Raspberry Piを使用してArduinoと通信します

Raspberry PiとArduinoは、さまざまなプロトコルを使用して互いに通信できます。 シリアル（UART）、I2C、およびSPI。このガイドでは、Raspberry PiとArduinoの間の通信をセットアップする方法を示します。 シリアルインターフェイス（UART）、これは最も一般的で簡単な方法です。

あなたが必要とするもの

Raspberry Pi （GPIOサポートを備えたモデル、例えばPI 3、PI 4）
Arduino （例：UNO、MEGA、NANO）
USBケーブル （ArduinoをRaspberryPiに接続するため）
ジャンパーワイヤ （GPIOシリアル通信を使用する場合）
Pythonインストール Raspberry Piで
Arduino ide Raspberry Piまたは別のコンピューターにインストールされています

ステップ1：ArduinoをRaspberry Piに接続します

RaspberryPiを使用してArduinoに接続できます USB または GPIOピン.

方法1：USB接続（推奨）

接続します Raspberry PiへのArduino USBケーブルを使用します。
Raspberry Piは、Arduinoをシリアルデバイスとして検出します（例えば、 /dev/ttyUSB0 または /dev/ttyACM0).

方法2：GPIOピンの使用（ハードウェアシリアル）

接続します Arduino TX（ピン1） に RaspberryPi RX（GPIO 15、ピン10）.
接続します Arduino RX（ピン0） に Raspberry Pi Tx（GPIO 14、ピン8）.
接続する GNDからGNDへ.
Raspberry Piの組み込みシリアルコンソールを無効にします。
```
sudo raspi-config
```
- に移動します インターフェイスオプション>シリアルポート.
- シリアル上でログインシェルを無効にしますが、シリアルポートハードウェアを有効にします。
- RaspberryPiを再起動します：
```
sudo reboot
```

ステップ2：必要なライブラリをインストールします

Raspberry Piに必要なシリアルコミュニケーションツールがインストールされていることを確認してください。

sudo apt update
sudo apt install python3-serial

利用可能なシリアルポートを確認するには：

ls /dev/tty*

USB接続については、探してください /dev/ttyUSB0 または /dev/ttyACM0.

ステップ3：Arduinoスケッチをアップロードします

ArduinoからRaspberryPiにデータを送信するには、このシンプルなアップロード Arduinoスケッチ を使用して Arduino ide.

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Start serial communication
}

void loop() {
  Serial.println("Hello from Arduino!"); // Send message
  delay(1000);
}

ステップ4：Raspberry Piのシリアルデータを読みます

Raspberry PiにPythonスクリプトを作成して、Arduinoのデータを読み取ります。

Pythonコードの例

import serial
import time

# Open the serial port (Change ttyUSB0 if necessary)
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)
time.sleep(2)  # Wait for connection

try:
    while True:
        if ser.in_waiting > 0:
            data = ser.readline().decode('utf-8').strip()
            print(f"Received: {data}")
except KeyboardInterrupt:
    print("Exiting...")
    ser.close()

それを確認してください /dev/ttyUSB0 検出されたシリアルポートに一致します。
スクリプトを実行します：
```
python3 serial_read.py
```
あなたは見るべきです 「Arduinoからこんにちは！」 毎秒印刷されました。

ステップ5：RaspberryPiからArduinoにデータを送信する

変更します Arduinoコード Raspberry Piからデータを受信するには：

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    String received = Serial.readStringUntil('\\n');
    Serial.print("Raspberry Pi Sent: ");
    Serial.println(received);
  }
}

変更します Pythonコード Arduinoにデータを送信するには：

ser.write(b"Hello from Raspberry Pi!\\n")

現在、ArduinoはRaspberry Piから送信されたメッセージを受信します。

代替通信方法

I2C通信 （複数のArduinosの場合）
- Raspberry Piは次のように機能します マスター、Arduinoは次のように振る舞います奴隷.
- i2cを有効にする：
```
sudo raspi-config
```
- 必要なライブラリをインストールします：
```
sudo apt install python3-smbus i2c-tools
```
- 使用 Wire.h I2C通信のArduino側。
SPI通信 （高速データ転送用）
- 必要 spi対応のarduino そして SPI.h 図書館。
- UARTおよびI2Cよりも高速ですが、必要です より多くの配線.

トラブルシューティング

arduinoはraspberry piで検出されません
- 走る ls /dev/tty* 利用可能なシリアルデバイスを確認します。
- 正しいシリアルポートがPythonスクリプトで指定されていることを確認してください。
許可はエラーを拒否しました
- ユーザーをに追加します dialout グループ：
```
sudo usermod -aG dialout $USER
sudo reboot
```
出力のガベージ文字
- 確保する 両方のデバイスは同じボーレートを使用します （例えば。、 9600).
- 小さな遅延を追加します（time.sleep(2)）Pythonでデータを読む前。