Conceptos generales
Los valores numéricos deben ser representados como string para su traspaso y convertidos a numérico para usarlos en ambas plataformas. Es posible enviar datos binarios, si lo deseas, pero es complicarse la vida inútilmente.
Toda la comunicación Arduino-PC debe ser en "UTF-8", lo que requiere codificar/decodificar los datos en el lado PC para su envio/recepción.
Finalmente, siempre hay que enviar un '\n' al final del string, para marcar su término. Esto se requiere en ambos sentidos.
Python
Usaremos pyserial
para comunicarnos desde PC con el Arduino.
Primero debemos abrir la puerta serial que comunica con Arduino. Esto requiere identificar la serial y su velocidad, que debe ser compatibles con la contraparte:
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)
En este caso, la puerta serial es /dev/ttyUSB0
, lo que depende de la plataforma, y la velocidad es 9.600 bauds.
Para enviar un string, primero debes codificarlo en "UTF-8" usando encode()
:
texto = "iniciar\n".encode("UTF-8") # Recuerda el \n al final.
ser.write(texto)
Para recibir una respuesta se usa readline()
. Este método lee de la serial hasta detectar un \n
. Si no lo encuentra, bloquea. La respuesta viene en UTF-8, y debe ser codificada para transformarla en un string Python:
linea = ser.readline()
respuesta = linea.decode()
valor = int(respuesta)
Si la respuesta expresa un valor numérico, debe ser convertida apropiadamente, usando int
o float
.
Arduino
Arduino requiere que la función loop
ejecute en cada pasada en el mínimo tiempo posible, lo cual implica que la serial debe ser leída caracter a a caracter.
Si bien Arduino tiene un método readString()
que retorna un dato tipo String
desde la serial, no es recomendable usarlo. Este método bloquea hasta detectar un \n
o dar timeout, lo que introduce todo tipo de errores aleatorios. Además, complica la codificación.
El patrón general es:
String buffer = "";
void loop() {
if (Serial.available()) {
/*
* Hay uno o más caracteres a leer en la serial.
*/
int car = Serial.read();
/*
* Procesamos caracter a caracter por simplicidad.
*/
if (car == '\n') {
/*
* El retorno de carro marca el fin de la entrada.
*/
... hacer alguna cosa con lo leido ...
buffer = "" // Limpiar el buffer una vez procesado.
}
} else {
/*
* Acumular los caracteres leídos.
*/
buffer += (char) car;
}
Primero, declaramos buffer
como String
fuera de loop
para que conserve su valor durante la ejecución. En esta variable vamos acumulando los caracteres leidos hasta detectar el \n
que marca el final.
Si hay caracteres por leer en la serial, los iremos leyendo y acumulando uno por uno, por rapidez y simplicidad.
Al detectar el \n
, procesamos el buffer y lo limpiamos, para recibir el siguiente texto.
Todo lo recibido por Arduino es texto; si queremos considerarlo como valor, la clase String
ofrece varias funciones como toInt()
, toFloat()
, etc.
Al enviar respuestas desde Arduino hacia el PC no necesitamos codificar nada (trabaja en ASCII, UTF-8 compatible) y el retorno de carro al final lo agrega automáticamente el método println()
.
Demo
Arduino
Este código Arduino lee de la serial. Los textos los devuelve transformados a mayúsculas; los valores los acumula y por cada uno recibido, retorna la suma acumulada.
[Por supuesto, no incluye manejo de errores.]
/*
* Recibe textos y valores por la serial.
* Responde convirtiendo textos a mayúsculas
* y con la suma acumulada de los valores.
*/
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
String buffer = "";
void loop() {
static float suma = 0.0;
if (Serial.available()) {
/*
* Hay uno o más caracteres a leer en la serial.
*/
int car = Serial.read();
/*
* Procesamos caracter a caracter por simplicidad.
*/
if (car == '\n') {
/*
* El retorno de carro marca el fin de la entrada.
*/
if (isDigit(buffer.charAt(0))) {
suma += buffer.toFloat();
Serial.println(suma);
} else {
buffer.toUpperCase();
Serial.println(buffer);
}
/*
* Limpiar el buffer para recibir la siguiente entrada.
*/
buffer = "";
} else {
/*
* Acumular los caracteres leidos.
*/
buffer += (char) car;
}
}
}
Python
Este código envía texto y valores al Arduino, recibe las respuestas y las muestra por consola.
[Por supuesto, no incluye manejo de errores.]
import serial
def encode_send(ser, texto):
print(f"enviar: {texto}")
enc = f"{texto}\n".encode("UTF-8")
ser.write(enc)
def decode_response(ser):
linea = ser.readline()
respuesta = linea.decode()
return respuesta
def conversar():
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)
valor1 = 125
valor2 = 3.1415
encode_send(ser, "Texto áéíóú")
respuesta = decode_response(ser)
print(f"recibido: {respuesta}")
encode_send(ser, "valor1")
decode_response(ser)
encode_send(ser, f"{valor1}")
respuesta = decode_response(ser)
print(f"recibido: {respuesta}")
encode_send(ser, "valor2")
decode_response(ser)
encode_send(ser, f"{valor2}")
respuesta = decode_response(ser)
print(f"recibido: {respuesta}")
ser.close()
Resultado
enviar: Texto áéíóú
recibido: TEXTO áéíóú
enviar: valor1
enviar: 125
recibido: 125.00
enviar: valor2
enviar: 3.1415
recibido: 128.14
Process finished with exit code 0