Pico距離測定をグラフィック表示する

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Raspberry Pi Picoで取得した距離センサーの出力をどのように表示するのがカッコいいか考えてみました。

ネットで公開されている先人の知恵を参考にさせていただき、距離センサー結果に従ってもんきちの位置が移動するコードを作成しました。キャンバスの左端がゼロで右端がおよそ1.5メートルに相当します。デバッグ用に上段に測定カウント、測定インターバル、エコーパルス幅、算出された距離をラベル表示しています。

このPythonコードは以下となります。肝はupdate()で、self.after(100,self.update)で、再帰的に100msインターバルで自己コール（いわゆるコール・ループ）しています。ソースコードの下の方のapp.mainloop()の直前でupdate()をコールして、このコール・ループをキックしています。以後、100ms間隔で実行されるかというと実際にはそうはならず、ラベルに表示されているようにこの工作の環境では平均で200ms程度になりました。なお、Pico側は200ms間隔で距離測定し、TWELITEから送信するようにしました。

import tkinter as tk
import threading
import serial
from PIL import Image, ImageTk
import time

s = serial.Serial("COM6", 115200, timeout=1)


class GUI(tk.Frame):
    def __init__(self,master = None):
        super().__init__(master)
        self.master = master
        master.geometry("1000x300+300+100")
        master.title("Test")

        self.label = tk.Label(self.master)
        self.label.pack()
        self.label["text"] = ''

        read_image = Image.open('\work\TKinter\osaru.jpg')
        self.im = ImageTk.PhotoImage(image=read_image)      
        self.canvas = tk.Canvas(self.master, width = 1000, height = 200)
        self.canvas.pack()

        self.count = 0
        self.lasttime = time.time()

    def update(self):
        self.count += 1
        s.reset_input_buffer()
        line = s.readline()
        line = line.decode('utf-8')
#        print(line)
        error_flag = 0
        if len(line):
            xferdata = [line[i:i+2] for i in range(1,len(line)-2,2)] # checksum calculation
            n=0
            for x in xferdata:
                n += int(x, 16)
#                print("n={}".format(n))
            if  n & 0xFF: 
                error_flag = 1 # checksum error
                print("checksum error {} !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!".format(n))
            else :
                rdata = [line[i:i+2] for i in range(5,len(line)-4,2)]
                chars='0'
                for x in rdata:
                    n = int(x, 16)
                    if  n < 0x30 or 0x39 < n:
                        error_flag = 1
                        print("invalid data ****************************************")
                        break
                    ch = chr(int(n))
                    chars=chars+ch
        else:
            chars='0'
            error_flag = 1
            print("length is zero ???????????????????????????????????")

        if error_flag == 0:
            dist = int(chars)
            currenttime = time.time()
            textout="count= {}  time delta = {}  Echo={}  Dist(cm)={}".format(self.count, (currenttime - self.lasttime), dist, int(dist/58))
            self.lasttime = currenttime
            self.label["text"] = textout
            self.canvas.delete("osaru")
            self.canvas.create_image(dist/10, 100, anchor='center', image=self.im, tag="osaru")

        self.after(100,self.update)
     
     
if __name__ == "__main__":
    gui = tk.Tk()
    app = GUI(master = gui)
    app.update()
    app.mainloop()

    s.close()

TWELITEからのデータ受信に際して以下の3つの確認を行っています。

1. TWELITEがデータに付与するチェックサムの確認
2. 送られてくるデータ列が数値のみか確認
3. 送られてくるデータ長が1以上か確認

2について、この工作においてPicoがTWELITEにUARTで送っている文字列がエコーパルス幅値のみのため、この確認を行っています。複数のデータ（例えば温度センサー値とか）を送る場合はデータフォーマットを定義することになるので、この確認の仕方も変わりますね。３について、時々空パケットが送られてくる場合があり、これを処理対象から取り除くために行っている確認になります。

測定結果も結構ばらつくようです。ぱっと見で10%程度はばらつくでしょうか。これは距離センサー個体によるものか、そもそもこのレベルの距離センサーは概してそういうものなのか、今後調べてみるつもりです。