PythonとArduinoの通信実験

概要

Pythonで画像認識した結果をCANで別のツールに伝えるためにPySerialを使いたく、試しにArduinoとのシリアル通信を実験した結果をメモした。

実験１(Python2Auduino)

内容：Jupyterから1のbyte情報をArduinoに送り、Arduinoがそれを受け取りLEDを点灯する

■Auduino側

serial.c

#define LED_PIN 8

//シリアル通信(PC⇔Arduino)
char data;

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
 LED_ON();
 delay(1000);
 LED_OFF();
}

void loop(){
 if (Serial.available() > 0) {
   data = Serial.read();
   if(data == '1'){
     LED_ON();
   }
   else{
     LED_OFF();
   }
 }
}

void LED_ON(void){
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
}

void LED_OFF(void){
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}

■python側

serial.py

import serial
import time

num = 0
ser = serial.Serial()
ser.port = "COM4" #PortはAuduinoを挿す度に変わるから、毎回確認
ser.baudrate = 9600  
ser.setDTR(False)     
ser.open()            
while True:
    ser.write(b'1')       
    time.sleep(1)
    ser.write(b'0')       
    time.sleep(1)
    num += 1
    if num == 10:
        break
ser.close()

■結果
LED点灯消灯を繰り返すことができた。

実験２(Auduino2Python)

内容:Auduinoから周期的にある情報をPythonへ送り続ける

■Auduino側

serial.c

//シリアル通信(PC⇔Arduino)
#define RX_buf_Size 24
#define TX_buf_Size 24

char RX_buffer[RX_buf_Size];
char TX_buffer[TX_buf_Size];
int RX_numdata=0;

const short int TX_IntervalTime=1000;//通信周期
unsigned long TX_PrevTime;//timeの前回実行時刻記録
unsigned long CurrTime=0;//グローバルタイム

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 while(Serial.read() >= 0){} //clear serialbuffer
}

void loop(){
  CurrTime = millis();//システム起動時間を取得
  F_Serial_RX();
  if((CurrTime - TX_PrevTime) >= TX_IntervalTime ){
    F_Serial_TX2();
    TX_PrevTime = CurrTime;
  }
}

void F_Serial_TX2(void){
  int bytesSent = Serial.write("33");
  delay(1);
}

■python側

serial.py

import serial
import time

num = 0
ser = serial.Serial()
ser.port = "COM4"     #デバイスマネージャでArduinoのポート確認
ser.baudrate = 9600  #Arduinoと合わせる
ser.setDTR(False)     #DTRを常にLOWにしReset阻止
ser.timeout=0     #Buffer溜まる待つ時間
ser.open()            #COMポートを開く

while True:
    if ser.in_waiting > 1: #Bufferにあるデーターサイズを確認してから読み取り
        data = ser.read_all() #読み取りと同時にBufferをクリアしてくれる
        if data:
            rec_str = data.decode('utf-8')
            print(rec_str)

■結果
Auduino側から送られてきた33の数値が受け取れていることがわかる

宿題

信頼度の高い送受信はまだまだこれで十分とは言えないから、通信の合図、CRCチェックなども検討しながら、作って行く必要があります。