Communication Serie Python - Arduino : Quelques questions avec Tkinter

**litepixel** · 04/08/2015, 01h30

Bonjour à tous,

Je développe actuellement une petite application en python pour afficher les données transmises par des capteurs via mon arduino par le port serie.

Description du fonctionnement :

- Arduino Pro Mini : l'arduino écoute le port série et attend une commande cmd! et ensuite renvoie les données voulues.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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#include <Wire.h>
#include <MS561101BA.h>
 
//bluetooth
#include <SoftwareSerial.h>
 
MS561101BA baro = MS561101BA();
 
//bluetooth
SoftwareSerial mySerial(9, 8); // RX, TX
 
int trig = 12;
int echo = 11;
 
String cmd_str, data_str;
float QNH = 1013.25;
 
void setup() {
 
  //Serial Setup
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  Serial.setTimeout(500);
  // bluetooth
  mySerial.begin(9600);
  //
  delay(1000);
 
  //IMU Setup
  baro.init(MS561101BA_ADDR_CSB_LOW);
 
  // UltraSon Init
  pinMode(trig, OUTPUT);
  digitalWrite(trig, LOW);
  pinMode(echo, INPUT);
}
 
 
 
void loop() {
  float temperature = NULL;
  float pressure = NULL;
  float altitude = NULL;
  float distanceUS=-1.0;
 
 
  if (Serial.available() > 0) {
 
    cmd_str = Serial.readStringUntil('!');
 
 
    if (cmd_str == "temp") {
      while (temperature == NULL) {
        temperature = baro.getTemperature(MS561101BA_OSR_4096);
      }
      Serial.println(temperature);
    }
    if (cmd_str == "pres") {
      while (pressure == NULL) {
        pressure = baro.getPressure(MS561101BA_OSR_4096);
      }
      Serial.println(pressure);
    }
 
    if (cmd_str == "alt") {
      while (altitude == NULL || isinf(altitude)) {
        altitude = getAltitude(baro.getPressure(MS561101BA_OSR_4096), baro.getTemperature(MS561101BA_OSR_4096),QNH);
      }
      Serial.println(altitude);
    }
 
     if (cmd_str == "distus") {
      while (distanceUS == -1) {
        distanceUS = distance_US(trig,echo,baro.getTemperature(MS561101BA_OSR_4096));
      }
      Serial.println(distanceUS);
    }
    if (cmd_str == "setqnh") {
      data_str = Serial.readStringUntil('&');
      QNH=data_str.toFloat();
    }
 
    if (cmd_str == "qnh") {
      Serial.println(QNH);
    }
 
    if (cmd_str == "setAltzero") {
       while (pressure == NULL) {
        pressure = baro.getPressure(MS561101BA_OSR_4096);
      }
      QNH=pressure;
    }
  }
 
 
  //bluetooth
 
 
  if (mySerial.available() > 0) {
    // read the incoming byte:
    cmd_str = mySerial.readStringUntil('!');
    if (cmd_str == "temp") {
      while (temperature == NULL) {
        temperature = baro.getTemperature(MS561101BA_OSR_4096);
      }
      mySerial.print(temperature);
      mySerial.println(" degC");
    }
    if (cmd_str == "pressure") {
      while (pressure == NULL) {
        pressure = baro.getPressure(MS561101BA_OSR_4096);
      }
      mySerial.print(pressure);
      mySerial.println(" mbar");
    }
  }
}
 
 
float getAltitude(float press, float temp, float qnh) {
  return ((pow((qnh / press), 1 / 5.257) - 1.0) * (temp + 273.15)) / 0.0065;
}
 
 
 
float distance_US(int trig,int echo,float temp)
{
   digitalWrite(trig, HIGH);
   delayMicroseconds(10); //on attend 10 µs
   digitalWrite(trig, LOW);
 
   unsigned long duree = pulseIn(echo, HIGH);
   float distance =-1.0;
 
   if(duree < 30000)
   {
      duree = duree/2;
      float temps = duree/1000000.0;
      float sound_speed = 0.6*temp+331.5;
 
distance = temps*sound_speed;
 
   }
 
return distance;
}

- Python : Ouverture du port série au début (pour le moment) et ensuite envoie de commandes et affichage actualisé périodiquement.

Code :

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# Python Sensors Data #
######################
 
import serial
import time
from tkinter import *
 
 
#### serial com ####
 
ser = serial.Serial('COM3')
ser.baudrate = 115200
ser.timeout = 1
print(ser.isOpen())
 
 
time.sleep(3)
 
### Functions ###
 
 
def cmd_get_data(serial,cmd):
    serial.write(cmd)
    data=serial.readline()
    data2 = data.decode(encoding="ascii")
    return data2
 
 
def start_it(flag,function):
    if flag.get() ==False:  # pour ne lancer qu'une seule boucle
        flag.set(True)
        function()
 
def stop_it(flag):  
    flag.set(False)
 
 
 
def disp_data_inf(wid,serial,out,periode,flag,cmd):
    get_data(serial,out,cmd)
    if flag.get()==True: 
        wid.after(periode,lambda:disp_data_inf(wid,serial,out,periode,flag,cmd))
 
 
def set_qnh(serial,qnh):
    qnh_float=str(qnh.get())
    cmd="setqnh!"+str(qnh_float)+"&"
    serial.write(bytes(cmd,encoding="ascii"))
 
 
def get_data(serial,out,cmd):
    data=cmd_get_data(serial,bytes(cmd,encoding="ascii"))
    out.set(data)
 
def set_alt_zero(serial):
    serial.write(b'setAltzero!')
    get_data(ser,QNH,'qnh!')
 
 
### Main ###
 
## Window
 
fenetre = Tk()
fenetre.title('Sensors Data')
fenetre.geometry('800x600+200+200')
 
    # Frame MS561101
 
frame_MS56 = LabelFrame(master=fenetre, text="Pressure - Temperature Sensor",borderwidth=1)
frame_MS56.grid(row=0,column=0,sticky=W)
 
    # Frame US
 
frame_US = LabelFrame(master=fenetre, text="Ultrasonic Sensor",borderwidth=1)
frame_US.grid(row=1,column=0,sticky=W)
 
 
## Serial
 
seri=BooleanVar()
 
## Temperature
 
temp = StringVar()
temp.set(0)
 
flag_temp= BooleanVar()
button_temp = BooleanVar()
 
 
Label(frame_MS56, text="Temperature").grid(column =0, sticky =E)
 
Label(frame_MS56,textvariable=temp).grid(column =1,row=0)
 
 
Radiobutton(frame_MS56,text="Start",variable=button_temp,value=True,command=lambda:start_it(flag_temp,lambda:disp_data_inf(frame_MS56,ser,temp,500,flag_temp,'temp!'))).grid(column =2,row=0)
Radiobutton(frame_MS56,text="Stop",variable=button_temp, value=False,command=lambda:stop_it(flag_temp)).grid(column =3,row=0)
 
## Pressure
 
pres = StringVar()
pres.set(0)
 
flag_pres= BooleanVar()
button_pres = BooleanVar()
 
 
Label(frame_MS56, text="Pressure").grid(column =0,row=1, sticky =E)
 
Label(frame_MS56,textvariable=pres).grid(column =1,row=1)
 
 
Radiobutton(frame_MS56, text="Start", variable=button_pres,value=True,command=lambda:start_it(flag_pres,lambda:disp_data_inf(frame_MS56,ser,pres,500,flag_pres,'pres!'))).grid(column =2,row=1)
Radiobutton(frame_MS56, text="Stop", variable=button_pres, value=False,command=lambda:stop_it(flag_pres)).grid(column =3,row=1)
 
## QNH & Altitude
 
QNH = StringVar()
QNH.set(1013.25)
 
alt=StringVar()
alt.set(0)
 
flag_alti= BooleanVar()
button_alti = BooleanVar()
 
 
box = Spinbox(frame_MS56,from_=850,to=1050,increment=0.1,textvariable=QNH,width=10,command=lambda:set_qnh(ser,QNH))
box.grid(column =4,row=2)
 
Label(frame_MS56, text="Altitude").grid(column =0,row=2,sticky =E)
 
Label(frame_MS56,textvariable=alt).grid(column =1,row=2)
 
Radiobutton(frame_MS56, text="Start", variable=button_alti,value=True,command=lambda:start_it(flag_alti,lambda:disp_data_inf(frame_MS56,ser,alt,500,flag_alti,'alt!'))).grid(column =2,row=2)
Radiobutton(frame_MS56, text="Stop", variable=button_alti, value=False,command=lambda:stop_it(flag_alti)).grid(column =3,row=2)
 
bouton_reset_alt = Button(frame_MS56,text="Set altitude to zero", command=lambda:set_alt_zero(ser))
bouton_reset_alt.grid(column =5,row=2)
 
## Ultrasonic Sensor
 
distus = StringVar()
distus.set(0)
 
flag_dius= BooleanVar()
button_dius = BooleanVar()
 
Label(frame_US, text="US Distance").grid(row =0, column =0, sticky =E)
 
Label(frame_US,textvariable=distus).grid(row =0, column =1)
 
Radiobutton(frame_US, text="Start", variable=button_dius,value=True,command=lambda:start_it(flag_dius,lambda:disp_data_inf(frame_US,ser,distus,200,flag_dius,'distus!'))).grid(row =0, column =2)
Radiobutton(frame_US, text="Stop", variable=button_dius, value=False,command=lambda:stop_it(flag_dius)).grid(row =0, column =3)
 
 
 
## Quit
Button(fenetre, text="Quit", command=fenetre.quit).grid(row =2, column =0,sticky=W)
 
 
## Run and Close
 
fenetre.mainloop()
fenetre.destroy()
 
ser.close()

J'ai quelques questions : est-il nécessaire d'utiliser des threads pour séparer Tkinter et la communication série ou la méthode que j'utilise ici convient ? Dans le cas des threads quelle méthode suivre ?

Ensuite j'ai des petits defauts de fonctionnement :
- Mes label contenant les données sont initialement à 0, bien alignés avec les boutons, mais a l'actualisation le label se déplace légèrement vers le haut, j'ai essayé d'augmenter la taille du label et d'utliser sticky S sans succès.
- De temps en temps lors du clic d'actualisation de la donnée de pression juste après le lancement, le programme se bloque. Le phénomène ne se produit pas tout le temps...

Merci de votre aide.

**wiztricks** · 04/08/2015, 10h42

Salut,

Envoyé par litepixel

J'ai quelques questions : est-il nécessaire d'utiliser des threads pour séparer Tkinter et la communication série ou la méthode que j'utilise ici convient ? Dans le cas des threads quelle méthode suivre ?

Tant que çà fonctionne, pas de problème par contre si une lecture prend un temps "long" voire "infini" suite a n'importe quel soucis, çà attend dans un callback => l'IHM sera gelée et il faudra terminer le programme pour sortir de là.
Pour réaliser cela avec des threads, vous avez des tutos et des exemples que vous pouvez trouver dans le forum (mots clés: threads et tkinter). Les principes de la mise en oeuvre de threads sont assez simples mais pour les acquérir, il faut sortir un peu la tête de votre code pour les apprendre et voir quels sont les changements à appliquer dans un deuxième temps.
note: ajouter un timeout aux lectures, c'est pas mal non plus indépendamment des threads.

Ensuite j'ai des petits defauts de fonctionnement :
- Mes label contenant les données sont initialement à 0, bien alignés avec les boutons, mais a l'actualisation le label se déplace légèrement vers le haut, j'ai essayé d'augmenter la taille du label et d'utliser sticky S sans succès.
- De temps en temps lors du clic d'actualisation de la donnée de pression juste après le lancement, le programme se bloque. Le phénomène ne se produit pas tout le temps...

Même s'il n'est pas énorme, pas facile de comprendre ce que fait votre programme et ce qui peut conduire à ces défauts sans qu'on puisse le lancer "pour voir".
Quand je dis "pas facile", c'est qu'il ne faut pas espérer qu'on prenne un papier et un crayon pour tracer un peu tout ce qui se passe, imaginer les différents cas de figure en fonction de ce qu'il peut se passer côté liaison série,... car cela prend un temps que nous n'avons pas.

- W

Communication Serie Python - Arduino : Quelques questions avec Tkinter

Tkinter Python

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