RPi.GPIO vs. gpiozero - Latenz beim Aufruf

tdl · Jul 24th 2021

Hallo,

vor einiger Zeit hatte ich mit meiner Schloss-Steuerung von RPi.GPIO nach gpiozero gewechselt. (Link zum Thema)

Warum? Naja, weil einem jeder erzählt RPi.GPIO ist veraltet, das neue gpiozero ist besser, schöner, einfacher...

Seit diesem Wechsel reagiert meine Steuerung erst nach einer Verzögerung von fast 1 Sekunde.

Ich hab das mal mit 2 einfachen Scripten nachgestellt und meine Vermutung, dass das tatsächlich an gpiozero liegt, hat sich bestätigt.

Bei diesem Script startet der Motor quasi sofort:

Python

#!/usr/bin/python3

# Motor testen mit RPi
from RPi import GPIO
from time import sleep

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(14,GPIO.OUT)
GPIO.setup(15,GPIO.OUT)

def motor_an():
    GPIO.output(14,True)
    GPIO.output(15,False)
    sleep(1)
    GPIO.output(14,False)

motor_an()
GPIO.cleanup()
exit()

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Und bei diesem erst mit ca. einer halben Sekunde Verzögerung :

Python

#!/usr/bin/env python3

#Motor testen mit gpiozero

from gpiozero import Motor
from time import sleep

motor = Motor(14,15)

def motor_an():
    motor.forward()
    sleep(1)
    motor.stop()

motor_an()

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In einem anderen Beitrag las ich, dass gpiozero sowieso auf RPi.GPIO aufsetzt, dann kann letzteres ja eigentlich auch nicht veraltet sein (Beitrag #7). Denke mal das ist auch der Grund für die Verzögerung.

Meine Frage: Kann man diese Verzögerung irgendwie wegbekommen/verkürzen oder hilft da nur wieder RPi.GPIO direkt zu verwenden?

hyle · Jul 24th 2021

Deshalb schrieb ich

Quote from hyle

Im Hauptskript, in dem Du auch den anderen Kram regelst (RFID-Karten usw.) würde ich when_pressed verwenden und das obige Skript-Beispiel wirklich nur für SSH-Button nutzen. Der Punkt ist die etwas längere Dauer der Initialisierung bei gpiozero.

Das Schalten per SSH-Button ist ja, wenn ich das richtig in Erinnerung habe, eh eher selten und da würde mich persönlich eine Verzögerung nicht stören. Darum geht es Dir aber oder?

tdl · Jul 24th 2021

Quote from hyle

Das Schalten per SSH-Button ist ja, wenn ich das richtig in Erinnerung habe, eh eher selten und da würde mich persönlich eine Verzögerung nicht stören. Darum geht es Dir aber oder?

Hi Hyle, nein, darum geht es nicht. Deshalb habe ich auch diese beiden einfachen Scripte oben erstellt, dass da keine anderen Faktoren mit reinspielen wie von dir angesprochen. Nur Motor an Motor aus Script Ende.

Ich starte beide in der Konsole mit ./name.py und dann geht beim ersten Script der Motor direkt los, und beim zweiten dauert es etwas.

Hängt jetzt auch nicht am Motor, den gleichen Effekt stelle ich fest wenn ich eine LED an und ausschalte. Mit gpiozero dauert es einen Moment bis die LED leuchtet. Wenn ich das über RPi.GPIO mache reagiert die LED sofort. Probier es mal selber aus. Achja, ich mache das ganze auf einem Pi Zero, ist der vielleicht zu schwach für gpiozero?

hyle · Jul 24th 2021

Quote from tdl

Probier es mal selber aus.

Ich hatte schon verstanden was Du meinst und kenne diesen Effekt. (Siehe zweiten Satz in meinem Zitat oben! )

Wenn das Skript aber erstmal läuft und ein Motor oder eine LED z.B. per Taster o.ä. gesteuert werden soll, dann gibt es keine Verzögerungen.

Quote from tdl

Achja, ich mache das ganze auf einem Pi Zero, ist der vielleicht zu schwach für gpiozero?

Bei mir macht das keinen so großen Unterschied, aber auf meinem Test-Zero ist nur ein Raspberry Pi OS Lite und faulenzt vor sich hin.

tdl · Jul 24th 2021

Quote from hyle

ch hatte schon verstanden was Du meinst und kenne diesen Effekt. (Siehe zweiten Satz in meinem Zitat oben! )
Wenn das Skript aber erstmal läuft und ein Motor oder eine LED z.B. per Taster o.ä. gesteuert werden soll, dann gibt es keine Verzögerungen.

Sorry, ich hatte meine Antwort auf das SSH bezogen.

Aber jetzt verstehe ich was du mit diesem Satz gemeint hattest. Genau diese Initialisierung, kann man die beschleunigen?

Quote from hyle

Bei mir macht das keinen so großen Unterschied, aber auf meinem Test-Zero ist nur ein Raspberry Pi OS Lite und faulenzt vor sich hin.

Bei mir ist auch nicht mehr drauf.

Bei einer früheren Version von gpiozero gab es ja wohl schon mal so ein Problem (Link nach draußen), dass dann mit einem Upgrade behoben wurde. Ich hatte die Frage hier gestellt, in der Hoffnung, dass es ich bei meiner Verzögerung wieder um so etwas handelt und behoben werden kann.

DeaD_EyE · Jul 24th 2021

Mach mal ein:

Code

print(motor.forward_device.pin_factory)

Es ist ein wenig komisch, da ich selbst mit dem Package arbeite und recht gute Reaktionszeiten erziele (Seriell 9600 Baut + gpiozero).

Die Klasse Motor nutzt DigitalOutputDevice, um die Ausgänge ohne PWM zu schalten.

Die Klasse LED auch.

Dann probier mal folgendes:

Python

import time
from gpiozero import LED

motor_a = LED(14)
motor_a.on()
time.sleep(1)
motor_a.off()

fred0815 · Jul 24th 2021

Ist es überhaupt sinnvoll auf Python zu setzen, wenn es nur um die Geschwindigkeit geht ?

Da sollte irgendwas mit C doch schneller sein.

noisefloor · Jul 24th 2021

Hallo,

bei mir auf dem Pi Zero braucht gpiozero auch spürbar lange, um importiert zu werden. Meine _Vermutung_ ist, dass gpiozero wesentlich mehr beim importieren instanziert / initialisiert.

Stören tut's mich nicht, weil a) der Pi Zero so oder so "lahm" ist und b) wenn gpiozero einmal importiert ist alles "normal" schnell läuft.

Wenn du wissen willst, was beim Importieren von gpiozero abläuft -> Quellcode lesen. Oder einen Profiler laufen lassen:

Python

>>> import cProfile
>>> cProfile.run('import gpiozero')

Gruß, noisefloor

tdl · Jul 24th 2021

Quote from DeaD_EyE

Mach mal ein:

Code print(motor.forward_device.pin_factory)

<gpiozero.pins.rpigpio.RPiGPIOFactory object at 0xb6418ef0>

Dein Beispielcode lässt den Motor zwar laufen aber leider nicht mehr ausgehen. Warum auch immer. Das motor_a.off() greift nicht.

Quote from fred0815

Ist es überhaupt sinnvoll auf Python zu setzen, wenn es nur um die Geschwindigkeit geht ?
Da sollte irgendwas mit C doch schneller sein.

Es geht mir nicht mal um die Geschwindigkeit an sich, eine Sekunde, damit kann ich bei der Anwendung schon noch leben, es irritiert mich lediglich, dass wenn ich einen Schalter umlege und dann erst eine ganze Maschinerie anläuft nur um ein simples "an" zu schalten.

DeaD_EyE · Jul 24th 2021

Quote from fred0815

Ist es überhaupt sinnvoll auf Python zu setzen, wenn es nur um die Geschwindigkeit geht ?

Da von einer halben Sekunde die Rede ist, nein.

Außerdem bleibt so ein Motor nicht sofort stehen, es seiden man schließt ihn Kurz (H-Brücke)

EDIT:

Da haben sich unsere Antworten überschnitten.

Dass du ihn nicht mehr ausschalten kannst, ist schon mehr als komisch.

Jedenfalls nutzt dein gpiozero aktuell RPi.GPIO als Backend. Ich hatte vermutet, dass gpiozero ein andere kaputtes Backend verwendet.

Ist aber nicht der Fall.

tdl · Jul 24th 2021

Quote from noisefloor

Wenn du wissen willst, was beim Importieren von gpiozero abläuft -> Quellcode lesen. Oder einen Profiler laufen lassen:

Python >>> import cProfile >>> cProfile.run('import gpiozero')

Das gibt bei mir eine Fehlermeldung:

Code

Traceback (most recent call last):
  File "./profile.py", line 5, in <module>
    import cProfile
  File "/usr/lib/python3.7/cProfile.py", line 10, in <module>
    import profile as _pyprofile
  File "/home/pi/Motor/profile.py", line 6, in <module>
    cProfile.run("import gpiozero")
AttributeError: module 'cProfile' has no attribute 'run'

Was macht denn dieses cProfile?

Quote from DeaD_EyE

Da haben sich unsere Antworten überschnitten.
Dass du ihn nicht mehr ausschalten kannst, ist schon mehr als komisch.

Jedenfalls nutzt dein gpiozero aktuell RPi.GPIO als Backend. Ich hatte vermutet, dass gpiozero ein andere kaputtes Backend verwendet.
Ist aber nicht der Fall.

Hab den Code mit anderen Pins an einer LED probiert, die geht an und aus.

Jetzt noch mal die Motorpins auf die von der LED gesteckt, den gleichen Code gestartet, Motor geht an und nicht mehr aus.

noisefloor · Jul 24th 2021

Hallo,

tdl : dann stimmt bei dir irgendwas nicht... Doku zu cProfile: https://docs.python.org/3.7/library/profile.html

Gruß, noisefloor

noisefloor · Jul 24th 2021

Nachtrag: habe es gerade auf meinem Pi Zero ausprobiert, funktioniert. Python Version ist 3.7.3:

Python

>>> cProfile.run('import gpiozero')
         30649 function calls (29844 primitive calls) in 2.003 seconds

   Ordered by: standard name

   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
  201/185    0.005    0.000    0.379    0.002 <frozen importlib._bootstrap>:1009(_handle_fromlist)
       81    0.008    0.000    0.008    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:103(release)
       77    0.002    0.000    0.002    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:143(__init__)
       77    0.004    0.000    0.030    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:147(__enter__)
       77    0.002    0.000    0.011    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:151(__exit__)
       81    0.011    0.000    0.019    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:157(_get_module_lock)
       77    0.005    0.000    0.007    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:176(cb)
        4    0.000    0.000    0.001    0.000 <frozen importlib._bootstrap>:194(_lock_unlock_module)
    105/1    0.003    0.000    1.975    1.975 <frozen importlib._bootstrap>:211(_call_with_frames_removed)
...
       14    0.001    0.000    0.001    0.000 {method 'update' of 'dict' objects}
       36    0.000    0.000    0.000    0.000 {method 'upper' of 'str' objects}
        1    0.000    0.000    0.000    0.000 {method 'values' of 'dict' objects}


>>>

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Die komplette Ausgabe kann ich leider nicht posten, weil die Länge eines Forenposts wohl auf 50.000 Zeichen begrenzt ist - die Ausgabe ist aber länger.

Gruß, noisefloor

Andreas · Jul 24th 2021

Quote from fred0815

Ist es überhaupt sinnvoll auf Python zu setzen, wenn es nur um die Geschwindigkeit geht ?
Da sollte irgendwas mit C doch schneller sein.

Hallo Fred0815,

genau aus diesem Grund habe ich mal eine GPIO-Library in Assembler programmiert.

Schneller geht's nimmer. Da kann selbst C-Compilat nicht mehr mithalten, da hier selbst bei diversen Optimierungen immer noch Objektcode erzeugt wird, der überflüssig ist bzw. nichts außer Verlangsamung beiträgt.

Beste Grüße

Andreas

fred0815 · Jul 28th 2021

Irgendwo gabs mal eine Aufstellung, womit welche Geschwindigkeit zu erreichen ist.

Ist mir aber gerade verschütt gegangen.

DeaD_EyE · Jul 28th 2021

Ja, gibt es hier. Erwartungsgemäß schneidet RPi.GPIO ziemlich gut ab.

Mit C ist das natürlich nicht vergleichbar.

RPi.GPIO vs. gpiozero - Latenz beim Aufruf

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