아두이노 시리얼(Serial) 통신 예제 (+ 호스트 파이썬 프로그램)

  초당 비트 수(Bit Per Second, BPS)는 1초에 전송할 수 있는 비트의 수를 의미합니다. 예를 들어 500 BPS라면, 초당 500개의 비트를 전송할 수 있다는 의미입니다. 보 레이트(Baud Rate)란 1초에 전송할 수 있는 의미 있는 정보의 수를 의미합니다. 예를 들어 의미 있는 정보의 단위를 32비트라고 규정할 때, 보 레이트가 500이라면 초당 16,000개의 비트를 전송한다는 의미가 될 것입니다. 다른 예시로 정보의 단위를 1비트라고 할 때, 보 레이트는 BPS와 동일할 것입니다.

 

  기본적으로 Serial 통신을 할 때는 보 레이트(Baud Rate)를 맞추어 통신을 진행합니다. 아두이노는 UART를 이용하여 하드웨어 시리얼과 소프트웨어 시리얼을 지원합니다. 하드웨어 시리얼은 하드웨어적으로 지원하는 RX, TX 핀을 이용하는 방식입니다. 혹은 가상 COM 포트 기능을 이용하여 USB 포트로 시리얼 통신이 가능할 수도 있습니다. 일반적으로 시리얼 통신을 할 때는 Serial.print()와 같은 함수를 이용하고, 하드웨어 시리얼은 Serial1, Serial2과 같은 형태의 라이브러리를 사용합니다.

 

  한 번 다음과 같이 가장 기본적인 아두이노 예제 소스코드를 작성해 봅시다. Serial.read() 함수를 이용하여 한 바이트(Byte)씩 입력을 받을 수 있습니다. 간단한 에코(Echo) 프로그램은 다음과 같습니다.

 

※ 아두이노 시리얼 통신 예제 소스코드 ※

 

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

void loop() {
    int incomingByte;
    if (Serial.available() > 0) {
        incomingByte = Serial.read();
        Serial.print("USB received: ");
        Serial.println(incomingByte, DEC);
    }
}

 

  실제로 위 프로그램을 업로드 한 이후에 시리얼 모니터(Serial Monitor)를 실행하면 다음과 같습니다.

 

 

※ 파이썬으로 호스트(Host) 프로그램 만들기 ※

 

  호스트(Host) 쪽에서 데이터를 보낼 때 별도의 프로그램을 이용할 수도 있습니다. 프로그램은 다음과 같이 작성할 수 있습니다. 프로그래밍 언어는 Python 3.7이며 serial 라이브러리를 이용하면 됩니다.

 

import serial

values = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

s = serial.Serial("COM4", 9600)
s.write(b'Hello')
s.write(bytearray(values))

while True:
    data = s.readline()
    print(data)

s.close()

 

  실행 결과는 다음과 같습니다.

 

 

  참고로 기본적으로 해당 Serial 포트를 이미 다른 프로세스가 사용 중이라면, 액세스가 거부되었다는 메시지가 출력될 수 있습니다. 오류 메시지는 대략 다음과 같습니다. 아두이노에서 시리얼 모니터가 켜져 있으면 오류가 발생할 수 있습니다.

 

serial.serialutil.SerialException: could not open port 'COM4': PermissionError(13, '액세스가 거부되었습니다.', None, 5)