Kompletny przewodnik dotyczący konfigurowania komunikacji szeregowej pomiędzy Pythonem i Arduino

Witamy w Polaridades, blogu, na którym badamy skrajności każdego tematu. Z tej okazji przedstawiamy kompletny przewodnik dotyczący konfiguracji komunikacji szeregowej pomiędzy Pythonem i Arduino. Jeśli pasjonujesz się programowaniem i elektroniką, te informacje będą Ci bardzo przydatne. Nauczymy Cię krok po kroku, jak nawiązać płynne i wydajne połączenie pomiędzy obydwoma urządzeniami, otwierając drzwi do nieskończonych możliwości twórczych. Czy jesteś gotowy, aby zanurzyć się w fascynujący świat komunikacji Python i Arduino? Czytaj dalej i dowiedz się!

Kontroluj swoje urządzenia z poziomu Pythona za pomocą Pyserial

W dobie automatyzacji i wzajemnych połączeń sterowanie urządzeniami z poziomu Pythona stało się niezbędnym narzędziem dla wielu programistów. Dzięki bibliotece Pyserial możliwe jest nawiązanie komunikacji szeregowej z różnymi urządzeniami oraz sterowanie nimi w prosty i efektywny sposób.

Pyserial to biblioteka Pythona zapewniająca interfejs do komunikacji szeregowej. Umożliwia nawiązywanie połączeń z urządzeniami korzystającymi z portów szeregowych, takimi jak m.in. Arduino, Raspberry Pi, modemy GSM, drukarki. Dzięki Pyserial możliwe jest wysyłanie i odbieranie danych za pośrednictwem tych urządzeń, otwierając świat możliwości w zakresie kontroli i automatyzacji.

Instalacja Pyserial jest bardzo prosta. Po prostu użyj menedżera pakietów Pythona, pip, aby zainstalować go w naszym środowisku programistycznym. Po zainstalowaniu możemy zaimportować bibliotekę do naszych programów i zacząć korzystać z jej funkcji i metod.

Aby nawiązać połączenie szeregowe z urządzeniem, musimy określić port, do którego jest ono podłączone. Listę dostępnych portów w naszym systemie możemy uzyskać za pomocą funkcji `serial.tools.list_ports.comports()`. Po zidentyfikowaniu portu możemy utworzyć obiekt klasy `Serial` i nawiązać połączenie.

Po nawiązaniu połączenia szeregowego możemy wysyłać i odbierać dane metodami udostępnianymi przez Pyserial. Na przykład do przesłania danych możemy użyć metody `write()`. Jeżeli chcemy otrzymać dane możemy skorzystać z metody `read()`. Metody te pozwalają nam na dwukierunkową interakcję z urządzeniem, dając nam pełną kontrolę nad nim.

Oprócz wysyłania i odbierania danych, Pyserial zapewnia również dodatkowe funkcje, takie jak konfigurowanie parametrów komunikacji, takich jak szybkość transmisji, liczba bitów danych, parzystość i inne. Parametry te można ustawić między innymi za pomocą metod takich jak `baudrate()`, `bytesize()`, `parity()`.

Komunikacja szeregowa między Pythonem a Arduino: przykład i przewodnik krok po kroku

W tym artykule nauczymy Cię, jak nawiązać komunikację szeregową pomiędzy Pythonem i Arduino. Komunikacja szeregowa to sposób przesyłania danych szeregowo, czyli sekwencyjnie, bit po bicie. Jest to bardzo powszechny sposób wymiany informacji pomiędzy różnymi urządzeniami i w tym przypadku umożliwi nam wysyłanie i odbieranie danych pomiędzy naszym komputerem a naszą płytką Arduino.

Na początek będziemy musieli mieć zainstalowany Python i Arduino IDE na naszym komputerze. Jeśli jeszcze ich nie masz, możesz je pobrać z odpowiednich oficjalnych stron internetowych.

Gdy już wszystko mamy skonfigurowane, pierwszym krokiem będzie podłączenie naszego Arduino do komputera za pomocą kabla USB. Upewnij się, że płyta jest prawidłowo podłączona i włączona.

Konfiguracja w Pythonie
W Pythonie do nawiązania komunikacji szeregowej z Arduino wykorzystamy moduł PySerial. Jeśli nie masz go zainstalowanego, możesz to łatwo zrobić, uruchamiając następujące polecenie w terminalu:

«`pyton
pip zainstaluj pyserial
« , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,

Po zainstalowaniu PySerial zaimportujemy moduł do naszego skryptu Pythona:

«`pyton
zaimportować numer seryjny
« , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,

Następnie będziemy musieli znać port szeregowy, do którego podłączone jest nasze Arduino. Możemy to zrobić wykonując następujący kod:

«`pyton
zaimportuj serial.tools.list_ports

porty = serial.tools.list_ports.comports()
dla portu, opisu, hwid w posortowanym(portach):
print(f»Port: {port}»)
« , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,

Ten kod pokaże nam listę portów szeregowych dostępnych na naszym komputerze. Określ, do którego portu jest podłączone Twoje Arduino i zapisz go, będzie nam potrzebny później.

Po zidentyfikowaniu portu możemy otworzyć komunikację szeregową za pomocą następującego kodu:

«`pyton
ser = serial.Serial('COMX', 9600) # Zastąp COMX odpowiednim portem
« , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,

Tutaj „COMX” oznacza port szeregowy, do którego podłączone jest nasze Arduino. Upewnij się, że zastąpiłeś „COMX” właściwym portem.

Konfiguracja na Arduino
Po stronie Arduino będziemy musieli napisać prosty kod, który pozwoli nam wysyłać i odbierać dane poprzez komunikację szeregową. Oto podstawowy przykład:

«arduino
void setup () {
Serial.begin(9600); // Szybkość komunikacji
}

void loop () {
if (Serial.available()) {
dane char = Serial.read();
Serial.print( «Otrzymano: «);
Serial.println (dane);
}
opóźnienie (1000);
Seryjny

Przesyłanie informacji z Arduino do Pythona: instrukcja krok po kroku

W tym przewodniku krok po kroku dowiemy się, jak łatwo i sprawnie przesyłać informacje z Arduino do Pythona. Ten transfer danych jest niezbędny dla tych, którzy chcą używać Arduino do zbierania informacji z czujników, a następnie przetwarzania i analizowania ich w Pythonie.

Aby rozpocząć, musisz mieć zainstalowany Python na swoim komputerze. Możesz pobrać go z oficjalnej strony internetowej i postępować zgodnie z instrukcjami instalacji. Po zainstalowaniu Pythona możemy zaczynać.

Krok 1: Fizyczne połączenie
Pierwszym krokiem jest ustanowienie fizycznego połączenia pomiędzy Arduino a komputerem. Aby to zrobić, będziesz potrzebować kabla USB, aby połączyć port USB Arduino z dostępnym portem USB w komputerze.

Krok 2: Konfiguracja Arduino
Po podłączeniu Arduino do komputera musisz skonfigurować Arduino IDE, aby mogło komunikować się z Pythonem. Otwórz Arduino IDE i wybierz odpowiednią płytkę i port z opcji menu „Narzędzia”.

Krok 3: Kod na Arduino
Teraz musisz napisać w Arduino kod, który odczyta dane z czujników i wyśle ​​je do Pythona przez port szeregowy. Można w tym celu użyć funkcji Serial.begin() i Serial.print(). Upewnij się, że szybkość transmisji portu szeregowego w kodzie Arduino odpowiada szybkości transmisji w kodzie Pythona.

Krok 4: Kod w Pythonie
Po skonfigurowaniu Arduino nadszedł czas na napisanie kodu w Pythonie, który będzie odbierał dane wysyłane przez Arduino. Możesz do tego użyć biblioteki PySerial. Zaimportuj bibliotekę, a następnie utwórz instancję obiektu Serial z poprawnym portem i szybkością transmisji. Następnie możesz odczytać dane z Arduino za pomocą funkcji read() i przetworzyć je według własnych potrzeb.

Krok 5: Przetwarzanie i analiza danych
Po otrzymaniu danych z Arduino w Pythonie możesz je przetworzyć i przeanalizować zgodnie ze swoimi potrzebami. Możesz używać bibliotek takich jak NumPy i Pandas do wykonywania obliczeń i analiz matematycznych oraz matplotlib do wizualizacji danych w postaci wykresów lub diagramów.

I tak, drodzy czytelnicy, dotarliśmy do końca tego kompletnego przewodnika na temat konfigurowania komunikacji szeregowej pomiędzy Pythonem i Arduino. Mam nadzieję, że nie wpadłeś w nieskończoną pętlę przewodów i kodów!

Teraz, gdy masz moc połączenia tych dwóch światów, możliwości są nieograniczone! Możesz sprawić, że Twoje Arduino zacznie tańczyć w rytm ulubionych piosenek, a nawet włączyć wentylator, gdy temperatura otoczenia wzrośnie, jakbyś był na koncercie rockowym.

Zawsze pamiętaj, aby mieć pod ręką podręcznik referencyjny, ponieważ w tym świecie programowania nigdy nie wiesz, kiedy napotkasz błąd lub błąd. Ale nie martw się, błędy to tylko okazja do nauki i doskonalenia!

Więc śmiało, odważ się odkryć fascynujący świat komunikacji szeregowej pomiędzy Pythonem i Arduino. I pamiętaj, jeśli znajdziesz się w ślepym zaułku, zawsze możesz polegać na społeczności programistów chętnych do pomocy online.

Do zobaczenia w następnym artykule, w którym zbadamy więcej polaryzacji technologicznych i pomożemy Ci zachować równowagę w Twoim świecie maniaków! Do tego czasu programuj dalej z pasją i dobrym humorem!