Связь ESP32 по Bluetooth в Arduino IDE

19.03.2019Вольтик.руИнструкции и решения проблем, Интернет вещей, Программирование в Arduino IDE1

Развитие проектов интегрирующих передачу данных по Bluetooth предполагает переход на более современные микроконтроллеры ESP32, поддерживающие цифровой обмен данными по Wi-Fi, Bluetooth, порты АЦП, ЦАП, аудиоканал, протокол работы с SD картами, возможность энергосберегающего режима глубокого сна и ряд других новшеств.

Эти особенности позволяют эффективно применять данные микроконтроллеры в приложениях «интернета вещей» и проектах серии «умный дом» в сочетании с модулями ARDUINO и Raspberry Pi.

Отличительная черта контроллеров ESP32 — наличие двух интегрированных модулей Bluetooth: стандартного Bluetooth и Bluetooth Low Energy (BLE). Модуль BLE потребляет значительно меньше энергии, относительно стандартных классических протоколов Bluetooth. Экономия энергии достигается за счет того, что информационные пакеты отправляются периодически, по мере необходимости.

Данный тип обмена данными не поддерживает обмена файлами. Например, музыку или видео передать не получится.

Модули BLE могут использоваться для идентификации типов устройств, обмена информацией со смарт часами, GPS трекерами, фитнес браслетами и прочими приложениями, где требуется оперативный обмен короткими информационными пакетами, отображающими изменение контролируемых параметров.

Так, например, возможно отображение уровня заряда батареи, положение точки на маршруте в навигаторе, мониторинг физиологических данных.

Соответственно, стандартный Bluetooth выполняет функции обмена файлами, и представляет собой один из вариантов Bluetooth SPP (Serial Port Protocol), поддерживающий работу с большинством существующих устройств со стандартным последовательным протоколом.

Обмен данными между смартфоном и ESP32 через Bluetooth

Рассмотрим обмен данными смартфона и контроллера ESP32 посредством любой программы Bluetooth терминала, с помощью которой будем отправлять данные в микроконтроллер.

Наша задача состоит в том, чтобы установить беспроводное соединение смартфона с ESP32 и отображать прочитанные данные, включая и выключая светодиод.

При этом, прием логической единицы отображается включением светодиода, а прием логического нуля — выключением. Для разработки будем использовать уже знакомую среду Arduino IDE. Начнём программу с добавления файла библиотеки BluetoothSerial, которая переводит модуль в режим Bluetooth SPP.

Скачать последнюю версию библиотеки можно с ее официальной страницы на GitHub: ссылка на скачивание Bluetooth Serial Library

1	#include "BluetoothSerial.h"

Далее — делаем выбор объекта для проведения передачи данных:

1	BluetoothSerial ESP_BT;

Следующий шаг — установка скорости последовательной передачи данных (у нас будет задана 9600 бод) и инициализация сигнала Bluetooth с именем, которое будет находиться смартфоном при установке соединения. Порт, к которому подключен светодиод, назначается в качестве выхода для нашего устройства.

void setup() {

Serial.begin(9600);

ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control");

Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");

pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

Проверку данных входа, поступающих с модуля Bluetooth организуем в теле бесконечного цикла void. При этом, обнаружение поступивших данных сохраняется в заданной переменной входного сигнала.

Кроме этого производится печать значения переменной в последовательный монитор, для перекрестной проверки информации, получаемой с ARDUINO.

if (ESP_BT.available())

{

incoming = ESP_BT.read();

Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

Таким образом, полученные данные, сохраненные в переменной входного сигнала, доступны для сравнения с ожидаемой величиной и последующей командной реализации. Следует обратить внимание, что формат значения, передаваемого из Bluetooth — «char», тогда как ARDUINO считывает десятичное значение символа.

В данном случае для char ‘0’ десятичное значение равно 48, для char ‘1’ — 49 (см. таблицу ASCII кодов).

Таблица стандартных ASCII кодов и символов

Следующий участок кода сравнивает входную переменную со значениями 48 и 49 (проверка логических уровней 0 и 1) и включает светодиод, при условии, что получена единица. В случае получения логического нуля, светодиод остается выключен.

if (incoming == 49)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

ESP_BT.println("LED turned ON");

}

if (incoming == 48)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

ESP_BT.println("LED turned OFF");

}

Проверяем работу Bluetooth модуля ESP32. Выбираем плату и порт, предварительно подключив модуль к компьютеру, на котором установлен ARDUINO IDE. Дождавшись пока код загрузится, производим запуск последовательного монитора в режиме отладки, после чего осуществляем поиск устройства Bluetooth с названием ESP32_LED_Control в настройках Bluetooth смартфона.

Связь по Serial Bluetooth ESP32 в Arduino IDE

Открыв любое терминальное приложение Bluetooth, мы сможем ввести и отправить единицу. Найти такие приложения можно в Google Play или AppStore по запросу “terminal bluetooth”. Ссылка на поиск в Google Play.

После получения информации, модуль ESP32 подаёт питание на светодиод и выдаёт соответствующее сообщение подтверждения. Параллельно, в десятичной системе мы можем посмотреть принятые данные ESP32 Bluetooth, отображающиеся на последовательном мониторе.

По такому же принципу производится и отключение светодиода, при отправке нуля из мобильного приложения.

Приводим полный код программы:

#include "BluetoothSerial.h" // заголовочный файл для последовательного Bluetooth будет добавлен по умолчанию в Arduino

BluetoothSerial ESP_BT; // Объект для Bluetooth

int incoming;
int LED_BUILTIN = 2;

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Запускаем последовательный монитор со скоростью 9600
  ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); // Задаем имя вашего устройства Bluetooth
  Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");  // По готовности сообщаем, что устройство готово к сопряжению

pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);// задаем контакт подключения светодиода как выходной
}

void loop() {

if (ESP_BT.available()) // Проверяем, не получили ли мы что-либо от Bluetooth модуля
  {
    incoming = ESP_BT.read(); // Читаем, что получили
    Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

if (incoming == 49)  // Если значение равно единице, включаем светодиод
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        ESP_BT.println("LED turned ON");
        }

if (incoming == 48)  // Если значение равно нулю, выключаем светодиод
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        ESP_BT.println("LED turned OFF");
        }     
  }
  delay(20);
}

#include "BluetoothSerial.h" // заголовочный файл для последовательного Bluetooth будет добавлен по умолчанию в Arduino

BluetoothSerial ESP_BT; // Объект для Bluetooth

int incoming;

int LED_BUILTIN = 2;

void setup() {

Serial.begin(9600); // Запускаем последовательный монитор со скоростью 9600

ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); // Задаем имя вашего устройства Bluetooth

Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair"); // По готовности сообщаем, что устройство готово к сопряжению

pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);// задаем контакт подключения светодиода как выходной

}

void loop() {

if (ESP_BT.available()) // Проверяем, не получили ли мы что-либо от Bluetooth модуля

{

incoming = ESP_BT.read(); // Читаем, что получили

Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

if (incoming == 49) // Если значение равно единице, включаем светодиод

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

ESP_BT.println("LED turned ON");

}

if (incoming == 48) // Если значение равно нулю, выключаем светодиод

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

ESP_BT.println("LED turned OFF");

}

delay(20);

}

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!