Arduino und Processing

Da Arduino auf Processing basiert eignen sich die beiden auch perfekt dazu Daten untereinander auszutauschen. Dazu verwenden wir die serielle Schnittstelle "Serial" die das asynchrone Austauschen von Daten ermöglicht.

Arduino zu Processing

Auf der Arduino Seite aktiviert man die serielle Schnitstelle in der "setup" Funktion und setzt eine Baudrate (bits/second) fest. Dann schreibt man die betreffenden Werte/Variablen mit Kommas getrennt in einer Zeile.

Hier ein Beispiel, welches die Werte von zwei Sensoren über die serielle Schnittstelle sendet:

void setup()
{
  // open the serial port with a baudrate of 9600
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  // reading of pins
  int firstValue = analogRead(A0);
  int secondValue = analogRead(A1);
  
  // writing of a single line to serial "100,200"
  Serial.print(firstValue);
  Serial.print(',');
  Serial.print(secondValue);
  Serial.println(); // <- finish of line
}

Auf Processing-Seite müssen wir zunächst die Serial Library importieren, und die serielle Schnittstelle in der "setup" Funktion öffnen. Danach könne wir in der Callback Funktion "serialEvent" jeweils eine Zeile lesen, und die einzelnen Werte wieder rauslesen.

Hier ein Beispiel dass die beiden Werte ausliest und eine Ellipse zeichnet.

import processing.serial.*;
Serial myPort;

int firstValue, secondValue;

void setup()
{
  size(500, 500);

  // print all available ports
  println(Serial.list());

  // open specific serial port
  myPort = new Serial(this, "/dev/cu.usbmodem12131", 9600);
}

void draw()
{
  // draw ellipse
  background(0);
  fill(255);
  ellipse(width/2, height/2, firstValue, secondValue);
}

void serialEvent(Serial myPort)
{
  // check if data is available
  if (myPort.available() == 0)
  {
    return;
  }

  // read a line as a string
  String str = myPort.readStringUntil('\n');
  if (str == null)
  { 
    return;
  }

  // remove leading and trailing whitespace
  str = trim(str);

  // split string
  String vals[] = split(str, ",");
  if (vals.length != 2) {
    return;
  }

  // convert values
  firstValue = int(vals[0]);
  secondValue = int(vals[1]);
  println(firstValue, secondValue);
}

Processing zu Arduino

Auf der Seite von Processing können wir einfach die Funktion *.write() aus der Serial Library nutzen. Es ist lediglich darauf zu achten, dass Werte als Strings an das Arduino gesendet werden. Mit der Funktion str(value) lässt sich jeder Wert (value) in einen String umwandeln. Zusätzlich senden wir zwischen jedem einzelnen Wert ein ‘,’ als Delimiter und ein carriage-return (“t”) als Indikator für das Ende der Übertragung.

import processing.serial.*;
Serial myPort;

void setup()
{
  size(500, 500);

  // print all available ports
  println(Serial.list());

  // open specific serial port
  myPort = new Serial(this, "/dev/cu.usbmodem14621", 9600);
}

void draw()
{
  // prepare values
  int firstValue = 111;
  int secondValue = 222;
  int thirdValue = 333;

  // write values
  myPort.write(str(firstValue));
  myPort.write(",");
  myPort.write(str(secondValue));
  myPort.write(",");
  myPort.write(str(thirdValue));
  myPort.write("\n");
}

Um auf der Seite des Arduino auf eingehende Nachrichten über die serielle Schnittstelle zu horchen müssen wir einige Funktionen benutzen. Diese sind:

charAt()
Diese Funktion retourniert das Zeichen in einem String an der angegebenen Position.

substring()
Diese Funktion erstellt einen Ausschnitt eines String von und bis zur angegebenen Position. 

toInt()
Diese Funktion wandelt einen Sting in einen Int 

#define NUM_VALUES 3

int incomingValues[NUM_VALUES];

void setup()
{
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  // open the serial port with a baudrate of 9600
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  // check if data is available
  if (Serial.available() > 0)
  {
    // read string
    String str = Serial.readStringUntil('\n');

    // split data and write to incomingValues
    split(str, incomingValues, NUM_VALUES);
  }

  // take first value and set LED
  analogWrite(6, incomingValues[0]);
}

void split(String inputString, int returnData[], int numOfValues)
{
  int index = 0;
  int lastPos = 0;

  for (int i = 0; i < inputString.length(); i++)
  {
    if (inputString.charAt(i) == ',' && index < numOfValues)
    {
      String tempStr = inputString.substring(lastPos, i - 1);
      returnData[index] = tempStr.toInt();
      index++;
      lastPos = i + 1;
    }
  }
}