код из Arduino IDE, перекрещенный с Processing. Запустив код вы увидите такую картинку:

Теперь покрутите ручку переменного резистора, и вы увидите как изменяется цвет круга и перемещается прямоугольничек. Примерно так:

Простенько, но зато как завораживает. Появляется ощущение всевластия … осталось кольцо раздобыть. Ну не будем погружаться в пафос, а лучше подумаем какие проекты можно реализовать с помощью уже полюбившихся нам инструментов. А пока вы думаете и мечтаете, я буду готовить следующий пример.

 «Зад – на перёд»

 Перед следующим примером, хочу отметить, что все, что я тут тараторю, не есть идеальный метод. Каждый из вас может найти для себя путь более изящный и более производительный, чем я. Я же, хочу поделиться с вами своими «чайниковскими» наработками.

Один из участников форума натолкнул меня на факт, что Processing позволяет работать со слоями, по средствам PGraphics объектов. И вы знаете … отличная штука. И я думаю, что в следующих примерах, мы потыкаем этот сочный помидор, дабы выжать из него все соки)))

До новых встреч, Друзья!!