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[App Inventor 物聯網應用-藍牙4.0 BLE] Lesson 3 – 讀取Arduino 101類比腳位狀態

Posted on by CAVEDU 阿吉 - 雜工
11
6 月

App Inventor BLE 元件搭配 Arduino 101 的教學文來了，本系列專文是介紹如何使用 App Inventor 的 BLE (Bluetooth Low Energy) 元件搭配 Arduino 101 開發板的各種互動專題。請用 http://ble-test.appinventor.mit.edu 這個測試用伺服器來測試，實際app執行畫面如下圖，先來看執行畫面吧：

[youtube=”https://youtu.be/uuapPq8GZYQ”]

Arduino 101 是 Arduino.cc (注意不是 .org) 與 Intel 合作的最新開發板，在美國以外的區域稱為 Genuino 101。

延伸閱讀：

[Make雜誌國際中文版]Arduino 101 介紹

Arduino.cc 論壇的 callbackLED 教學(手機端並非使用 App Inventor )

Arduino 101 購買連結

Arduino 101 開箱文

 Arduino 101 BLE 第一課 LED閃爍

Arduino 101 BLE 第二課 LED呼吸燈(PWM)

Arduino 101 BLE 第四課 控制機器手臂

 

 

硬體架構

  • Arduino 101
  • Android 手機
  • 電位計(或您喜歡的類比輸入元件)。以電位計來說，請把中央的腳接在 Arduino 101的A0腳位。左側與右側則分別接到 5V 與 GND，接反沒關係，差別只在於您順時鐘轉動電位計時，述值的變化是遞增或遞減而已。

 

App Inventor 程式

基本上概念與咱們的[雙A計畫 part 3：Android 手機透過藍牙接收 Arduino 類比腳位狀態]完全相同，只是改用 BLE 元件而已。本範例將不斷讀取 Arduino 101 的 A0 類比腳位狀態，並顯示在 App Inventor 之 Label 與 Slider 滑桿上。請看以下說明

Designer 頁面

本範例使用了 Label 與 Slider 元件來呈現 Arduino 101 的類比腳位讀數，本範例一共用到3個 Clock 元件，您可以參考一下這樣的做法，如果有更好的做法也歡迎提出喔。這三個 Clock元件的 TimerInterval 是經過多次測試之後比較好的參數，您可能需要實際狀況來調整這些參數。

由於通訊協定的不同，您當然無法用原本的 BluetoothClient元件來與 Arduino 101 溝通。

ble_03_03

Blocks 頁面

1. 連線與斷線

程式初始化時，要求 BluetoothLE1元件進行掃描。請注意本範例是直接對指定藍牙裝置(Arduino 101)連線。如果您日後需要從多個裝置中選擇的話，建議還是先配對再從 ListPicker 中點選是比較好的做法。請注意 BLE 元件不需要事先配對，只要指定 address 即可直接連線。

Button_Connect 按下時，要求BluetoothLE1元件對指定位址的藍牙裝置(98:4F…) 進行連線，並在設定完畫面上元件的 enabled 屬性之後停止掃描。

ble_03_02

2. 連線確認

承上一步，BluetoothLE1.connected事件會在連線成功後啟動，我們在此顯示一些確認訊息。Screen的狀態列(title) 很好用，別冷落它囉

ble_03_07

3. Clock1 (每1秒呼叫一次)：連續讀取 Arduino 101 回送的資料

本範例使用了3個 Clock元件，請看以下說明：

Clock1 元件首先會根據 disconnect 變數值(true/false) 來得知現在是否有與指定 Arduino 101 連線了。如果為 true，則接續判斷是否有連線，如果在連線狀況下就斷線(BluetoothLE.DisconnectWithAddress)。反之則開始掃描 (BluetoothLE.StartScanning)

如果 disconnect 變數值為 false，則開始進行本範例最重要的變數值組合，需要先把 Clock2 與 Clock3 兩個計時器事件啟動。

這是因為 Arduino 類比腳位數值範圍為 0~1023，所以會用到 data2 與 data1 兩個變數值組合起來就是實際的類比腳位數值了，最後呈現在 Label 與 Slider 上就完工囉！

ble_03_01

4. Clock2(每0.9秒呼叫一次)： 

Clock2 會每 0.9 秒把自己與 Clock3 的 Timer事件關閉，接著再根據實際狀況 (就是 disconnect 變數值) 來啟動。

ble_03_04

5. Clock3(每0.005秒呼叫一次)：控制offset 並組合資料

Clock3 首先會根據 status 變數值 (0, 1) 來控制如何從 Arduino 101 讀取整數(BluetoothLE.ReadIntValue)。接著把 data 變數設為 BluetoothLE.IntGattValue 之讀取結果，如果 data 變數值介於128~256之間的話，就減去 128 後丟給 data2。

如果data 變數值小於 128，則把 data變數值丟給 data1，以便在 Clock1 中進行組合。

請注意 service_uuid 與 characteristic_uuid 這兩個欄位請都填入“19B10011-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214”，Arduino 101 都使用這個參數代表它所提供的 BLE 服務。

ble_03_06

6. 斷線 

Button_Disconnect按下時，要求BluetoothLE1元件對指定藍牙裝置斷線。在此的做法與先前不太一樣，您可以多多比較喔

ble_03_05

Arduino 101 程式碼

本草稿碼請直接複製後上傳至 Arduino 101 即可。請注意 Arduino 101 已經具備藍牙4.0，因此不必再外接 HC05 這類的藍牙裝置

文中一樣要寫明 service_uuid 與 characteristic_uuid，在此都是“19B10011-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214”。

Read Arduino 101 analog pin with App Inventor 
#include <CurieBLE.h>

BLEPeripheral blePeripheral;  // BLE Peripheral Device (the board you're programming)
BLEService ARead("19B10010-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // BLE AnalogRead Service

// BLE LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEUnsignedIntCharacteristic AnalogData( "19B10011-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLENotify);
BLEUnsignedIntCharacteristic AnalogData2("19B10012-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLENotify);

int old_data ;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // set Light pin to output mode
  // set advertised local name and service UUID:
  blePeripheral.setLocalName("ARead");
  blePeripheral.setAdvertisedServiceUuid(ARead.uuid());

  // add service and characteristic:
  blePeripheral.addAttribute(ARead);
  blePeripheral.addAttribute(AnalogData);
  blePeripheral.addAttribute(AnalogData2);

  // begin advertising BLE Light service:
  blePeripheral.begin();

  Serial.println("BLE AnalogRead service.");
}

void loop() {
  // listen for BLE peripherals to connect:
  BLECentral central = blePeripheral.central();
  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
    while (central.connected()) {
      int new_data = analogRead(A0);
      if (old_data != new_data)
      {
        int data1 = new_data % 128;
        int data2 = new_data / 128 + 128;
        int send_data = data2 * 256 + data1;
        AnalogData.setValue(send_data);
        Serial.println(new_data);
        old_data = new_data;
        delay(50);
      }
    }

    // when the central disconnects, print it out:
    Serial.print(F("Disconnected from central: "));
    Serial.println(central.address());
  }
}
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CAVEDU 教育團隊 打雜

12 thoughts on “[App Inventor 物聯網應用-藍牙4.0 BLE] Lesson 3 – 讀取Arduino 101類比腳位狀態”

  1. Victor says:

    請問一下APP INVENTOR一定要使用Arduino 101 才能連接藍芽4.0嗎?
    可以使用Arduino MEGA板外接藍芽模組嗎?

    回覆
  4. LLB says:

    你好，我是大陆的电子爱好者，我最近也在了解AppInventor2和Arduino BLE的程序。但是我遇到一个问题是现在最新的AppInventor2 BluetoothLE插件，我没有找到如何可以在app查看服务的特征值，可以帮忙看看吗？？O(∩_∩)O谢谢~~

    回覆
  5. Miles says:

    阿吉老師，我曾上過您的課，收獲很多！請問您，這個App inventor 程式是完整的嗎？ Timer 1 ，1 秒，Timer2 0 .9秒是在那裡設定，App inventor 程式沒看到設定。
    還有，請問老師問什麼要用Timer做接收？ 而且要用3個Timer? 謝謝！

    回覆
    • CAVEDU 阿吉 - 雜工 says:

      程式是完整的喔。三個 timer 各有用途，看一下 code 就可以理解。Timerinterval 是在 Designer 頁面各自的 properties 欄位(畫面最右側) 設定，當然也可以動態用指令來調整。

      回覆
  6. Chanyin says:

    想請問如果想一次接收多筆類比訊號是可行的嗎?
    這部分APP該怎麼寫
    另外想請問global的宣告是怎麼宣告呢?
    找了許久都找不到
    麻煩您了

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    • CAVEDU 阿吉 - 雜工 says:

      理論上可行，但也會有上限就是了，這與藍牙傳輸速率與 buffer 有關。宣告 Global variable 請到 App Inventor 的 Blocks頁面左上方 / Variable 即可找到，變數名稱自行修改即可

      回覆

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