如何用RaspberryPI控制Arduino

方案整体思路

我希望能够通过Arduino来接收感应器和控制舵机等，RaspberryPI来控制网络业务等复杂交互逻辑。Arduino就像一个超级设备，对上层业务隐藏硬件控制细节。所以 Arduino会通过USB链接到RaspberryPI，由RaspberryPI负责Arduino供电。RaspberryPI部分使用Python来做业务代码，通过Serial于Arduino交互。

环境安装

1. 安装Arduino IDE环境

   sudo apt-get install arduino
   

2. 允许 pi 访问USB和串口，这里假设你的账户名称为 pi

   sudo usermod -a -G dialout pi
   

3. 使用Python3环境安装pySerial库

   python3 -m pip install pyserial
   

从Arduino读取数据

我们需要编写2个设备上的代码

1. 编写Arduino代码

   void setup() {
     Serial.begin(9600);
   }
   void loop() {
     Serial.println("Hello");
     delay(1000);
   }
   

2. 点击Arduino IDE UpLoad，通过 Serial Monitor 应该可以看到 Hello 的输出

3. 编写Python代码

   import serial
   if __name__ == '__main__':
       ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)
       ser.flush()
       while True:
           if ser.in_waiting > 0:
               line = ser.readline().decode('utf-8').rstrip()
               print(line)
   

   运行代码，注意这里要关闭上一步开启的 Serial Monitor 。就可以看到Hello的输出了

控制Arduino LED 闪烁

1. 编写Arduino代码后Upload

   #define LED_PIN 13
   
   void setup() {
     Serial.begin(9600);
     pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
     digitalWrite(LED_PIN, LOW);
   }
   
   void loop() {
     if(Serial.available() == 0) return;
   
     String cmd = Serial.readStringUntil('\n');
   
     if(cmd == "on") {
       digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
     } else if(cmd == "off") {
       digitalWrite(LED_PIN, LOW);
     }
   }
   

2. 编写Python代码

   import serial
   import time
   if __name__ == '__main__':
       ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)
       ser.flush()
       while True:
           ser.write(b"on\n")
           time.sleep(1)
           ser.write(b"off\n")
           time.sleep(1)
   

   运行代码，此时Arduino板子上的LED应该就开始闪烁了，如果你的Arduino板子上没有内置LED，那么接一个LED在13 pin口上即可。

控制的同时从Arduino读取数据

1. 编写Arduino代码后Upload

   #define LED_PIN 13
   
   void setup() {
     Serial.begin(9600);
     pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
     digitalWrite(LED_PIN, LOW);
   }
   
   void loop() {
     if(Serial.available() == 0) return;
   
     String cmd = Serial.readStringUntil('\n');
   
     if(cmd == "on") {
       digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
       Serial.println("led on");
     } else if(cmd == "off") {
       digitalWrite(LED_PIN, LOW);
       Serial.println("led off");
     }
   }
   

2. 编写Python代码

   import serial
   import time
   if __name__ == '__main__':
       ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)
       ser.flush()
       while True:
           ser.write(b"on\n")
           line = ser.readline().decode('utf-8').rstrip()
           print(line)
           time.sleep(1)
           ser.write(b"off\n")
           line = ser.readline().decode('utf-8').rstrip()
           print(line)
           time.sleep(1)
   

   运行代码，此时Arduino板子上的LED应该就开始闪烁了，并且python应该交替的出现 led on 和 led off

为什么不用RaspberryPI直接操作硬件

1. 我自己手头正好有一个Arduino和一个树莓派。以前接触过Arduino觉得也很简单，用起来也很容易。所以如果你只有一个树莓派，我不认为在没有明确的可衡量的理由时采用这套方案
2. 我的树莓派希望做的事情会更多些，更多的会是家庭的服务器用途，所以我不希望在树莓派上插好多线来充当DIY环节的一部分，我希望树莓派是Arduino功能的补充，比如网络控制等。

最后

多折腾折腾