CxemCAR на Arduino – Bluetooth управление машинкой с Android

↑ передача пакета данных

Несмотря на то, что моя программа пока не поддерживает передачу данных, она реализует эту функциональность. Передавать данные проще. Структура будет такой же, как и для принимаемого пакета:

struct TxPacket
{
	uint8_t StartByte;
	uint8_t Rc5System;
	uint8_t Rc5Command;
	uint8_t StopByte;
} TxPacket;

Присутствуют стартовый и стоповый байты, а также информация. Приемник USART уже был инициализирован. Чтобы инициировать передачу пакета – вызовите функцию

void send_packet()
{
	// Запись стартового байта в регистр UDR
	UDR = START_BYTE;
}

В данном примере, в этой функции, я записываю только стартовый байт в регистр UDR. Вроде бы немного, но в этой же функции можно реализовать подготовку пакета или еще что-то полезное. И это, на мой взгляд более логично. Логично в плане самодокументирования кода. То есть, если я в коде, просто запишу значение в регистр UDR это может быть воспринято, как передача всего одного байта, а вызывая самоговорящую функцию
send_packet ()
 — я говорю о том, что я отправляю пакет данных.

При следующей передаче обработчик прерывания вызовет передатчик, когда тот отправит все байты из регистра UDR.

ISR(USART_TXC_vect)
{
	unsigned char *Pointer = (unsigned char *)&(TxPacket);

	static unsigned char TxIndex = 1;

	if ( TxIndex < sizeof(TxPacket) )
	{
		UDR = *(Pointer   TxIndex);
		TxIndex  ;
	}
	else TxIndex = 1;
}

В обработчике я присваиваю переменной указатель на структуру TxPacket. В объявлении я присваиваю статической переменной значение 1 – индекс отправляемого байта. Мы начинаем с единицы, потому что первый байт из структуры уже был отправлен.

Необходимые условия:

if ( TxIndex < sizeof(TxPacket) )

Проверяет, не меньше ли индекс, чем размер пакета. Если условие выполняется, мы записываем байт в регистр UDR:

UDR = *(Pointer   TxIndex);

Инкрементировать TxIndex. Следующий байт из структуры будет передан, когда USART передаст следующий байт, и все байты структуры будут переданы. Если TxIndex больше размера структуры – условие не будет истинным и мы получим

else TxIndex = 1;

Когда TxIndex инициализирован, но в регистр UDR больше ничего не записывается, обработчик не вызывается до тех пор, пока передача пакета не будет инициирована снова. Таким образом, процесс полностью автоматизирован, и если структура пакета изменится, нам не придется менять обработчик.

Описание программы МК должно также описывать реализацию управления драйвером. Управление драйвером осуществляется тремя сигналами: A1 (B1), A2 (B2) и PWMA (PWMB). Кнопки A1 и A2 управляют включением/выключением и полярностью драйвера. Сигналы ШИМ могут использоваться для управления скоростью вращения через вход PWMA. ШИМ-сигнал Я использовал два аппаратных ШИМ-таймера 1.

#define _WGM13 0
#define _WGM12 1
#define _WGM11 0
#define _WGM10 1

// Timer 1 init
TCCR1A = ( 1 << COM1A1 ) | ( 0 << COM1A0 ) | ( 1 << COM1B1 ) |
 ( 0 << COM1B0 ) | ( _WGM11 << WGM11 ) | ( _WGM10 << WGM10 );
TCCR1B = ( 0 << CS12 ) | ( 0 << CS11 ) | ( 1 << CS10 ) |
			 ( _WGM13 << WGM13 ) | ( _WGM12 << WGM12 );

	TCNT1 =0x0000;
	OCR1A = 0;
	OCR1B = 0;

В первую очередь, он пришел из программы Android от Google. В Java нет беззнаковых типов, и я уже наступил на эти грабли. Мне пришлось бы выкручивать руки, чтобы получить число от 0 до 255. Я предпочитаю отправлять знаковое 16-битное число. В данном случае нам нужно 16 бит (знаковый тип), которые находятся в диапазоне от -32786 до 32768.

Кроме того, я предпочитаю его, поскольку одна переменная описывает и скорость вращения, и его направление.

И в-третьих, с какой стороны ни посмотри, для наших целей не может подойти меньше трех байт. Мы пожертвуем еще одним байтом, но все станет ясно: положительное значение ШИМ означает прямое вращение, отрицательное – обратное.

Я использовал int leftPWM и int rightPWM для управления дисками.

void drive(int leftPWM, int rightPWM)
{
	// Движение ВПЕРЁД левое колесо
	if ( leftPWM > 0 ){
		ClearBit( A2_PORT, A2_PIN );
		SetBit( A1_PORT, A1_PIN );
	}
	// Движение НАЗАД левое колесо
	if ( leftPWM < 0 ){
		ClearBit( A1_PORT, A1_PIN );
		SetBit( A2_PORT, A2_PIN );
	}
	// Движение ВПЕРЁД правое колесо
	if ( rightPWM > 0 ){
		ClearBit( B2_PORT, B2_PIN );
		SetBit( B1_PORT, B1_PIN );
	}
	// Движение НАЗАД правое колесо
	if ( rightPWM < 0 ){
		ClearBit( B1_PORT, B1_PIN );
		SetBit( B2_PORT, B2_PIN );
	}
	// Остановка
	if ( leftPWM == 0 ){
		ClearBit( A1_PORT, A1_PIN );
		ClearBit( A2_PORT, A2_PIN );
	}
	// Остановка
	if ( rightPWM == 0 ){
		ClearBit( B1_PORT, B1_PIN );
		ClearBit( B2_PORT, B2_PIN );
	}

	set_PWM( (uint8_t)(abs(leftPWM)), (uint8_t)(abs(rightPWM)) );
}

В соответствии со значением ШИМ, осуществляется управление сигналами A1 (B1), A2 (B2) и устанавливается значение ШИМ вызовом функции
set_PWM (leftPWM, rightPWM)

Уфф, выдохлись. Наша команда получила посылку, разобрала ее и передала значение ШИМ в функцию привода.

Bluetooth пульт для телевизора на arduino

Javascript

В WebBluetooth API используются обещания. В следующих параграфах я приведу пошаговое описание кода. Мы предоставим ссылку на репозиторий, содержащий полный исходный код.

Для начала нам необходимо подключиться к устройству. Запрашивая устройства и передавая фильтру имя службы и ее UID, мы будем работать с ними. Не определив службу заранее, мы не сможем с ней взаимодействовать.

navigator.bluetooth.requestDevice({
    filters:
      [
        { name: MY_BLUETOOTH_NAME },
        { services: [SEND_SERVICE] },
      ]
  })

После нажатия кнопки “Connect” появляется окно (рис. В нем нужно выбрать устройство, к которому вы хотите подключиться, и нажать на кнопку подключения.

Рис. (окно с устройствами, доступными для подключения)

Подключение к устройству возвращает Promise. Затем давайте сохраним его в переменной и создадим соединение.

.then(device => {
      myDevice = device;

      return device.gatt.connect();
    })

После этого мы возвращаем Promise, содержащий слово “сервер”. Затем мы запрашиваем “сервис” у “сервера”, передавая UID (который мы узнали через приложение) сервиса. После этого мы возвращаем Promise, содержащий “сервис”, который мы запрашиваем у “характеристики”, передавая ее UID (который мы также искали с помощью приложения).

.then(server => server.getPrimaryService(SEND_SERVICE))
.then(service => service.getCharacteristic(SEND_SERVICE_CHARACTERISTIC))

Это единственный момент, когда мы можем начать действовать. Используя переменную в качестве примера, я сохраняю характеристику, а затем помещаю обработчики щелчков на кнопки. Они содержат код, который будет загружен в характеристику при нажатии на них в их атрибутах данных.

Этот код содержится в обработчиках нажатия:

const code = Number(event.target.dataset.code);

  if (code === 1) {
    toggleLigthCharacteristic.writeValue(Uint8Array.of(code));

    return;
  }

  toggleLigthCharacteristic.readValue()
    .then(currentCode => {
      const convertedCode = currentCode.getUint8(0);

      toggleLigthCharacteristic.writeValue(
        Uint8Array.of(convertedCode === code ? 0 : code)
      );
    });

В функцию должен быть передан массив uint8, поэтому используйте Uint8Array для преобразования кода, который будет передан в функцию.

По замыслу, код 1 заставляет светодиоды мигать тремя цветами, а затем гаснуть. Но как выключить светодиод, если ему был послан код 3, а светодиод еще не выключен? Или включить другой цвет?

Взяв значение характеристики, я конвертирую его в Uint8, и если есть какое-либо недопустимое значение (например, 0). Затем оно преобразуется в массив unit8 и записывается в характеристику, если оно действительно.

Для того чтобы решить эту проблему, нам просто нужно понять, как отключиться от устройства. На кнопку “Disconnect” мы уже добавили eventListener, который отключается от устройства Bluetooth, удаляет eventListeners, скрывает кнопки управления и записывает неопределенные значения в переменные.

myDevice.gatt.disconnect();

toggleItemsEventListeners('removeEventListener');
toggleButtonsVisible();

toggleLigthCharacteristic = undefined;
myDevice = undefined;

Отправка данных

Отправка данных на устройство осуществляется путем записи значения в характеристику, а точнее путем вызова функции

Сохранить значение ()

Свойства объектов с

Печать совета

В качестве аргумента. Чтобы преобразовать строку в

Печать правления

Самый простой метод – это использовать

Единица кодировки текста .

// Отправить данные подключенному устройству
function send(data) {
  data = String(data);

  if (!data || !characteristicCache) {
    return;
  }

  writeToCharacteristic(characteristicCache, data);
  log(data, 'out');
}

// Записать значение в характеристику
function writeToCharacteristic(characteristic, data) {
  characteristic.writeValue(new TextEncoder().encode(data));
}

На всякий случай приводим данные к строковому типу, используя глобальный объект

Верёвка

Мы также ограничили эту реализацию 20 байтами, все, что больше этого, будет усечено. В результате, если сообщение длиннее 20 байт, вы должны отправлять его частями и с некоторой задержкой:

// Отправить данные подключенному устройству
function send(data) {
  data = String(data);

  if (!data || !characteristicCache) {
    return;
  }

  data  = 'n';

  if (data.length > 20) {
    let chunks = data.match(/(.|[rn]){1,20}/g);

    writeToCharacteristic(characteristicCache, chunks[0]);

    for (let i = 1; i < chunks.length; i  ) {
      setTimeout(() => {
        writeToCharacteristic(characteristicCache, chunks[i]);
      }, i * 100);
    }
  }
  else {
    writeToCharacteristic(characteristicCache, data);
  }

  log(data, 'out');
}

Чтобы облегчить обработку сообщений на стороне драйвера, добавьте символ терминатора строки в конец отправляемого сообщения (

n

В этом случае для разбиения сообщения на фрагменты используется регулярное выражение, которое правильно обрабатывает символы возврата каретки (CR, r) и перевода строки (LF, n). Первый фрагмент сообщения отправляется сразу, а остальные с задержкой в 100 миллисекунд отправляются по таймеру.

Обмен данными между терминалом и браузером, на котором можно кликнуть

Работает! Вот и все с JS; у нас есть полнофункциональная двусторонняя связь с устройством.

Получение данных

Получение данных от устройства осуществляется асинхронно с помощью механизма уведомлений, которые возникают при изменении характеристики BLE. Нам нужно только подписаться на соответствующие события

characteristicvaluechanged

Функции. Это следует сделать после включения уведомлений. Кроме того, целесообразно удалять обработчик при выключении устройства:

// Включение получения уведомлений об изменении характеристики
function startNotifications(characteristic) {
  log('Starting notifications...');

  return characteristic.startNotifications().
      then(() => {
        log('Notifications started');
        // Добавленная строка
        characteristic.addEventListener('characteristicvaluechanged',
            handleCharacteristicValueChanged);
      });
}

// Отключиться от подключенного устройства
function disconnect() {
  if (deviceCache) {
    log('Disconnecting from "'   deviceCache.name   '" bluetooth device...');
    deviceCache.removeEventListener('gattserverdisconnected',
        handleDisconnection);

    if (deviceCache.gatt.connected) {
      deviceCache.gatt.disconnect();
      log('"'   deviceCache.name   '" bluetooth device disconnected');
    }
    else {
      log('"'   deviceCache.name  
          '" bluetooth device is already disconnected');
    }
  }

  // Добавленное условие
  if (characteristicCache) {
    characteristicCache.removeEventListener('characteristicvaluechanged',
        handleCharacteristicValueChanged);
    characteristicCache = null;
  }

  deviceCache = null;
}

// Получение данных
function handleCharacteristicValueChanged(event) {
  let value = new TextDecoder().decode(event.target.value);
  log(value, 'in');
}

Событие.цель.ценность

– это объект

Содержащий.

В котором содержится сообщение с вашего устройства. Использование

Декодер для текста.

), мы конвертируем массив байтов в текст.

Отправка данных с терминала и получение в браузере кликабельных данных

Устройство работает стабильно при получении сообщений, как с CR, так и без CR и LF. Получатель получает длинные сообщения полностью, но они делятся на кратные 20 байтам.

Примечание:

Поскольку установленный на роботе модуль Trema Bluetooth HC-05 подключен к аппаратной шине UART, перед загрузкой скетча робота необходимо отсоединить провод либо от вывода TX модуля, либо от вывода RX на плате Tream-Power Shield, а после загрузки скетча – подключить его обратно.

Можно обойтись без добавления кнопки сопряжения к роботу «QUADRUPED», тогда в скетче нужно выполнять сопряжение автоматически при каждой подаче питания робота и пульта. Делается это следующим образом:

Последняя строка кода настройки в скетче пульта дистанционного управления не должна содержать оператора “if”, оставив только тело этого оператора:

/* Было так:  */ if(varK){while(!objHC05.createMaster("QUADRUPED","1212")){;}} // Если кнопка джойстика нажата при старте ...
/* Стало так: */          while(!objHC05.createMaster("QUADRUPED","1212")){;}  // Теперь bluetooth модулю назначается роль мастера при каждом включении пульта!

В скетче робота удалите все строки, содержащие константу “pinK” или функцию “funWaitMaster()” и перепишите код setup() следующим образом

void setup(){                                                                             //
     funLimbFree();                                                                       // Ослабляем все суставы
     while( !objHC05.begin(Serial)                  ){;}                                  // Инициируем работу с bluetooth модулем, указывая имя объекта или класса для управления шиной UART. При провале инициализации функция begin() вернёт false и тогда оператор while запустит её вновь.
     while( !objHC05.createSlave("QUADRUPED","1212")){;}                                  // Устанавливаем bluetooth модулю роль ведомого с именем "QUADRUPED" и PIN-кодом 1212, ожидающего подключение мастера (список сопряжённых пар будет очищен).
     while( !objHC05.checkConnect()                 ){delay(1000);}                       // Проверка подключения к внешнему Bluetooth устройству.
}                                                                                         //

После внесения этих изменений вы не сможете подключить к роботу какие-либо кнопки, а джойстик (или кнопку робота) не нужно будет нажимать при подаче питания. С другой стороны, потребуется больше времени для настройки связи между пультом дистанционного управления и роботом.

Проблема

Итак, вы собрали устройство, решили дооснастить его Bluetooth модулем и получить к нему доступ из браузера. Далее по тексту в качестве примера будет картинка подключения Bluetooth модуля к

Arduino Uno

Поэтому пусть это будет устройство на базе Arduino, хотя, конечно, нет никакой принципиальной разницы, если вы используете

STMRaspberryESP8266

Или что-то еще. Главное, чтобы ваш контроллер работал с модулем Bluetooth с помощью пользовательского интерфейса.

UART

(больше на

или в

Если вы, как и я, уже прикрутили старый добрый Bluetooth-модуль HC-05 к своему устройству, загрузили прошивку, запустили несколько примеров Google и не можете понять, почему браузер не обнаруживает ваше устройство, то я вынужден вас разочаровать: Web Bluetooth поддерживает только “стандартный Bluetooth 4”.

Это причина написать эту статью, потому что когда вы, как и я, вернетесь из ближайшего магазина с BLE-модулем (HM-10, например), вы обнаружите, что он работает совершенно по-другому и, самое главное, не поддерживает Serial Port Profile (SPP, подробнее см. библиотеку Баумана), который вы использовали для бездумной пересылки байтов туда-сюда.

Возможно, вы уже знакомы с концепцией Bluetooth Low Energy, в частности с Generic Attribute Profile (GATT), но я постараюсь кратко объяснить, что для нас сейчас важно: вместо самодельного последовательного протокола ваше устройство должно предоставлять набор “характеристик” приложения, которые могут считываться и/или изменяться подключенным устройством.

В качестве примера воспользуемся роботизированной рукой, которая движется в трех плоскостях (числа X, Y, Z) и может открывать (0) или закрывать (1) клешню. Поэтому мы должны настроить модуль BLE на чтение и запись 4 характеристик, которые подключенное устройство может распознавать, читать и записывать в них.

Это здорово, но есть одна проблема: обычные BLE модули хобби-уровня, которые можно найти в “магазинах у дома” или на Aliexpress: HM-10, JDY-08, AT-09, CC41-A, который я получил, и другие – не имеют возможности настройки каких-либо функций или сервисов.

Вместо того чтобы предоставлять несколько характеристик, они предоставляют только одну характеристику, которая эмулирует последовательный порт, и что бы вы ни записали в нее, модуль отправит вашему контроллеру на TX, а что бы контроллер ни отправил на RX модуля, он отправит на подключенное устройство. В любой характеристике BLE существует ограничение в 20 байт.

Таким образом, несмотря на то, что Web Bluetooth ограничен использованием профиля общих атрибутов, на самом деле нам нужно создать профиль последовательного порта поверх него для внутреннего использования.

Радиокот :: радиоуправление моделью через bluetooth le

Схема подключения робота quadruped:

Как описано на странице Сборка четвероногих, соберите механику, подключите Tream-Power Shield, сервоприводы и датчик расстояния, а также откалибруйте робота. Калибровка электроники. После этого установите Bluetooth HC-05 и кнопку на боковые панели, первый модуль подключается к шине UART (в примере используется аппаратный UART), а второй – к любому порту Arduino Uno (в примере используется контакт D12).

Указав объект objSensor при объявлении выводов 2 и 3 HC-SR04, можно по желанию изменить подключение этих выводов.

При объявлении массива объектов pinServo[8] вы можете выбрать любые другие контакты в качестве точек подключения сервопривода, указав их в скетче. Трехпроводные сервошлейфы конфигурируются следующим образом:

• Оранжевый провод подключается к белому проводу блока.
• Красный провод подключен к красному проводу блока.
• Коричневый провод подключается к черному проводу блока.

В скетче можно указать предпочтительный вывод для соединения Bluetooth, указав A0, если вы не хотите, чтобы использовался A0.

Выводы RX и ТХ модуля подключаются проводами к выводам TX и RX колодки с надписью Serial. Трёхпроводной шлейф подключённый к выводам K, V, G, устанавливается следующим образом:

• Выход K (Key) подключается к клемме белого блока.
• Контакт V (Vcc) подключен к контакту красного блока.
• Контакт G (GND) подключен к черному контакту блока.

Вывод D12 для подключения кнопки можно установить как любой другой вывод в скетче, задав константу pinK.

Трехпроводной шлейф подключается к контактам S, V и G следующим образом:

• Контакт S (Сигнал) подключен к контакту на белом блоке.
• Контакт V (Vcc) подключен к контакту на красном блоке.
• Провод G (GND) подключается к выводу на черном блоке.

Инструкция по сборке Q UADRUPED показывает ту же схему, что и ниже. Однако добавлены два модуля: bluetooth (подключен к контактам A0, TX и RX) и кнопка (подключена к контакту D12).

Элементы схемы: “E0”. “E7” – сервоприводы, “E8”. датчик расстояния, “E9”, модуль Trema Bluetooth, и кнопка Trema “E10”.

Управление устройством по блютус

FN.DEF speak(t$)
TTS.INIT
TTS.SPEAK t$
TTS.STOP
FN.END

speak("начало работы сервера")
ONERROR:
newConnection:
BT.OPEN
speak ("Жду запрос на соединение ")
DO %         
BT.STATUS s
IF s = 1
!speak("Слушаю")
ELSEIF s =2
speak( "Соединяюсь")
ELSEIF s = 3
speak( "Соединение создано")
ENDIF
PAUSE 1000
UNTIL s = 3 %       

BT.DEVICE.NAME device$

DO %---------
BT.STATUS s
IF (s<> 3)
speak( "Соединение разорвано")
GOTO new_connection
ENDIF

DO % ======
BT.READ.READY rr
IF rr
BT.READ.BYTES s$
PRINT ":";s$
s$ =mid$(s$,1,len(s$)-1)
speak(s$)
IF (s$="end") THEN GOTO xEnd
ENDIF
UNTIL rr = 0 % ======

UNTIL 0 % --------

xEnd:
speak("Сервер остановлен")
BT.CLOSE
END

Листинг программы «Клиент»

ARRAY.LOAD menucom$[], "Вперед", "Назад", "Вправо", "Влево", "Остановить клиент", "Остановить сервер"

BT.OPEN
BT.CONNECT

n = 0
DO %           
BT.STATUS s
IF s = 1
PRINT "Слушаю, секунды: ", n  
ELSEIF s =2
PRINT "Соединяюсь, секунды: ",n  
ELSEIF s = 3
PRINT "Есть соединение"
ENDIF
PAUSE 1000

UNTIL s = 3 %         

BT.DEVICE.NAME device$
PRINT device$
PAUSE 1000

x = 0
DO %#########
SELECT menu, menuCom$[], "Выбери команду"
IF menu = 1 THEN BT.WRITE "forward"
IF menu = 2 THEN BT.WRITE "backward"
IF menu = 3 THEN BT.WRITE "right"
IF menu = 4 THEN BT.WRITE "left"
IF menu = 5 THEN x=1
IF menu = 6 THEN BT.WRITE "end"
UNTIL x=1 %#########

BT.CLOSE
END

Управление:

Сразу после сборки, загрузки скетча, подачи питания на пульт и QUADRUPED суставы робота разболтаются, и он не будет отвечать на команды с пульта, поскольку модули Bluetooth нуждаются в сопряжении (pairing). После сопряжения модули Bluetooth запомнят его в своей энергонезависимой памяти и будут пытаться выполнить сопряжение автоматически при каждом включении питания.

• Отключите питание пульта (если он входит в комплект поставки), нажмите джойстик (как кнопку) и включите питание пульта. После этого удаленному модулю Bluetooth будет присвоена роль ведущего и начнется поиск ведомого с именем “QUADRUPED” и PIN-кодом “1212”.
• Подключите питание к роботу (если не входит в комплект поставки), нажмите и удерживайте кнопку сопряжения не менее 1 секунды (можно нажать в любое время). При нажатии кнопки модулю Bluetooth робота будет присвоена роль ведомого с именем “QUADRUPED” и PIN-код “1212”, после чего он будет ожидать соединения с ведущим.
• Выполните те же действия для пульта дистанционного управления и робота для повторного сопряжения (при необходимости).
• После подключения суставы робота “оживут”, и он будет выполнять команды пульта дистанционного управления. Если вы выключите пульт дистанционного управления, суставы робота расслабятся и оживут, когда вы включите пульт.

Выполните следующие шаги, чтобы управлять роботом с помощью пульта дистанционного управления:

• Если вы наклоните джойстик вперед, робот будет двигаться вперед, а скорость зависит от того, насколько вы наклоните джойстик.
• Если вы наклоните джойстик назад, робот будет двигаться назад, а скорость зависит от того, насколько вы наклоните джойстик.
• Если наклонить джойстик вперед и повернуть влево или вправо, робот будет двигаться вперед, поворачиваясь влево или вправо. Скорость зависит от того, насколько вы наклоните джойстик вперед, а радиус поворота зависит от того, насколько вы наклоните джойстик влево или вправо.
• Если наклонить джойстик назад и влево или вправо, робот будет двигаться назад влево или вправо. Скорость зависит от того, насколько джойстик наклонен назад, а радиус поворота – от того, насколько джойстик наклонен влево или вправо.
• Если наклонить джойстик влево или вправо, но не наклонять его вперед или назад, робот будет поворачивать влево или вправо в состоянии покоя, а скорость поворота зависит от того, насколько сильно наклонен джойстик.
• Если нажать на джойстик (при включенном питании), все конечности робота установятся в центральное положение.
• При вращении ручки потенциометра по часовой стрелке корпус робота поднимается независимо от положения джойстика.
• Поворот ручки потенциометра против часовой стрелки опускает корпус робота, независимо от положения джойстика.