Processing Java 모드에는 시리얼 인터페이스 기능 외에도 무선 와이파이에 의한 클라이언트 기능도 제공하고 있어 HTTP 프로토콜에 의해 와이파이가 지원되는 아두이노 호환 NodeMCU/WeMos 보드를 제어할 수 있다.
클라이언트로서 HTTP는 이미 ThingSpeak 응용에서도 해보았지만 하나의 데이터를 보내는데 적어도 수초 정도의 시간이 소요된다. 즉 시리얼 인터페이스에 비해 통신 속도가 느린 편이다.
이미 다루어보았던 시리얼 인터페이스 Processing 코드 중에서 analogWrite() 명령을 사용하여 LED 밝기를 제어하였다.
https://steemit.com/kr/@codingart/51-processing-led
즉 PC상에서 생성한 명암진 Processing 흑백 화면을 마우스로 스캔하여 얻어지는 0∼255 범위의 마우스의 위치 값을 Firmata가 설치된 아두이노 보드에 전송하여 anlogWrite() 명령에 의해 밝기를 조절하였다. 아나로그 제어의 특성을 십분 반영하여 연속적으로 LED 밝기가 변하는 것을 관찰할 수 있다.
한편 이번 블로그에서는 USB 케이블을 사용하는 시리얼인터페이스가 아닌 와이파이에 의해서 HTTP 통신 프로토콜에 의해 LED 밝기를 제어해 보자. HTTP 프로토콜을 사용함에 있어서 어려운 점은 PC상에서 명암진 Processing 화면을 생성한 후 마우스를 스캔하여 얻어지는 0∼255 범위의 마우스의 위치 값을 적절한 속도로 NodeMCU/WeMos 보드로 송신해야 한다. HTTP 통신 속도를 제대로 맞추지 못할 경우 제어가 제대로 되는지 안되는지 파악하기에 혼란스러울 수가 있다. 따라서 NodeMCU/WeMos 보드와 PC Processing 코드 사이의 HTTP 통신 속도를 파악하기 위해서 millis() 명령을 사용하는 특별한 코딩을 추가하였다.
헤더 영역에서 와이파이 지원을 위해 processing.net 라이브러리를 불러 오고 Client 의 클라스 명령 접두어를 간단하게 c 로 정의한다.
setup()에서 그래픽 화면 크기를 가로 256 세로 200으로 정의한다. background(255)는 흰색 바탕을 뜻한다. for looping을 i=0에서 255까지 돌려 수직선을 그래픽 화면 상단 즉 (i,0)에서 아래쪽으로 (i,150)까지 긋는다. 이때 stroke(255,i,i) 는 붉은 색으로서 i = 255 가 되면 stroke(255,255,255) 는 RGB 빛의 합성이므로 백색이 된다. 즉 왼쪽은 순수 100% 빨간색이고 오른쪽은 백색이며 그 사이는 점차 색이 옅어지는 gradient 가 된다.
HTTP 통신 속도는 사용자가 사용하는 PC 하드웨어의 영향도 있을 수 있으므로 확인해 볼 필요가 있다. 통신 속도가 확인되면 이 값을 최종적으로 Processing 코드에서 한번씩 스캔하여 데이터를 보낸 후 적절한 시간 지연 값으로 사용하도록 한다. 이 시간 지연 값이 적절하다면 정확하게 LED 의 밝기를 조절할 수 있게 된다.
스캔용 화면 생성은 꼭 흑백일 필요는 없으며 빨간색 LED를 사용하는 경우 빨간색 명암을 생성하도록하자. 아울러 화면을 나누어서 윗부분은 명암 생성 아랫부분은 스캔한 값에 해당하는 색상을 포현하자. 아래 그림은 stroke 명령 코딩을 바꿔 본 결과로서 Stroke(255, 255-i, 255-i)를 사용한 결과이다. 밝기가 역전 되었으므로 원래대로 stroke(255,i,i)로 환원하도록 하자.
한편 HTTP 통신 프로토콜을 지원하는 GET 방식에서 ASCII 문자가 아닌 숫자를 넘겨서 아두이노에서 정확하게 복원하여 LED 밝기 제어에 사용해야 한다.
Processing에서 0∼255까지의 숫자를 처리하도록 하자. 한자리 숫자는 “0”+“0”+“숫자” 로 처리한다.
GET에 의해 넘겨줄 숫자의 위치는 GET / 바로 다음 위치로서 6번째부터 세자리 정수형 값으로 넘겨주게 된다.
아두이노에서는 처리는 다음과 같다. 클라이언트로부터의 입력 버퍼를 읽기 바로 전에 HTTP 통신 시간 간격을 계산할 수 있도록 millis() 명령을 실행한다. millis() 명령은 아두이노 보드에 전원이 들어와 코드가 실행되는 시점에서부터 시간을 msec 단위로 체크한다. 따라서 Processing 코드로부터 request 가 들어오게 되면 loop()가 한번 실행되는 구조이므로 입력 버퍼 체크 지점에서 매번 loop() 실행 소요 시간을 계산하도록 한다.
입력 버퍼에서 Processing에서 보내는 request를 검출하기 위해서는 ’\r’ 즉 리턴 키 입력 데이터를 체크해야 한다. 즉 Processing 코드의 " HTTP/1.0\r\n"에서 빨간색 부분에 해당한다. ASCII 문자로 이루어진 입력 버퍼 내용물을 문자열 변수 request에 담은 후 6,7,8번째 문자를 request.substring(5,8) 명령에 의해 추출하여 문자열 변수 result에 할당한다. 마지막으로 문자열 데이터를 result.toInt() 명령에 의해 정수로 변환 후 brightness 로 두어 이 값을 가지고 analogWrite(ledPin,brightness) 명령을 실행하여 LED 의 밝기를 제어한다.
analogWrite() 명령 이후의 코딩 내용이 웹서버 영역인데 현재 클라이언트가 웹이 아닌 Java 모드의 Processing 코드이므로 아두이노에서 HTML 또는 HTML+Java Script 로 이루어진 코드를 보낼 수 없다.
NodeMCU/WeMos 시리얼 모니터에서 마우스 커서를 5초에 한번 정도로 좌측에서 우측으로 스캔하면서 HTTP 통신 속도 측정 결과를 살펴보도록 하자. 4800 msec 면 적절한 값으로 판단된다.
코드 내용 중에 HTML 태그기호인 깍지들이 많은 관계로 외부 블로그에서 오픈 소스인 코드를 참조하기 바란다.
http://blog.daum.net/ejleep1/608