arduino⇔pythonで数値の送受信がうまくいきません

Question

arduino⇔pythonで数値を送受信したいと考えています．
現在は，arduino⇔PC間をBluetoothで接続し，送受信自体はできることを確認できています．
ただ，pythonで数値をarduinoに送信しその値をそのままpython送り返すとき，整数値がたまに0になってしまうことに困っています．

with serial.Serial('COM7', 115200, timeout=0) as ser:
  while True:
     c = ser.readline()
     val_decoded = c.decode().strip()
     try:
         print(float(val_decoded))
     except ValueError:
         pass
     cont = 1.15
     ser.write(str(cont).encode('ascii'))

void loop(){
  if (Serial1.available()) {
      float ard = Serial1.parseFloat();
      Serial1.println(ard);
  }
}

arduino側は受信した数値をそのままprintln()しているだけです．
python側はcont = 1.15(値は適当)をser.write()でarduinoに送信し，ser.readline()で受信しています．

プログラム自体は問題なく動きます．ただ，cの値(arduinoから受け取った値)がb'1.15\r\n'の時とb'0.15\r\n'の時があります．
なぜ整数部がarduino→pythonの送信過程で0になってしまうのか分かりません．

各変数の中身は以下の通りです．
print(c): b'1.15\r\n' または b'0.15\r\n'
print(float(val_decoded)): 1.15 または 0.15
print(str(cont).encode('ascii')): 1.15

ほかの数字(cont = 2.45とか)でも同じ現象が起こりました．
どうかご教授いただきたいです．
よろしくお願いいたします．

Comments

[thkana]

Serial1ということは複数のシリアルポートを持っているArduinoですね。
ardをSerialにでも出力して、PCで覗いてみるとどうなっているでしょう。
あるいは、
void loop(){
if (Serial1.available()) {
float ard = Serial1.parseFloat();
Serial1.println(1.15);
}
}
としても現象が起こるのでしょうか。

[kay_oka]

thkana様．

回答いただきありがとうございます．
・Serial1ということは~
→おっしゃる通りで，ArduinoMegaを使用しております．
・Serial1.println(1.15);としても現象が~
→確認してみたところ，整数部が0になる現象は起こりませんでした．このことから，おそらくSerial1.available()で問題が起こっているだろうと考えました．y_waiwai様のご指摘にありますが，pythonから受け取る際に，全受信文字を受け取ってから処理するように修正したところ，問題が解決しました．
ご助言いただき本当にありがとうございました．

Answer 1

ちょっと気になったので追試してみました。

以下、Arduino m0/Proを使ったので、SerialUSBが元のプログラムのSerail1に相当すると考えてください。

1. 質問のプログラムそのままを試してみると私の環境では

0.15
0.15
0.1
5.0
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.1
5.0
0.15
0.15
0.15

という惨状でした。

2.質問者さんが解決できたとされる対応を入れてみました。

void setup() {
  SerialUSB.begin(115200);
}

void loop() {
  if (SerialUSB.available()) {
//・Arduinoで受信する時Serial1.readStringUntil('\n');とし，\nまで読み取り次第文字列を処理
    String s = SerialUSB.readStringUntil('\n');
    float ard = s.toFloat();
    SerialUSB.println(ard);
  }
}

with serial.Serial('COM18', 115200, timeout=0) as ser:
  while True:
     c = ser.readline()
     val_decoded = c.decode().strip()
     try:
         print(float(val_decoded))
     except ValueError:
         pass
     cont = 1.15
#・pythonから送る文字列の末尾に\nを追加
     ser.write((str(cont)+'\n').encode('ascii'))

1.15
1.15
1.0
15.0
1.15
1.15
1.15
1.15
1.1
5.0
1.15
1.15
1.15
1.0
15.0
1.15

傾向が変わって、1位が0になることはなく、1.15が拾えることも多いのですがしかし通信が出来ているとは言い難い状況です。

1. python側のシリアルポート設定で、timeoutが0になっています(ノンブロック)。これだと、readlineを実行した時に改行まで受信していなくても即時にデータを取得してしまいます。with serial.Serial('COM18', 115200, timeout=1) as ser: としてみました。

1.15
1.15
1.15
1.15

よさそうです。とりあえず10000回試行でエラーが出ませんでした。

1. Arduino側はparseFloat()は'\n'が区切りになる、つまりreadUntilにする意義はなさそうなので元に戻します。これも10000回OKでした。

結論。
私の手元では以下の組み合わせで正常動作、ということに。

//質問のまま
void setup() {
  SerialUSB.begin(115200);
}

void loop(){
  if (SerialUSB.available()) {
      float ard = SerialUSB.parseFloat();
      SerialUSB.println(ard);
  }
}

#timeoutを適宜設定
with serial.Serial('COM18', 115200, timeout=1) as ser:
  while True:
     c = ser.readline()
     val_decoded = c.decode().strip()
     try:
         print(float(val_decoded))
     except ValueError:
         pass
     cont = 1.15
#・pythonから送る文字列の末尾に\nを追加
     ser.write((str(cont)+'\n').encode('ascii'))

Comments

[kay_oka]

thkana様．

追試，フィードバックをいただきありがとうございます．
もう一度プログラムを動かしたところ，所々で怪しい出力が確認されました．
整数部が落ちるという問題に注視していたため，そのほかは盲点でした．
コメントを受けて，timeout=1に変更し再動作させると，所望の結果を得ることができました．

出力結果は正直で，なにかミスがあると結果に表れることを痛感いたしました．
少しでも結果が違えば，プログラムを徹底的に再考察してミスを発見する努力が必要であると学びました．
本当にありがとうございました．

Answer 2

まず送信側
文字列を出力してますが、文字列の後尾に改行コードを付加しましょう
文字列の区切りがないと受信側でメッセージの幅がわかりません

そして受信側
Serial1.available()は１文字でも受信するとtrueになります。
１文字だけ読み出しては正常なデータのやり取りはできません。
受信側は受信文字を貯めていき、改行コードが受信された場合に、貯めていた受信文字を文字列として処理するようにしましょう

Comments

[kay_oka]

y_waiwai様．

回答いただきありがとうございます．
ご助言の通り，Serial1.available()の動作内容を十分に把握できていなかったことで問題が発生していたようです．
修正点として，
・pythonから送る文字列の末尾に\nを追加
・Arduinoで受信する時Serial1.readStringUntil('\n');とし，\nまで読み取り次第文字列を処理
としました．すると問題(整数部がたまに0になる)が解決しました．

Serial1.available()以外にも読み取り形式があるとは知りませんでした．もっと勉強が必要だと感じました．
ご助言いただき感謝いたします．ありがとうございました．