Arduino+Python via Firmata

Firmata est un protocole de communication entre un microcontrôleur Arduino et d’autres les logiciels sur l’ordinateur hôte.

• Coté Arduino, il faut installer un programme (firmware) firmata
• Coté ordinateur, on peut utiliser n’importe quel logiciel utilisant le protocole firmata.

Sites de référence :

• https://www.arduino.cc/en/reference/firmata
• http://firmata.org/wiki/Main_Page

Voici quelques modules Python permettant d’utiliser le protocole Firmata avec Python :

• pymata4 : (documentation)
• pyFirmata

FirmataExpress + pymata4

Installation

Arduino

• Ouvrir l’IDE Arduino
• Installer les bibliothèques FirmataExpress et Ultrasonic : (voir installer une bibliothèque)
  
• Ouvrir l’exemple : Fichier > Exemples > FirmataExpress > FirmataExpress
  
• Connecter l’Arduino via le port USB
• Configurer le modèle de carte et le port série (voir Préparation)
• Téléverser le programme

Ordinateur

Depuis une fenêtre de commande (ou depuis pyzo), exécuter la commande

pip install pymata4

Programme de base

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from pymata4 import pymata4
import time

# Objet représentant la carte Arduino
carte = pymata4.Pymata4()

# Constantes
DELAY = 0.5 # période d'attente
PIN = 13

# Initialisation ....................................
carte.set_pin_mode_digital_output(PIN)

# Fonction de test
def blink():
    print('ON')
    carte.digital_write(PIN, 1)
    time.sleep(DELAY)
    print('OFF')
    carte.digital_write(PIN, 0)
    time.sleep(DELAY)

# Lancement du programme ............................
try:
    # Boucle infinie ................................
    while True:
        blink()
except KeyboardInterrupt: # Ctrl+C (sauf pyzo)
    carte.shutdown()
    sys.exit(0)
finally:
    carte.shutdown()  

Remarque : le programme peut être interrompu en faisant Ctrl+C, ou en cliquant sur  avec pyzo.

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from pymata4 import pymata4
import time

# Objet représentant la carte Arduino
carte = pymata4.Pymata4()

# Constantes
DELAY = 0.01 # période de la boucle infinie (s)
OUT_PIN = 3
A_IN_PIN = 0

F_MINI = 50   # fréquence minimale (Hz)
F_MAXI = 3000 # fréquence maximale (Hz)

# Initialisation ....................................
carte.set_pin_mode_digital_output(OUT_PIN)
carte.set_pin_mode_analog_input(A_IN_PIN)


# Fonction de test
def loop():
    f = carte.analog_read(A_IN_PIN)[0]
    f = ?????????
    carte.play_tone_continuously(OUT_PIN, f)

    time.sleep(DELAY)

# Lancement du programme ............................
try:
    # Boucle infinie ................................
    while True:
        loop()
except KeyboardInterrupt:
    carte.play_tone_off(OUT_PIN)
    carte.shutdown()
    sys.exit(0)
finally:
    carte.shutdown()  

Firmata + pyFirmata

Installation

Arduino

• Ouvrir l’IDE Arduino
• Ouvrir l’exemple : Fichier > Exemples > Firmata > StandardFirmata
• Connecter l’Arduino via le port USB
• Configurer le modèle de carte et le port série
• Téléverser le programme

Ordinateur

Depuis une fenêtre de commande (ou depuis pyzo), exécuter la commande

pip install pyFirmata

Erreurs fréquentes

serial.serialutil.SerialException: could not open port ‘COM5’: FileNotFoundError(2, ‘Le fichier spécifié est introuvable.’, None, 2)

Le port série n’a pas pu être ouvert

• Vérifier que l’Arduino est bien connecté sur le port spécifié

serial.serialutil.SerialException: could not open port ‘COM4’: PermissionError(13, ‘Accès refusé.’, None, 5)

Le port série n’a pas pu être ouvert

• Vérifier qu’un autre logiciel ne l’utilise pas (IDE Arduino par exemple)
• Débrancher puis rebrancher l’Arduino
• Ajouter le code suivant à la fin du programme Python :

xxx.exit() (pyFirmata)

xxx.shutdown() (pymata4)

RuntimeError: Firmata Sketch Firmware Version Not Found

Erreur rencontrée avec pymata4 : ce n’est pas le bon firmware !

Installer le firmware compatible avec pymata4.