夏休み工作のためのフィジカルコンピューティング : 2.1 Gainer入門-ProcessingとFunnelで簡単に実現できるI/Oインタフェース-
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(2) 2.1 Gainer 入門 Processing と Funnel で簡単に実現できる I/O インタフェース. 名前. USB 接続. オリジナル. FTDI. SFE 製（面実装）. FTDI. GainerMini. CDC. Pepper. CDC. 特徴. 第１部 夏休みに工作をしたい人たちへ愛をこめて. 面実装の部品を使って小型化さ れた PIC でリデザインされ小型化され た．サーボモータ制御のコンフィ グレーションが追加されている AVR でリデザインされ小型化，低 コスト化された．ピン数が少ない ので限定的なコンフィグレーシ ョン. 表 -2 Gainer 互換機の特徴. Processing の Sketchbook location（Windows で 図 -1 Gainer 互換機. はマイドキュメントフォルダ，Mac では書類フォ ルダ内の Processing フォルダ）に libraries フォル. ■ Processing ソフトウェアライブラリ （Gainer と. Funnel） Funnel は Gainer の 開 発 の フ ィ ー ド バ ッ ク を もとに開発されたソフトウェアライブラリで. ダを作成してその中にコピーしてください．. (Sketchbook location)/libraries/funnel となります．. プログラミングと動作確認. す．Processing のほかに ActionScript3 の環境の. Processing で Gainer を利用することに必要な手. も の が あ り ま す．Funnel に は Arduino な ど 多 様. 続きは 2 つだけです．. な I/O インタフェースとプログラムプラットフォ. 1. ライブラリをインポートする．. ームとの仲介のために FunnelServer がありますが，. Processing の環境ではプログラム実行時に内部で. import processing.funnel.*; 2. Gainer オブジェクトを作る．. 自動的に FunnelServer が起動されるために通常の. gainer = new Gainer (this, Gainer.MODE1);. プログラムを実行するのと同じような感覚で開発す. コンストラクタの引数でコンフィグレーション. ることができます．. を指定することができます．. Gainer ソフトウェアライブラリは，センサとの 入出力を簡単に扱えるようにするという位置づけで. ■ 入力を得る. したが，Funnel ソフトウェアライブラリは，この. このコードでは Gainer の基板上のボタンの状態. ほかにアプリケーション実装に必要な高度な処理を. を読み取ることができます．実行はなるべく新しい. 簡単に行えるように作られています．. バージョンの Processing を使用してください．. 本稿では，Gainer ソフトウェアライブラリでで. アナログ，ディジタルそれぞれの入力は，初期化. きることは，Funnel ソフトウェアライブラリでも. の部分は同じで図 -2 のソースコード下線部をそれ. 同様に可能であることと，開発の中心が Funnel に. ぞれ対応するメソッドに変更することで取得でき. 移っていることから Funnel を用いて説明をします．. ます．. Funnel は http://funnel.cc/ よりダウンロードでき ます．. ■ アナログ入力を読み取る アナログ入力は 0V から 5V までを 256 段階で読. ■ Processing ライブラリのコピー. み取ることができます．CdS や曲げセンサなど抵抗. ダウンロードしたアーカイブを解凍した. 値が変化する種類のセンサや，距離センサなどの電. libraries/processing 内の funnel フォルダ以下を，. 圧で出力される種類のセンサの入力値を読み取るこ. 情報処理 Vol.52 No.8 Aug. 2011. 919.
(3) 夏休み工作 のための. 特集. フィジカルコンピューティング import processing.funnel.*;. import processing.funnel.*;. Gainer gainer;. Gainer gainer;. void setup() { size(200,200); gainer = new Gainer(this,Gainer.MODE1); }. void setup() { gainer = new Gainer(this,Gainer.MODE1); } void draw() { }. 第１部 夏休みに工作をしたい人たちへ愛をこめて. void draw() { background(0); text( gainer.button().value, 50, 50); }. void mousePressed() { gainer.led().value = 1.0; }. 図 -2 入力確認のソースコード. void mouseReleased() { gainer.led().value = 0.0; }. 図 -4 ディジタル入力サンプル接続図. 図 -5 出力のソースコード. スイッチのように回路が接続したかどうかを判断し たい場合にはディジタル入力を使います．タクトス イッチは，ピンの向きに注意してください． din0 の値は gainer.digitalInput(0).value に代入 されています．アナログと同様にメソッド digital 図 -3 アナログ入力サンプル接続図. Input() の引数で指定したピンの値を参照します． ■ 出力する. とができます．本稿では，可変抵抗器 （半固定抵抗）. ウインドウをクリックして Gainer 基板上の LED. の分圧された電圧の値を読み取ります．半固定抵抗. を点灯させるコードを図 -5 に示します．図 -5 の下. の 3 本の足の両端に電源を接続すると，真ん中の. 線部のようにそれぞれ対応する変数に代入するだけ. ピンに指定した電圧がかかります（図 -3）．Funnel. で出力ピンの状態を決めることができます．. で扱う値は最小値 0.0，最大値 1.0 に正規化されて います．つまり 0V であれば 0.0，5V ならば 1.0 に. ■ アナログ出力をする. なります．. アナログ出力では出力ピンを 0V から 5V までの. ain0 の値は gainer.analogInput(0).value に代入. 任意の電圧に設定できます（図 -6）．. されています．メソッド analogInput() の引数でピ. LED は流れる電流によって明るさが変わる部品で. ンを指定することでほかのピンのアナログ入力を参. す．そして電流が流れすぎないように電流制限抵抗. 照できます．. が必要になります．また，LED には電気が流れる向 きがあります．足の長い方（アノード）から足の短い. ■ ディジタル入力を読み取る. 方（カソード）に向かって電気が流れます．逆に接続. ディジタル入力は，5V かそうでないかを読み取. すると電気が流れずに，点灯しませんので注意して. ることができます（図 -4） ．Gainer のディジタル入. ください．. 力はプルダウンされており，5V 以外は 0V となり. aout0 の 状 態 は gainer.analogOutput(0).value. ます．プルダウンには何も接続されていない入力が，. に代入することで変更できます．メソッド analog. 不定の値になることを防ぐ役割があります．タクト. Output() の引数でピンを指定することができます．. 920 情報処理 Vol.52 No.8 Aug. 2011.
(4) 2.1 Gainer 入門 Processing と Funnel で簡単に実現できる I/O インタフェース. 図 -7 ディジタル出力サンプル接続図. 第１部 夏休みに工作をしたい人たちへ愛をこめて. 図 -6 アナログ出力サンプル接続図. 図 -8 LED マトリクスサンプル接続図. import processing.funnel.*;. たとえば，0.0 なら 0V，0.5 なら 2.5V，1.0 なら 5V. Gainer gainer; int countup;. になります．. void setup() { size(200, 200); gainer= new Gainer(this, Gainer.MODE7); frameRate(15); }. ■ ディジタル出力をする. void draw() { countup %= 64; if(countup==0){ for(int i=0;i<64;i++) gainer.analogOutput(i).value = 0.0; } gainer.analogOutput(countup).value = 1.0; countup++; }. デ ィ ジ タ ル 出 力 は 出 力 ピ ン を 0V ま た は 5V の どちらかの電圧に設定することができます（図 -7）． ディジタル出力はアナログ出力に比べて高速に操作 できます． dout0 の状態は gainer.digitalOutput(0).value に. 図 -9 LED マトリクスのソースコード. 代入することで変更できます．アナログと同様にメ ソッド digitalOutput() の引数でピンを指定するこ とができます．. おわりに. ■ LED マトリクスを点灯させる. 以上が Gainer と Funnel を使った入門になりま. LED を格子状に並べたものが LED マトリクスで. す．Funnel は Gainer 以外の I/O インタフェースに. す．少ないピンで多数の LED を操作できます．. も対応していますが，Gainer は最も簡単に導入す. Gainer の 1 つのピンあたりに流すことのできる. ることができます．詳しい情報は以下の URL をご. 電流は決まっているため，LED1 つだけのときより. 参照ください．. 電流制限抵抗が大きくなっています．. http://funnel.cc/. Gainer の MODE7 を使って LED マトリクスを点. http://code.google.com/p/funnel/. 灯させます（図 -8）．MODE の設定は Gainer オブ. （2011 年 4 月 25 日受付）. ジェクトのコンストラクタの引数で指定できます （図 -9） ．出力は 64 個のアナログ出力として扱いま す．MODE7 を使う場合，FunnelServer が正しく終 了しないことがあります．そのときは Processing の Close ボタンを押して終了してください．. ■ 遠藤孝則 [email protected] 2003 年情報科学芸術大学院大学［IAMAS］助手，2007 年同助教， 現在に至る．ソフトウェアだけにとどまらない実世界指向な題材と組 み合わせたプログラミング学習効果の研究に従事．. 情報処理 Vol.52 No.8 Aug. 2011. 921.
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