1. A propos du cours

1. Titre : Tutoriel Qt Designer + Python
2. Auteur : Auteur non explicitement indiqué dans le document
3. Type : Tutoriel pratique de programmation Python et de création d’interfaces graphiques avec Qt Designer
4. Support : Document PDF de 9 pages
5. Langue : Français
6. Technologies : Python, Qt Designer, PyQt4 et communication série
7. Licence : Licence non précisée dans le document ; consulter le site d’origine pour connaître les conditions d’utilisation et de diffusion

2. Prérequis

1. Connaître les notions fondamentales du langage Python, notamment les variables, les fonctions, les classes et les instructions de contrôle.
2. Posséder quelques notions de programmation orientée objet afin de comprendre la création et l’utilisation de classes Python.
3. Savoir créer et exécuter un script Python dans un environnement de développement.
4. Comprendre le principe général d’une interface graphique composée de fenêtres, boutons, champs de saisie, étiquettes et autres composants visuels.
5. Des connaissances élémentaires sur les événements en programmation facilitent la compréhension du mécanisme des signaux et des slots de Qt.
6. Pour la partie consacrée à la communication série, quelques notions sur les ports série, les périphériques et les échanges de données entre un ordinateur et un dispositif externe sont utiles.

3. Publique cible

Ce tutoriel s’adresse aux étudiants, enseignants, débutants en développement Python et personnes souhaitant découvrir la programmation d’interfaces graphiques. Il est particulièrement adapté à ceux qui désirent apprendre à concevoir visuellement une fenêtre avec Qt Designer, la connecter à un programme Python et créer une application capable d’interagir avec l’utilisateur ou de communiquer avec un périphérique par port série.

4. Outils matériels et logiciels

4.1 Outils matériels

1. Un ordinateur permettant d’installer et d’exécuter Python et les outils Qt utilisés dans le tutoriel.
2. Un clavier et une souris pour concevoir graphiquement les interfaces et écrire le code Python.
3. Un écran offrant un espace de travail suffisant pour utiliser simultanément Qt Designer et l’éditeur Python.
4. Un périphérique utilisant une liaison série peut être employé pour reproduire les exemples de communication présentés dans la dernière partie du document.
5. Un adaptateur USB-série peut éventuellement être nécessaire lorsque l’ordinateur ne possède pas directement de port série.

4.2 Outils logiciels

1. Python, langage utilisé pour développer la logique de l’application.
2. Python(x,y), environnement de développement utilisé dans le tutoriel et regroupant plusieurs outils nécessaires à la programmation Python.
3. Qt Designer, outil graphique permettant de construire visuellement l’interface utilisateur.
4. PyQt4, bibliothèque utilisée dans le document pour exploiter Qt depuis Python.
5. pyuic4, outil permettant de convertir un fichier d’interface .ui créé avec Qt Designer en fichier Python .py.
6. PySerial et son module serial pour la gestion de la communication avec les ports série.
7. Un éditeur Python, un débogueur et une console d’exécution pour écrire, tester et corriger les programmes.

5. Champs d'applications

1. Développement d’interfaces graphiques : création de fenêtres et de formulaires pour les applications Python.
2. Applications desktop Python : développement de programmes exécutés localement sur un ordinateur avec une interface utilisateur graphique.
3. Programmation événementielle : gestion des actions de l’utilisateur grâce au mécanisme des signaux et slots.
4. Prototypage d’interfaces : conception rapide d’interfaces graphiques par glisser-déposer avec Qt Designer.
5. Applications scientifiques et techniques : création d’interfaces permettant de piloter ou de surveiller des équipements.
6. Communication série : échange de données entre une application Python et un périphérique connecté à un port COM ou à une liaison série.
7. Systèmes embarqués : réalisation d’interfaces de commande pour des cartes électroniques, microcontrôleurs ou équipements externes communiquant par liaison série.
8. Acquisition de données : réception périodique d’informations provenant d’un équipement et affichage de ces informations dans une interface graphique.
9. Enseignement de Python : apprentissage conjoint de la programmation orientée objet, de la programmation événementielle et des interfaces graphiques.

6. Courte description

Ce tutoriel présente la création d’une interface graphique Python avec Qt Designer et PyQt4. Il explique comment dessiner un formulaire, gérer les signaux et slots, convertir un fichier .ui en script Python, programmer les actions de l’interface puis utiliser PySerial pour communiquer avec un périphérique à travers un port série.

7. Longue description du cours

Le document Tutoriel Qt Designer + Python propose une introduction pratique à la réalisation d’applications Python possédant une véritable interface graphique. L’objectif consiste à montrer comment séparer la conception visuelle d’une application de sa logique de programmation. Au lieu de construire entièrement une fenêtre en écrivant manuellement le code de chaque composant graphique, l’utilisateur apprend à employer Qt Designer pour dessiner son interface puis à intégrer cette interface dans une application Python.

7.1 Préparation de l’environnement Python

La première partie présente l’environnement Python(x,y), choisi dans le document parce qu’il regroupe différents outils nécessaires au développement d’une application fenêtrée en Python. Cette solution fournit notamment un éditeur Python, un débogueur, des consoles d’exécution et l’accès à Qt Designer. Le principe consiste ainsi à disposer d’un environnement cohérent permettant de passer de la conception graphique à l’écriture puis à l’exécution du programme.

Il faut toutefois souligner que le tutoriel repose sur des technologies correspondant à une génération ancienne de l’écosystème Python, en particulier PyQt4 et la commande pyuic4. Les principes pédagogiques restent néanmoins très utiles pour comprendre la conception d’une interface avec Qt, même si un projet moderne utilisera généralement une version plus récente de PyQt ou une autre liaison Qt compatible avec les versions actuelles de Python.

7.2 Création de l’interface avec Qt Designer

La deuxième étape introduit Qt Designer, un outil permettant de construire graphiquement une interface utilisateur. Le tutoriel commence par la création d’un nouveau projet de type Dialog without Buttons. L’utilisateur obtient alors une fenêtre vide sur laquelle il peut déposer les différents composants nécessaires à son application.

La conception de l’interface repose principalement sur le glisser-déposer. Les composants disponibles dans Qt Designer sont sélectionnés puis placés sur le formulaire. Cette approche facilite considérablement la création d’une application graphique, car le développeur peut visualiser immédiatement la disposition générale de sa fenêtre sans avoir à définir manuellement chaque position en Python.

7.3 Composants et propriétés de l’interface

Le tutoriel propose une première application simple composée notamment d’un champ de saisie, d’un bouton et d’une étiquette. Les composants sont ensuite renommés avec des identifiants plus explicites afin de faciliter leur manipulation depuis Python. Le champ de saisie reçoit par exemple un nom correspondant au prénom, tandis que le bouton et l’étiquette possèdent leurs propres identifiants.

Cette étape permet de comprendre l’importance des propriétés des widgets. Qt Designer offre la possibilité de modifier le texte affiché, le nom de l’objet, la police, l’alignement et de nombreux autres paramètres. Une bonne organisation des noms facilite considérablement la programmation ultérieure, puisque le script Python utilisera ces identifiants pour accéder aux différents composants de l’interface.

7.4 Signaux et slots

L’un des concepts centraux du tutoriel est le mécanisme des signaux et slots de Qt. Une interface graphique doit pouvoir réagir aux actions effectuées par l’utilisateur. Lorsqu’un bouton est cliqué, par exemple, un événement est généré. Qt représente cet événement sous la forme d’un signal, auquel il est possible d’associer une action appelée slot.

Le document montre comment créer un slot nommé Bonjour() puis comment associer le signal correspondant au clic sur le bouton à ce slot. Cette association constitue une introduction concrète à la programmation événementielle. L’application n’exécute plus simplement des instructions dans un ordre linéaire : elle attend désormais les actions de l’utilisateur et déclenche les traitements appropriés lorsqu’un événement survient.

7.5 Conversion du fichier .ui en fichier Python

Après avoir conçu l’interface, Qt Designer l’enregistre dans un fichier portant l’extension .ui. Ce fichier décrit la structure graphique de la fenêtre mais doit, selon la méthode présentée dans le tutoriel, être converti en script Python afin d’être intégré au programme.

Le document utilise pour cela l’utilitaire pyuic4. La commande de conversion prend en entrée le fichier .ui créé avec Qt Designer et produit un fichier .py. Le développeur dispose ainsi d’un module Python contenant la définition de l’interface graphique générée à partir du formulaire conçu visuellement.

Cette étape illustre une organisation intéressante du développement d’applications graphiques : Qt Designer est responsable de la partie visuelle tandis que Python prend en charge la logique fonctionnelle. Le développeur peut donc concentrer son travail de programmation sur le comportement de l’application.

7.6 Création de l’application Python

Le tutoriel montre ensuite comment créer l’application principale en important notamment le module sys, les éléments nécessaires de PyQt4 et le fichier Python généré à partir de l’interface. Une classe représentant la fenêtre principale est ensuite créée à partir de QDialog et de la classe générée par Qt Designer.

Le constructeur de cette classe appelle la méthode chargée d’initialiser l’interface. Le développeur peut ensuite ajouter ses propres méthodes pour définir le comportement des slots. Dans l’exemple proposé, la méthode associée au bouton récupère le contenu du champ dans lequel l’utilisateur a saisi son prénom puis modifie le texte d’une étiquette afin d’afficher un message de bienvenue.

L’application est finalement démarrée par la création d’un objet QApplication. La fenêtre principale est instanciée, affichée, puis la boucle événementielle de Qt est lancée. Cette boucle est essentielle puisqu’elle maintient l’application active et permet de traiter continuellement les interactions de l’utilisateur.

7.7 Exemple complet d’interface graphique

Le document rassemble ensuite les différentes étapes dans un exemple complet. L’interface est enregistrée dans un fichier testBonjour.ui, puis transformée en fichier Python. Le programme importe ce module, définit la classe de la fenêtre, initialise les widgets et crée la méthode Bonjour() associée à l’action de l’utilisateur.

Cet exemple permet de comprendre l’enchaînement général du développement : conception graphique, sauvegarde de l’interface, conversion, importation du module généré, programmation du comportement puis exécution de l’application. Cette méthode fournit une première architecture claire pour développer des applications graphiques Python.

7.8 Introduction à la communication par port série

La dernière partie du tutoriel va au-delà de la simple création d’une interface graphique en introduisant la communication avec un port série. Cette technologie est largement utilisée pour permettre à un ordinateur de communiquer avec différents périphériques et équipements électroniques.

Le document utilise le module serial afin de gérer cette communication depuis Python. Une connexion série peut être configurée en indiquant notamment le port utilisé, la vitesse de communication et le délai d’attente. Le tutoriel présente ensuite différentes opérations fondamentales permettant d’ouvrir une connexion, vérifier son état, transmettre des informations, déterminer la quantité de données en attente, recevoir des données puis fermer la connexion.

7.9 Lecture et écriture des données série

Plusieurs méthodes de réception des données sont évoquées. Une application peut effectuer une scrutation régulière du port, déclencher périodiquement la lecture grâce à un timer ou utiliser des threads distincts pour séparer les opérations de lecture et d’écriture. Ces différentes stratégies permettent d’éviter qu’une opération de communication bloque inutilement l’interface graphique.

Le tutoriel propose un exemple plus élaboré dans lequel l’application recherche les ports COM disponibles et les ajoute à une liste de sélection. L’utilisateur peut alors choisir un port et demander à l’application d’établir la connexion. En cas de réussite ou d’échec, un message informe l’utilisateur de l’état de la liaison.

7.10 Utilisation d’un timer pour surveiller le port

L’exemple met également en œuvre un QTimer. Une fois la connexion série établie, le timer déclenche périodiquement une méthode chargée de vérifier si de nouvelles données sont disponibles. Les caractères reçus peuvent alors être lus puis ajoutés à une zone de texte de l’interface.

Cette technique constitue une introduction intéressante à la réalisation d’applications de supervision et d’acquisition de données. Une interface Python peut ainsi recevoir périodiquement des mesures provenant d’un dispositif externe, afficher ces informations à l’écran et permettre simultanément à l’utilisateur d’envoyer des commandes au périphérique.

7.11 Intérêt pédagogique du tutoriel

Ce support permet finalement d’aborder plusieurs notions essentielles du développement logiciel dans un même projet : la création d’une interface utilisateur, la programmation orientée objet, la programmation événementielle, les signaux et slots, la génération de code Python depuis Qt Designer, la manipulation des widgets, l’utilisation d’un timer et la communication avec un périphérique externe.

Le document constitue donc une ressource pédagogique intéressante pour comprendre comment passer d’un simple script Python exécuté dans une console à une véritable application graphique Python. Même si les exemples utilisent PyQt4, aujourd’hui ancien, les concepts fondamentaux présentés restent directement utiles pour comprendre le fonctionnement de Qt Designer et faciliter ensuite l’apprentissage de solutions plus récentes telles que PyQt5, PyQt6 ou d’autres bibliothèques Qt modernes.

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