E-book details

Budowa bezprzewodowego czujnika Bluetooth w oparciu o moduł Arduino

Budowa bezprzewodowego czujnika Bluetooth w oparciu o moduł Arduino

Marek Żyliński

Ebook

Celem tego skryptu jest przedstawienie ogólnej koncepcji urządzenia pomiarowego komunikującego się za pomocą interfejsu Bluetooth. Wzorzec może zostać wykorzystany przy tworzeniu urządzeń wearables lub systemów automatyki, takich jak inteligentny dom lub urządzeń Internetu rzeczy (IoT), gdzie różnego rodzaju czujniki wymieniają informacje, tworzą sieć.
W ramach ćwiczeń, poznamy kolejne zagadnienia konieczne do realizacji tego typu urządzenia. Rozpoczniemy od typów danych, wykorzystywanych przy
programowaniu mikrokontrolerów, oraz konwersji pomiędzy nimi, następnie przedstawiona zostanie komunikacja za pomocą interfejsu I2C z wybranym czujnikiem cyfrowym, by w kolejnym kroku zapoznać się z komunikacją za pomocą interfejsu Bluetooth. Ostatecznie można wykorzystać omawiany wzorzec we własnym projekcie realizowanym w ramach przedmiotu, np. stacji pogodowej lub monitorze lotu rakiety. W przyszłości nabyte umiejętności można wykorzystać w ramach pracy dyplomowej lub w pracy przy nowych urządzeniach.

1. Wstęp – jaki jest cel tych ćwiczeń? 7

Co może powstać na bazie przedstawionego wzorca? 11

Bibliografia12

2. Początek – Arduino – nRF52840 – pierwsze kroki 15

Wstęp 15

Hardware15

Software – Arduino IDE 18

Pierwsze kroki z Arduino – ćwiczenia na początek 24

Ćwiczenie – instrukcja wprowadzająca – krok po kroku 24

Obsługa portów wejścia/wyjścia 25

Obsługa portu szeregowego 26

Wykorzystanie portu szeregowego do debugowania programu 28

Zadania do wykonania w ramach ćwiczenia 29

Dodatkowe materiały 29

3. Typy danych stosowane w środowisku Arduino i standardzie Bluetooth 31 Wstęp 31

Typy danych Arduino 31

Typy danych wykorzystywane w ramach Bluetooth Low Energy 33

Operacje bitowe 35

Unie 36

Ćwiczenie 37

Zadanie do samodzielnego wykonania 41

Dodatkowe materiały 41

4. Obsługa zewnętrznych czujników cyfrowych z interfejsem I2C 43

Wstęp 43

Hardware – czujniki na płytce 43

I2C – interfejs do komunikacji z czujnikami 44

Obsługa I2C w Arduino – klasa Wire 48

Odczyt temperatury za pomocą czujnika LIS3MDL 50

Ćwiczenie – komunikacja z czujnikiem krok po kroku 52

Funkcje do zapisu i odczytu rejestrów po I2C 53

Zadania do wykonania w ramach ćwiczenia 56

Dodatkowe materiały 57

5. Bluetooth Low Energy – advertising 59

Wstęp 59

Bluetooth Low Energy – zarys 59

BLE Advertising – rozgłaszanie 61

Biblioteka – Bluefruit 63

Aplikacja – nRF Connect 66

Ćwiczenie – realizacja prostego czujnika temperatury BLE 67

Zadania do samodzielnego wykonania w ramach ćwiczenia 69

Dodatkowe materiały 70

6. Bluetooth Low Energy – przykłady zastosowania usługi rozgłaszania (advertising) 71 Lokalizacja rzeczy 71

Nawigacja w pomieszczeniach 72

Wykrywanie kontaktów między użytkownikami 72

7. Bluetooth Low Energy – połączenie – serwisy 75

Wstęp 75

Generic Attribute Profi le (GATT) 75

Pisanie programu – obsługa serwera GATT 80

Połączenie z urządzeniem 80

Zadania do samodzielnego wykonania 88

Dodatkowe materiały 90

8. Przykładowe projekty urządzeń z wykorzystaniem BLE 91

Cel projektu 91

Instrukcja obsługi 92

Serwer GATT 91

Kod programu 92

Dodatki 95

1. Timer 95

2. Obsługa RGB NeoPixel LED 100

  • Title: Budowa bezprzewodowego czujnika Bluetooth w oparciu o moduł Arduino
  • Author: Marek Żyliński
  • ISBN: 978-83-8156-692-6, 9788381566926
  • Date of issue: 2024-11-20
  • Format: Ebook
  • Item ID: e_45ku
  • Publisher: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej