Processing-Arduino Firmataライブラリ

今回は、「Firmataライブラリ」のテストを行いたいと思います。
通常Processing-Arduinoの間を通信させるときにはシリアル通信を使い、Processing側のプログラムとArduino側のプログラムをそれぞれ別々に書いていましたが、「Firmataライブラリ」を使うことで、Processing側から直接Arduinoをプログラムし制御することが可能になります（パソコンにUSB接続したArduino基板をProcessing側からのプログラムだけで操作できるので便利です）。

Firmataライブラリを使うための準備：
・まずFirmataライブラリをダウンロードし、Processingのlibrariesフォルダ内にインストールします。
・Arduino-0012であればArduino用Firmataライブラリは含まれているので、メニューバーのSketchBook>Examples>Library-Firmata>StandardFirmataを開き、Arduino基板にアップロードしておきます。Arduinoのセッティングは以上です。

今回はProcessing用のFirmataライブラリに含まれているサンプルを用いたいと思います。
Processingを開いて、File>Sketchbook>libraries>arduino>examples>arduino_outputを選択します。
以下のようなプログラムが表示されるはずです。

import processing.serial.*;

import cc.arduino.*;

Arduino arduino;

color off = color(4, 79, 111);
color on = color(84, 145, 158);

int[] values = { Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW,
 Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW,
 Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW, Arduino.LOW };

void setup() {
  size(470, 200);
  
  println(Arduino.list());
  arduino = new Arduino(this, Arduino.list()[0], 115200);
  
  for (int i = 0; i <= 13; i++)
    arduino.pinMode(i, Arduino.OUTPUT);
}

void draw() {
  background(off);
  stroke(on);
  
  for (int i = 0; i <= 13; i++) {
    if (values[i] == Arduino.HIGH)
      fill(on);
    else
      fill(off);
      
    rect(420 - i * 30, 30, 20, 20);
  }
}

void mousePressed()
{
  int pin = (450 - mouseX) / 30;
  
  if (values[pin] == Arduino.LOW) {
    arduino.digitalWrite(pin, Arduino.HIGH);
    values[pin] = Arduino.HIGH;
  } else {
    arduino.digitalWrite(pin, Arduino.LOW);
    values[pin] = Arduino.LOW;
  }
}

Processing上でこのプログラムをランさせます。この時点でProcessingから、Arduino基板の各ピンの入出力設定がなされます。Processingでは以下のような画面が現れます。



１４個ならんでいる正方形をそれぞれクリックすれば（クリックするとその正方形は塗りつぶされる）、Arduinoの0番ピンから13番ピンの合計14個のピンに対応してデジタル出力されます（Processing画面上の左端の正方形がArduinoの13番ピンに対応）。試しにProcessing画面上左端の正方形をクリックすると、13番ピンに接続されたLED（基板内蔵LED）が点灯します。同様に他の正方形をクリックすれば、それに対応したピンからデジタル出力されることが確認できます（各ピンにLED+抵抗:220Ωを接続して下さい）。
ただし、0番ピンと1番ピンに関しては、Processing-Arduino間でのシリアル通信で使用されているため、クリックしても反応しないので、2番ピンから13番ピンでのデジタル出力制御となります。

Processingのプログラム上で、

arduino.pinMode(ピン番号, 入出力設定);

とすれば、Arduinoの任意のピンの入出力設定（Arduino.INPUT または Arduino.OUTPUT）を行うことができます。
出力をHIGHかLOWにするには、

arduino.digitalWrite(ピン番号, 出力値);

で、出力値をarduino.LOWかarduino.HIGHで設定します。
そのほか、

デジタル入力：arduino.digitalRead(ピン番号)
アナログ入力：arduino.analogRead(ピン番号)
アナログ出力：arduino.analogWrite(ピン番号,出力値)

という感じになるので、arduino.を頭につければ、Arduino上でのプログラムとほぼ同じです。