아두이노 온도, 습도 값 파이썬으로 그래프 출력하기(Arduino, Python, Serial, Graph)

 

목차

 

 

 

 

아두이노 온도, 습도 값 파이썬으로 그래프 출력하기#1

우선 제가 가지고 있는 것이 아두이노 보드 밖에 없기 때문에 센서 없이 임의로 데이터를 만들어서 온도와 습도 값을 생성하겠습니다.

 

아두이노 코드>>

void setup() {
  // 시리얼 통신을 시작합니다. 보드에 맞는 속도로 설정하세요.
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 가상의 온도와 습도 값을 생성합니다.
  // 예를 들어, 온도는 20~30도 사이, 습도는 40~60% 사이의 값으로 설정할 수 있습니다.
  float temperature = 20 + random(100) / 10.0;  // 20.0 ~ 29.9 사이의 값
  float humidity = 40 + random(200) / 10.0;    // 40.0 ~ 59.9 사이의 값

  // 시리얼 통신을 통해 온도와 습도 값을 전송합니다.
//  Serial.print("온도: ");
//  Serial.print(temperature);
//  Serial.print(" °C, 습도: ");
//  Serial.print(humidity);
//  Serial.println(" %");
  Serial.println(String(temperature) + "," + String(humidity));

  // 0.5초 동안 대기합니다.
  delay(500);
}

 

위 코드를 사용하면 임의의 온습도 값이 serial 통신을 통해 , (컴마) 기호로 구분되어 전송됩니다.

 

  Serial.print("온도: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.print(" °C, 습도: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.println(" %");

 

위 부분은 주석 처리했는데 아두이노 serial monitor로 직접 확인하고 싶으시면 사용하시면 됩니다.

 

 

 

 

 

 

아두이노 온도, 습도 값 파이썬으로 그래프 출력하기#2

 

다음으로 파이썬 코드를 사용해서 시리얼 통신으로 입력 받은 값을 그래프로 출력 해보겠습니다.

 

코드>>

import tkinter as tk
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import serial
import threading

# 시리얼 포트 설정
ser = serial.Serial('COM15', 9600) 

# 데이터를 읽어서 그래프에 추가하는 함수
def read_from_arduino():
    while True:
        try:
            line = ser.readline().decode('utf-8').strip()
            temperature, humidity = map(float, line.split(','))
            # 그래프에 데이터 추가
            x.append(x[-1] + 1)
            y_temp.append(temperature)
            y_humi.append(humidity)
            temp_line.set_xdata(x)
            temp_line.set_ydata(y_temp)
            humi_line.set_xdata(x)
            humi_line.set_ydata(y_humi)
            ax1.relim()
            ax1.autoscale_view()
            ax2.relim()
            ax2.autoscale_view()
            canvas.draw()
        except ValueError:
            pass

# GUI 설정
root = tk.Tk()
root.title("Arduino Temperature and Humidity")

# 그래프 설정
fig, ax1 = plt.subplots()
ax2 = ax1.twinx()
x, y_temp, y_humi = [0], [0], [0]  # 초기값 설정

temp_line, = ax1.plot(x, y_temp, label='Temperature', color='blue')
humi_line, = ax2.plot(x, y_humi, label='Humidity', color='orange')
ax1.legend(loc='upper left')
ax2.legend(loc='upper right')

canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root)
widget = canvas.get_tk_widget()
widget.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

# 아두이노에서 데이터 읽는 스레드 시작
thread = threading.Thread(target=read_from_arduino)
thread.daemon = True
thread.start()

root.mainloop()

 

 

주석>>

 

혹시 처음 serial을 실행하면서 아래와 같은 에러 메세지가 발생했다면

AttributeError: module 'serial' has no attribute 'Serial'

 

아래와 같이 설치를 진행해주세요.

pip install pyserial

 

 

ser = serial.Serial('COM15', 9600)

 

시리얼 포트 번호를 통해 아두이노에 연결된 포트 번호를 입력합니다. 저는 COM15에 연결되어 있어서 COM15로 설정하였습니다. 

 

line = ser.readline().decode('utf-8').strip()

 

들어온 byte 값을 utf-8 인코딩 방식으로 문자열로 바꿔 줍니다. strip으로 공백 등을 제거 해줍니다. 

 

            temp_line.set_xdata(x)
            temp_line.set_ydata(y_temp)
            humi_line.set_xdata(x)
            humi_line.set_ydata(y_humi)

 

set_xdata, ydata를 통해서 값을 지속적으로 업데이트 합니다.

 

 

            ax1.relim()
            ax1.autoscale_view()
            ax2.relim()
            ax2.autoscale_view()

 

들어온 값에 맞춰서 축의 범위를 autoscale 해줍니다.

 

 

 

 

결과>>

 

 

 

코드 다운로드>>

rnd_temp_humid.ino

0.00MB

test01.py

0.00MB