[Python 3.X] Communication Serie Python - Arduino : Quelques questions avec Tkinter

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.

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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.

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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.