Arduino tank meets bluetooth
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Arduino Tank を Bluetooth 2.0 で制御する。 Blueooth 2.0, Blueooth Low Energy の解説をします。
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- 1. Arduino Tank meets Bluetooth 増田 智明 @moonmile Moonmile Solutions
- 3. アジェンダ 無線化とは何か？ Bluetooth の種類 ペリフェラルとセントラル Bluetooth 2.0 と Bluetooth Low Enrgy の違い SPP通信とGATT Bluetooth モジュール Bluetooth を制御する Android で制御 Windows ストアアプリで制御 WPF アプリで制御
- 4. 何故、無線化するのか？ ロボットを制御するためにPCと直 結させる。 移動が制限される ロボットにPCを乗せる？ 最近はmini PCがある。 ロボットを遠隔操作する？ 通信速度の制限がある。 通信距離の制限がある。 直結 Wi-Fi/Bluetooth
- 5. 無線化の種類 PC/Android Tank PC/Android Tank USBケーブル マスター機器 スレーブ機器 有線のUSBケーブルを外す 無線化して Tank を自由に動かす 赤外線（IR） ガラケー、TVリモコン WiFi（無線LAN） Bluetooth ラジコン、プロボ Zigbee 近距離通信に特化 日本では2.4GHz のラジコン帯が 自由に使える
- 6. Bluetoothの帯域 2.4GHz体の40チャンネルを使う たくさんのBT機器があると混線する 電子レンジの近くでは使えない WiFi 802.11a/b/g と混在 ラジコン RFモジュールと混在
- 7. ペリフェラルとセントラル ペリフェラル Peripheral 温度センサー等のデバイス 制御機器、Arduino Tank セントラル Central PC で制御 Android/iPhone で制御 PC/Android デバイス セントラル ペリフェラル
- 8. Bleutooth 2.0 と BLE の違い Bluetooth 2.0 は主に SPP通信（シリアル通信）、HID で使う ファイル転送は、WiFi と同じように使える。 常時接続で大量データ通信使う。 BLE(Bluetooth Low Energy)は、省電力に特化。通信速度も遅い。 20byte パケットの制限 GATT でセンサーデータの送受信に使う。 ロボット制御で、制御電文に使う。
- 9. Bluetooth の接続制限 BT 2.0 BLE BT/BLE Windows iPhone 5 Android BT 2.0 ○ × ○ ○ × ○ BT/BLE ○ ○ ○ ○ × ○ Windows ○ ○ ○ ○ ×？ ○ iPhone 5 ※1 ○ × ※2 × ○ × Android ○ ※3 ※3 ○ ×？ ○ ※1 iPhone では、SSP通信する場合は MFi が必要 ※2 BT/BLE 混在のドングルへは接続できない ※3 BLE は Android 4.4 以降
- 10. 手軽/現実的な接続のために Windows/Android からは、BT 2.0を利用して SPP通信（シリアル通信）が楽 iPhone を含めると BLE が必須 iBeacon（iPhone の BLE デバイス）は、今後ライセンスが必要 特に Beacon を名乗る必要が無ければ、別の BLE を使えば ok
- 11. SPP通信(Serial Port Profile) 一番楽ちんな通信 Arduino の Serial クラスを使える Windows で COM ターミナル（Tera term など）を使える。 Windows で RFCOMM クラスが使える Windows ストア用だが、工夫すればデスクトップアプリでも使える Raspberry Pi で ttyAMA を使う Android で BluetoothSocket を使う 5V ● TX ● RX ● GND ● ●Vin ● TX ● RX ● GND SPI接続は簡単
- 12. GATT(Generic Attribute Profile) iPhone を含めるときは GATT が必須 データのやり取りが、BT 2.0 より細かく決められている。 その分、手順が増えているけど Windows では GattDeviceService, GattCharacteristic を使う Android では BluetoothDevice.connectGatt を使う iPhone では CBCentralManager を使う
- 13. HID(Serial Port Profile) Bluetooth接続のキーボード、マウスで使われている アダプタを買えば、デバイスを「キーボード」として認識できる。 PC/スマートフォンではキーボードと認識されるので、キーコードを送ることで特殊 なプログラムを組まなくて済む。 Arduino を使って自作できる。
- 14. Bluetooth モジュールあれこれ(BLE) CC2541 SensorTag 開発キット 温度センサー、加速度センサー ボタンが2個 BLEを扱う実験に使う $25.00 BLEduino BLEとArduinoの組み合わせ 3,500円程度
- 15. Bluetooth モジュールあれこれ(BLE) mbed HRM1017 BLEとmbedの組み合わせ 5,400円 BLE 開発キット：BVMCN5103-BK KIT nRF51288 搭載 開発キット、デバイス2個とデバッガ付き 14,500円
- 16. Bluetooth モジュールあれこれ(BLE) HM-10 CC2540 搭載のBLEモジュール $5程度 RedBearLab BLE Sheid nRF8001 搭載 Arduino 用シールド 3,000円程度
- 17. Bluetooth モジュールあれこれ(BT 2.0) MyBeacon Fan iBeacon 専用モジュール 1,000円
- 18. Bluetooth モジュールあれこれ(BT 2.0) HC-05 Mater/Slave両方可能な BT 2.0モジュール 1,400円～$3程度 HC-06 Salve専用のBT2.0モジュール 1,000円から$3程度
- 19. Bluetooth モジュールあれこれ(BT 2.0) HC-09 Slave専用の BT 2.0モジュール $3程度
- 20. BT 2.0 の SPP通信を使う BT 2.0 のモジュールは手に入りやす いので手始めに使いやすい。 HC-05 でシリアルピンついている LEGO EV3 等の制御も SPP 通信が使 われているので応用が利く。 Androidの古い機種でも動く 中古 SC-06D を買ってしまったので Xamarin.Android が使える
- 21. Arduino スケッチ Serial クラスを使う Serial.available() でデータ長チェック Serial.read() で1バイトずつ読み込み コマンド毎にモーターとLEDを制御 Serial.write() で応答を返せる 距離センサーこれで返すと良い。 9600bpsで オープン データ受信 モーター駆動
- 29. 参考文献 Arduino – Home Arduino - open-source tool for electronic projects Netduino :: home Mobile App Development & App Creation Software – Xamarin Bluetooth Low Energyをはじめよう (Make:PROJECTS) Bluetooth SMART デバイス（LE GATT Profile）と連携するWindows Store Appsの開 発 - デバイスとITの架け橋 - Site Home - MSDN Blogs Bluetooth GATT | Specifications | Bluetooth Development Portal 【連載】Bluetooth LE (2) iOS デバイスで Bluetooth LE 機器を使う (フェンリル | デベロッパーズブログ) 「ハルロック」http://www.moae.jp/comic/harurock/1/1
- 30. 購入先 CC2541 SensorTag 開発キット BLEduino - BLE For Arduino 〈 Arduino 〉 mbed HRM1017 BLE 開発キット with J-Link segger：BVMCN5103-BK KIT PLUS HC-06ワイヤレス ブルートゥースモジュール HM-10 CC2540 4.0 BLE bluetooth to uart transceiver Module BLE Shield — RedBearLab MyBeacon® Fun MB005 Ac | 株式会社アプリックス hc 09 RF Wireless Bluetooth Transceiver Module RS232 netduino 2 - スイッチサイエンス