シリアルモニタを開くまでArduino-Python間のシリアル通信のデータ破損

環境

• Arduino
  • Arduino UNO
  • Arduino IDE v1.8.10
• Windows 10 ビルド 18363.900
• WSL1 Ubuntu -18.04
• python環境
  • pipenv

まず, ArduinoからPythonアプリにシリアルデータを送信するプログラムを作成する.

SerialTest

            void setup() {
              Serial.begin(19200);
            }
            
            void loop() {
              Serial.println(millis());
              delay(1000);
            }

一秒ごとに現在時間(ms)を送信するだけの単純なプログラムである.

この段階で, シリアルモニタを確認すると, 正常に取れていることがわかる.

次に, 受信するpythonコードを作成する.

serial-test.py

            import serial
            import time
            
            ser = serial.Serial()
            ser.baudrate = 19200
            ser.port = '/dev/ttyS9'
            ser.open()
            
            print('Serial warming up...')
            time.sleep(2)
            
            while True:
                line = ser.readline()
                print(line)

ただシリアルデータを受信するだけの単純なプログラムである. 多くのサイト^{[1][2][3][4][5]} で挙げられているサンプルコードをもとに作成した.

ここで, いったんUSBを差しなおす.

serial-test.pyを実行すると, 予期しないデータが受信される.

        Serial warming up...
        b'\x10\n'
        b'\x08\x01\x19\n'
        b'\n'
        b'\n'
        b'\x08\x01\x11\n'
        b'\n'
        b'\n'
        b'\n'
        b'\x08\x01\x13\x02\x02\x02\n'
        b'\x08\x01\x13\n'
        b'\n'
        b'\n'
        b'\n'
        b'\x08\x01\x15\x02\x02\x02\n'
        b'\x08\x01\x16\x02\x02\x02\n'

そこで, もう一度シリアルモニタを立ち上げ, 正常に送られているのを確認後, serial-test.pyを実行すると, 正常にデータをとることができる.

        Serial warming up...
        b'13093422\r\n'
        b'1394422\r\n'
        b'0\r\n'
        b'999\r\n'
        b'1999\r\n'
        b'3000\r\n'
        b'3999\r\n'
        b'5000\r\n'
        b'6000\r\n'
        b'7001\r\n'

結果から言うと, 明確にわからない.

消去法で考えていくと,

• ボーレートの確認

  → 同じである

• ポートの確認

  → 受信はしている

• ser作成後のser.flushInput() ser.flushOutput() の実行

  → 変化なし

  参考

  Try to insert ser.flushInput() and ser.flushOutput() after ser creation.

  "Corrupted data with serial connection". stack overflow. (accessed at 2020-7-14)

• バイナリで送っている

  → Serial.printlnを使っているので, 文字である

  参考

  "PySerial: Data corrupted when reading from serial port". stack overflow. (accessed at 2020-7-14)

• Arduinoのリセット(ブートローダの再起動)を待っていない

  → 待っている

                  print('Serial warming up...')
                  time.sleep(2)
  

  参考

  "Problem with Pyserial". Arduino Forum. (accessed at 2020-7-14)

問題を多く検索していき, 最終的にこちらの解決策が有効だった.

"Connection using pyserial doesn't work properly". Arduino Forum. (accessed at 2020-7-14)

このポストによると,

• pySerialのパリティオプションをいじった結果, serial.PARITY_ODDを選択すると文字が違って変だとしても, ある程度のコミュニケーションが取れた.
• デフォルト値（serial.PARITY_NONE）に戻すと、すべてが正常に機能する.
• なぜだかわからない 🥺
• コードに次のものを入れると解決

              ser.parity = serial.PARITY_ODD
              ser.open()
              ser.close()
              ser.parity = serial.PARITY_NONE
              ser.open()
  

上記に従って, serial-test.pyを変更

serial-test.py

            import serial
            import time
            
            ser = serial.Serial()
            ser.baudrate = 19200
            ser.port = '/dev/ttyS9'
            ser.parity = serial.PARITY_ODD
            ser.open()
            ser.close()
            ser.parity = serial.PARITY_NONE
            ser.open()
            
            print('Serial warming up...')
            time.sleep(2)
            
            while True:
                line = ser.readline()
                print(line)

シリアルモニタを開かなくても, 正常に受信できた.