Pybricksでシリアル通信してみる

1. はじめに

まず、大前提としてPython3でシリアル通信をする場合、pip install pyserialコマンドでpyserialライブラリを導入でき、何の問題もなくシリアル通信が可能です。そちらの方がはるかに簡単で安定しています。

でーすーが！Pybricksではpyserialが使えません。そのため、本記事で紹介するようなOSのファイルI/Oを直接操作する、黒魔術的な解決策を行います。

結論から言うと、この方法は多くの問題を抱えており、実用的な利用は推奨されません。

2. 通信の仕組み

ev3devでは、USB経由で接続されたArduinoなどのシリアルデバイスが、/dev/ttyUSB0のようなファイルとして認識されます。この「ファイル」を読み取り、シリアル通信を試みます。

3. 実装

以下は、Arduinoからデータを受信することのみを想定した関数です。（もともとクラスだったものからAIを使って抽出舌コードです。ご了承ください。）
制約により、安定した送受信は不可能なため、受信に特化しています。

#!/usr/bin/env pybricks-micropython

import time

def receive_latest(device_path="/dev/ttyUSB0", debug=True):
    try:
        # シリアルポートを開く (バッファリングなし)
        serial_port = open(device_path, "rb+", buffering=0)
        if debug:
            print("シリアルポート {} に接続しました。".format(device_path))
    except Exception as e:
        if debug:
            print("ポート {} への接続エラー: {}".format(device_path, e))
        return None

    try:
        # 最新のデータを受信するまで古いデータを破棄
        latest_data = None
        while True:
            line = serial_port.readline()
            if not line:
                break
            
            # タイムアウト回避のため、新しいデータが来るまで古いデータを読み飛ばす
            latest_data = line
        
        if not latest_data:
            return None

        # 読み取った最新データをデコードして処理
        line = latest_data.decode('utf-8').strip()
        
        return line
    
    except Exception as e:
        if debug:
            print("データ受信エラー: {}".format(e))
        return None
    finally:
        # ポートを閉じる
        if 'serial_port' in locals() and not serial_port.closed:
            serial_port.close()

# スクリプトの実行例
if __name__ == "__main__":
    
    device_path = "/dev/ttyUSB0"
    
    print("データ受信を開始します。")
    while True:
        data = receive_latest(device_path, debug=True)
        if data:
            print("受信データ:", data)
        else:
            print("データを受信できませんでした。")
        
        time.sleep(1)

4. 注意点

この通信方式には、実用性を著しく損なうほどの厳しい制約があります。

• この方法は非常に不安定で、データの取りこぼしが発生します。安定した動作は全く見込めません。EV3につながっているデバイスからドッジボールのように送りまくる環境になります。

• EV3からの送信ができていない。もしかしたらできるかもしれません。

• ライブラリが制限されているため9600bpsでしか通信できません。遅いです。

• USBポートが気まぐれです。ttyUSB0だったり、突然ttyUSB1になったり、はたまたttyACM0のときもありました。起動したときに割り当てられる順番?が問題だと考えられます。

結論

もしEV3で安定したシリアル通信が必要な場合は、Pybricksの使用を諦め、ev3devのPython3が動作する環境へ移行することを強くおすすめします。

もっといいやり方がわかる方がいれば教えて下さい。osライブラリでコマンド実行するとか？？？