Pd (Pure Data) から USB ケーブル経由で Miyagino を遠隔制御します．Miyagino の各出力端子の状態（LED のオン・オフなど）を制御したり，各入力端子の状態（スイッチのオン・オフなど）を読み取ったりできます．Pd については「音・映像メディア」を参照してください．

Pduino というパッチをインストールすることで，Pd からは Miyagino（一般には Arduino）を [arduino] というオブジェクトとして扱えるようになります．

• ダウンロード：http://at.or.at/hans/pd/objects.html

上記のウェブページから Pduino-0.5beta8.zip をダウンロードし，展開したフォルダを適当な場所に置き，Pd からのサーチパスを通しておいてください．サーチパスを設定するには，Windows 版・Linux 版では，File メニューから Path... を選び，Mac OS X 版では Pd-extended メニューから Preferences ＞ Path... を選び，該当するフォルダを登録します．

つぎに，Miyagino に Standard Firmata というプログラム（C で書かれたもの）を焼き込みます．Standard Firmata は，Arduino 開発環境に標準で用意されています.（参考：Arduino 開発環境のインストール.） Arduino 開発環境を起動し，File / Open ＞ Examples ＞ Firmata ＞ Standard Firmata を開きます．ソースプログラム（スケッチ）が表示されますが，書き換えないでください．

このプログラムをそのままコンパイルし，Miyagino に焼き込みます．そのためには，Miyagino を PC に USB 接続した状態で，Tools ＞ Board からターゲットとなる Arduino の種類を設定します．Miyagino の場合，"Arduino Duemilianove or Nano w/ ATmega328" を選択すればよいでしょう．つぎに Tools ＞ Serial Port から Miyagino に接続する通信ポートを選択します.（参考：通信ポート名の確認.）

いよいよコンパイルと焼き込みです．Upload アイコンをクリックしてください．Miyagino は自動的にリセットさせ，コンパイルされた Standard Firmata プログラムが，Miyagino の内蔵 Flash に焼き込まれます．焼き込み終了後，Miyagino は Standard Firmata プログラムを自動的に実行します．いちど焼き込んでしまえば，Miyagino の電源を切っても，プログラムは消えません．つぎに電源を入れた（PC と USB 接続した）とき，自動的に内蔵 Flash に焼き込まれたプログラム（つまり Standard Firmata）が実行されます．

Standard Firmata を実行している Miyagino は，Pduino をインストールした Pd から，[arduino] というオブジェクトとして扱うことができます．[arduino] に入力したメッセージは，Miyagino に送られ，その上で動作している Standard Firmata によって処理され，出力端子をオン・オフするなどのアクションが実行されます．また Miyagino の入力端子の状態変化は，やはり Standard Firmata によって PC に送られ，[arduino] からメッセージとして出力されます．

Miyagino を PC に USB 接続した状態で Pd を起動し，新しいキャンバスに [arduino] を配置してください．サーチパスが正しく設定されていれば，オブジェクトとして生成されるはずです．つぎに，[devices[ というメッセージボックスを生成し，それを [arduino] の入力端子に接続してください．

[devices[ を押すと（数秒後に）Pd ウィンドウのコンソールに，通信ポートとして使える候補がリストされます．この中から，Miyagino に接続されている通信ポート名を探し，対応する番号（たとえば 3 とか 4 など）を確認します．この番号が，Pduino からみた Miyagino のポート番号です．

error: [comport] opening serial port 0 failed!
[arduino]: version_0.5beta8
[comport]: available serial ports:
        1       /dev/tty.Bluetooth-PDA-Sync
        3       /dev/tty.usbserial-A400gCLq

comport number 0 out of range (1-99)
error: [comport] opening serial port 0 failed!
... you might be able to track this down from the Find menu.
[arduino]: version_0.5beta8
[comport]: available serial ports:
        3 - COM3 (free)

黒字の部分には，[arduino] を生成したときにデフォルトの 0 番ポートをオープンしようとして失敗したことが表示されています．赤字の部分が [devices[ の応答部分です．この例では，3 番ポートに Miyagino 上の USB-シリアル変換モジュールが接続されています.（参考：通信ポート名の確認.）

ポート番号がわかったら，つぎのような簡単なパッチを作ってみてください．まず [arduino 3] のように，ポート番号を [arudino] の引数として与えます．これで [arduino] の生成時に，このポート番号に対応する通信ポートが自動的にオープンされます．つぎに [pinMode 13 output[ を押してから，[toggle] をオン・オフしてみてください．Miyagino の左側の LED が点灯・消灯すれば，Pduino と Firmata は正常に動作しています．

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[arduino] への入力メッセージとその意味（動作）について解説します．より網羅的な解説は，http://www.evl.uic.edu/drew/courses/AD405/PduinoReference.htm を参照してください．

[arduino] と Miyagino との通信を接続・切断します．USB ケーブルで Miyagino を接続してから正しい通信ポートをオープンし，クローズしてから Miyagino を外すようにしてください．

• {devices} ： 利用可能な通信ポート名と対応するポート番号を，下図のように，Pd ウィンドウのコンソールに表示します．Pduino ではポート番号を使って通信ポートを区別しますので，ポート番号を確かめておいてください．

  （Mac OS の場合）

  [comport]: available serial ports:
          1       /dev/tty.Bluetooth-PDA-Sync
          3       /dev/tty.usbserial-A400gCLq
  

  （Windows の場合）

  [comport]: available serial ports:
          3 - COM3 (free)
  

• {open PORT} ： ポート番号 PORT に対応する通信ポートをオープンします．このメッセージを与える代りに，[arduino 3] のように引数としてポート番号を与えることで，正しい通信ポートを自動的にオープンすることもできます．一方，[arudino] を引数なしで生成した場合，デフォルトである 0 番ポートのオープンを試み（そして大抵は失敗し）ますので，改めて {open PORT} で正しい通信ポートをオープンするようにしてください．
• {close} ： 現在 [arudino] で使用している通信ポートをクローズします．

通信ポートをオープンあるいはクローズすると，Miyagino は自動的にリセットされ，内蔵 Flash に焼き込まれたプログラムが再起動します．

下図中央にあるプロセッサの "2"〜"13" の端子がディジタル入出力ピンです．下図の青い丸印をつけた穴を信号の入出力に使うとよいでしょう．これら 12本のディジタル入出力ピンについて，個別にピンの機能を設定できます．利用できるピン機能は，ディジタル入力 (input)，ディジタル出力 (output)，PWM 出力 (pwm)，サーボ制御出力 (servo) です．

それぞれのピンの機能（動作モード）を設定するために [arduino] に送るメッセージは以下のとおりです．

• {pinMode PIN output} ： PIN (2〜13) 番のディジタル入出力ピンを「ディジタル出力」モードとします．LED などを接続する場合のモードです．
• {pinMode PIN input} ： PIN (2〜13) 番のディジタル入出力ピンを「ディジタル入力」モードとします．スイッチなどを接続する場合のモードです．
• {pinMode PIN pwm} ： PIN (3, 5, 6, 9, 10, 11) 番のディジタル入出力ピンを「PWM 出力」モードとします．LED の明るさに強弱をつける場合などのモードです．
• {pinMode PIN servo} ： PIN (2〜13) 番のディジタル入出力ピンを「サーボ制御出力」モードとします．ラジコン用のサーボモータを接続する場合のモードです．

あらかじめ {pinMode PIN ouput} によって「ディジタル出力」モードに設定したピン（2〜13番および 14〜19番）から，論理 1（オン）あるいは論理 0（オフ）を出力します．そのために [arduino] へ送るメッセージは以下のとおりです．

• {digital PIN 1} ： PIN 番ピンの電圧を，プラス電源 (VCC) とほぼ同じ（約 5V）にします.（「ディジタル入力」モードのピンに対して {digital PIN 1} を設定すると，プルアップ抵抗（後述）が有効となります.）
• {digital PIN 0} ： PIN 番ピンの電圧を，マイナス電源 (GND) とほぼ同じ（約 0V）にします．

たとえば LED を点灯させるには，つぎのような回路をブレッドボード上につくるとよいでしょう．左側の例では，{digital 10 1} によって 10番ピンを 5V にすると，抵抗器と LED を通ってマイナス電源（GND：逆三角横縞の記号）に流れ，LED が点灯します．{digital 10 0} によって 10番ピンを 0V にすれば，電位差がなくなり，電流の流れも止まるため，LED は消灯します．1kΩ の抵抗器は，LED を流れる電流を 5mA 程度に制限するためのものです.（抵抗器と LED の接続順序はどちらでも電気的には変わりません.）

一方，右側の例では，{digital 12 0} によって 12番ピンを 0V にすると，プラス電源（VCC：上向き矢印）から 12番ピン方向に電流が流れ込み，LED が点灯します．{digital 12 1} によって 12番ピンを 5V にすると，電位差がなくなり，電流の流れも止まるため，LED は消灯します．左側の例と比べると 0/1 の論理が逆転していることに注意してください．

ブレッドボード上に実装するなら，たとえば下図のような配線になります．パッチを作って LED の動作を確かめてみてください．

まぜるな危険：ディジタル出力ピンどうしを直接結線してはいけません．一方をオン（5V）にし，もう一方をオフ（0V）にしたとき，これら端子の間を大きな電流が流れ，発熱し，おそらくプロセッサが壊れるでしょう．

タコ足配線：ひとつのディジタル出力ピンで複数の LED を点灯させるには，下図のように，抵抗器を含めて並列に接続するとよいでしょう.（こうして接続できる LED は，およそ 10本が限度でしょう.）

あらかじめ {pinMode PIN input} によって「ディジタル入力」モードに設定したピン（2〜13番および 14〜19番）の電圧変化（オン・オフの変化）を読み取ります．PIN 番ピンの電圧がオフからオンに変化したとき，[arduino] から {digtal PIN 1} が出力され，逆にオンからオフに変化したときは，{digtal PIN 0} が出力されます.（ここで言う「オン」とは電源 GND から +0.6V 以上を，また「オフ」とは +0.3V 以下を意味します．多くの場合は，それぞれプラス電源 (VCC＝5V)・マイナス電源 (GND＝0V) でオン・オフを区別すればよいでしょう.）

ただし,「ディジタル入力」モードにしたピンはとても敏感（高インピーダンス状態）です．上図のように直接スイッチを付けただけでは，ピンがオープン状態（プラス電源にもマイナス電源にも接続されていない状態）のとき，オンとオフを目まぐるしく行き来することがあります．これを避けるには，プルアップ抵抗器（左下図）あるいはプルダウン抵抗器（右下図）を付加する必要があります．10kΩ 程度がよいでしょう．

Miyagino のプロセッサ（ATMega328P）には内蔵プルアップ抵抗器が含まれています．デフォルトでは無効になっていますが，「ディジタル入力」モードにしたピンごと有効にすることができます．PIN 番ピンの内蔵プルアップ抵抗器を有効にするには，{digital PIN 1} を [arduino] に送ってください．

ブレッドボード上に実装するなら，たとえば下図のような配線になります．パッチを作ってスイッチからの応答を確かめてみてください．

あらかじめ {pinMode PIN pwm} によって「PWM 出力」モードに設定したピン（3, 5, 6, 9, 10, 11番）から，約 490Hz の矩形波（5V・0V）を出力します．そのデューティー比（5V が出力される時間の割合）を 0.0〜1.0 の間で変化させることで，出力電圧の時間平均を 0〜5V の間で連続的に変化させることができます．そのために [arduino] に送るメッセージは以下のとおりです．

• {pwm PIN 0〜1} ： PIN 番ピンから出力される矩形波のデューティー比を 0.0〜1.0 に設定します．

たとえば下図のように，デューティー比 0.2 の矩形波（5V・0V）であれば，出力電圧の時間平均は 1V となり，0.5 であれば 2.5V，0.8 であれば 4V となります．このように連続的にコントロールできる電圧を使って，たとえば LED の明るさに強弱をつけることができます．LED の接続方法は「ディジタル出力」の場合と同じです．また，モータの回転速度を増減させるためにも使うことができます．

ブレッドボード上に LED と抵抗器を直列に実装し，下図のようなパッチ（[hslider] の出力値は 0〜1）を作って，LED の明るさが変わる様子を確かめてみてください．ただし，出力される矩形波のデューティー比と実際に知覚される明るさは比例しないので，左側の [hslider] からの回路のように，数値を二乗してからデューティー比として与えるとよいでしょう．

あらかじめ {pinMode PIN servo} によって「サーボ制御出力」モードに設定したピン（2〜13番）から，ラジコン用サーボモータの回転角度を制御するための信号を出力します．[arduino] に送るメッセージは PWM 出力と同じ形式となります.（Miyagino では，いずれかのピンを「サーボ制御出力」モードにすると，9・10番ピンの PWM 出力が出来なくなります.）

• {pwm PIN 0〜1} ： およぞ −90deg（メッセージ第３要素が 0.0 のとき）から +90deg（1.0 のとき）の回転位置に対応したサーボ制御信号を，PIN 番ピンから出力します．与えた 0.0〜1.0 の数値に対して，回転角度はおおむね線形に変化します．

一般にラジコン用のサーボモータは３本の電線によって電源とサーボ制御信号を与えます．３本の電線は，たとえば茶・赤・橙（JR）あるいは黒・赤・白（Futaba）のような色分けがされていて，この順にマイナス電源・プラス電源・サーボ制御信号に対応します．電源は 4〜6V 程度ですが，瞬間的に大きな電流が流れることがあるので，Miyagino とは別の電源（単三電池３本）によって供給します．このとき下図のように，Miyagino のマイナス電源 GND と電池のマイナス側を接続することで，サーボ制御信号を正しくサーボモータに受け渡すことができます．

アナログ入力ピン（a0〜a5）に与えられた電圧を読み取ります．まず，{analogIns PIN 1} を [arduino] に送ることで，対応するアナログ入力ピンを有効します．PIN が 0 ならば a0 番のアナログ入力ピンが対応します．すると，[arduino] から {analog PIN 0〜1} が連続的に出力されるようになります．出力メッセージの第３要素（0.0〜1.0 の数値）は，0.0 がマイナス電源（0V），1.0 がプラス電源（5V）の間で，ほぼ線形に対応します．メッセージ出力を止めるには，{analogIns PIN 0} を [arduino] に送ります．

アナログ入力は，たとえばポテンシオメータ（回転型の可変抵抗器）の角度を読み取ることや，あるいは各種センサの出力（連続値）を読み取るために利用します．たとえば前者の場合，下図のような回路をつくるとよいでしょう．

ブレッドボード上に実装するなら，たとえば下図のような配線になります．パッチを作ってポテンシオメータの応答を確かめてみてください．

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