ESP32-WROOM-32EでMicroPythonを使い開発(BLE編3)
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前回は、ESP32の"Bluetooth"を動作せる為の基礎仕様を簡単に記述して置きました。
ここでは、セントラル機器をESP32とし、ペリフェラル側をRN4020で実験を行います。
ESP32側のスクリプトは、githubのこちらに在る[examples]の[bluetooth]サンプルを利用します。
1つは、"ble_temperature_central.py"を改造して、"ble_battery_central.py"と改めて
RN4020の"バッテリサービス"を受けるデバイスとしました。
もう1つは、"ble_simple_central.py"を改造して、"ble_uart_central.py"と改めて
RN4020のプライベート サービスで"UART通信サービス"を受けるデバイスとしました。
それと、"ble_observer_central.py"これは、オブザーバーを行うセントラルデバイスです。
この"ble_xxxxx_central.py"の３つのファイルには、"ble_advertising.py"が必要です
↓ここから、このページで使用したESP32側の全スクリプトファイルはダウンロード出来ます。
[ESP32_BLE3sample.zip]
RN4020側のペリフェラル動作はこちらのページと同じ物です、セントラル側をPCからESP32へ変更
した物がここのページ記事です。
尚、RN4020とPC側のターミナルエミュレーター(TeraTerm)との接続は、こちらを参照しましょう。
バッテリサービスは、BLE機器の電池残量を確認する為のサービスで、下記の様にコマンドを入力します。
(その他の主なコマンドはこちらか、又は、モジュールユーザガイドを参照しましょう)
黄色い網掛け部分が入力ヶ所で、他はデバイスの応答です。
"ERR"が返されたら入力間違いでしょう、入力にはスペースは入れません。
この設定は、モジュール内蔵の不揮発性メモリ(NVM)に保存されます。
なのでぇ、次回モジュールを起動させる場合はこの入力は必要なく立ち上がります。
ESP32側操作
① "ble_advertising.py"ファイルを"PyCharm(MicroPythonエディター)"の
プロジェクトディレクトリ(ここでは"esp32Test"を作成している)へコピーします。
("ble_advertising.py"がESP32へ書き込まれているならこの操作は必要ありません)
② ESP32-WROOM-32EボードをUSBでPCに繋ぎます。
③ "PyCharm"を起動させ、作成してあるプロジェクトを開きましょう。
こちらの④を操作する必要が有ります。(起動時最初のみ設定)
④ "main.py"を新規登録して"ble_battery_central.py"のコードを"main.py"に貼り付けましょう。
(登録済みなら上書き貼り付けでも行いましょう)
⑤ デバイス名"RNF0A9 (私のRN4020時)"が記述して有ります、自分の物に合わせて書換えましょう。
(RN4020の"D"コマンドで表示("Name")されるので確認できます)
⑥ ESP32-WROOM-32Eに書き込みます。
・左側プロジェクトウインドウから"ble_advertising.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash ble_advertising.py']をクリックします。
・左側プロジェクトウインドウから"main.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash main.py']をクリックします。
⑦ 書き込めたら"REPL"を起動しましょう。
メニューバーから[ツール]->[MicroPython]->[MicroPython REPL]と順番にクリックし起動します。
">>>"が表示されたら、[CTRL]+[D]キーを押します (尚、[CTRL]+[C]はプログラム停止です)。
"バッテリサービス"をスキャンし、サービスとキャラクタリスティックの問い合わせ
そして接続を行い、３秒毎の属性読み込み(read)を行います。
ですがぁペリフェラル側からは何も書き込んでいないのでぇ０％のままです。
ESP32(read)←RN4020
ESP32セントラル側は、接続したら約３秒毎にペリフェラル側の属性(キャラクタリスティック)から
繰り返し読み込んでいます。
① RN4020のペリフェラル側を書き込んでみます。
'LS’コマンドでサーバサービスとそのキャラクタリスティックをリスト表示します。
"SHW,000E,32"のハンドル番号で0x32(50%)を入力します。
"SUW,2A19,64"のUUIDで0x64(100%)を入力します。
② ESP32のREPL画面側のreadした結果表示
RN4020のペリフェラル側の属性(キャラクタリスティック)をreadした内容です。
RN4020側のペリフェラル動作はこちらのプライベートサービスと同じ物です、
セントラル側をPCからESP32へ変更した物がここのページ記事です。
UART通信サービスは、BLE機器でUARTの送受信を行うサービスで、下記の様にコマンドを入力します。
黄色い網掛け部分が入力ヶ所で、他はデバイスの応答です。
次回モジュールを起動させる場合はこの入力は必要なく立ち上がります。
尚、"PC,xx--xx,xx,05"(TX/RX)の"05"は、送受信するデータの長さ(5byte)です。
ESP32側操作
① "ble_advertising.py"ファイルを"PyCharm(MicroPythonエディター)"の
プロジェクトディレクトリ(ここでは"esp32Test"を作成している)へコピーします。
("ble_advertising.py"がESP32へ書き込まれているならこの操作は必要ありません)
② ESP32-WROOM-32EボードをUSBでPCに繋ぎます。
③ "PyCharm"を起動させ、作成してあるプロジェクトを開きましょう。
こちらの④を操作する必要が有ります。(起動時最初のみ設定)
④ "main.py"を新規登録して"ble_uart_central.py"のコードを"main.py"に貼り付けましょう。
(登録済みなら上書き貼り付けでも行いましょう)
⑤ デバイス名"UARTF0A9 (私のはRN4020)"が記述して有ります、自分の物に合わせて書換えます。
(RN4020の"D"コマンドで表示("Name")されるので確認できます)
⑥ ESP32-WROOM-32Eに書き込みます。
・左側プロジェクトウインドウから"ble_advertising.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash ble_advertising.py']をクリックします。
・左側プロジェクトウインドウから"main.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash main.py']をクリックします。
⑦ 書き込めたら"REPL"を起動しましょう。
メニューバーから[ツール]->[MicroPython]->[MicroPython REPL]と順番にクリックし起動します。
">>>"が表示されたら、[CTRL]+[D]キーを押します (尚、[CTRL]+[C]はプログラム停止です)。
"UART通信サービス"をスキャンし、サービスとキャラクタリスティックの問い合わせ
そして接続を行い、３秒毎の属性書き込み(write)を行います。
書き込むデータは、"xxx_"でxxxは０からインクリメントされる数値です。
ESP32(write)→RN4020
⑧ ESP32側で書き込まれたデータを読んでみましょう。
'LS’コマンドでサーバサービスとそのキャラクタリスティックをリスト表示します。
"SHR,0011"のハンドル番号を使って読み込みます。
⑦の図で赤丸の場所が読み込まれた様ですね、"2_(325F)"が表示されました。
又、"WV,0011,xxxx,の行はESP32側がwriteを行えば表示される様ですね。
ESP32←RN4020(通知:notify)
⑨ RN4020から"notify"データ"SHW,000E,48657921"を入力してみます。
'LS’コマンドでサーバサービスとそのキャラクタリスティックをリスト表示します。
"SHW,000E,xxx"で通知を行うのですがぁ、このままではread送信にしかなりません。
なのでぇ、notifyを開始する為の操作"SHW,000F,FFFF"が必要です、停止は"0000"です。
通常は、この"000F"ディスクリプタ(設定)のキャラクタリスティックには
セントラル側が、開始・停止の操作を行う事になっているらしいです。
因みに、開始の"FFFF"データは、実験の結果での値であり実際の値は不明です。
⑩ ESP32側のREPL画面を見てみます
"48657921(Hey!)"が表示されていますね。
RN4020側のペリフェラル動作はこちらのブロードキャスタと同じ物です、
セントラル側(オブザーバー)をPCからESP32へ変更した物がここのページ記事です。
① ブロードキャスタ ロールの設定を行います、下記の様にコマンドを入力します。
黄色い網掛け部分が入力ヶ所で、他はデバイスの応答です。
注意は、ブロードキャスタの場合は、'A’コマンドで手動アドバタイズを行う事です。
次回モジュールを起動させた場合は、'N’コマンドから始めます。
'SF’コマンド
基本設定を工場出荷時に戻します。
但しパラメータの"1"は、デバイス名、デバイス情報、スクリプト、プライベート サービス等は残ります。
この情報も初期化したい場合は、パラメータを"2"とします。
'N’コマンド
このコマンドはブロードキャスタとして、アドバタイズの内容を設定する為に使います。
N,xxxx
xxxx：25バイト以下の16 進数値(内の先頭2バイトはベンダーIDです)
例）N,FFFF4142434445 // FFFFがベンダーID、4142434445('ABCDE')は通知するデータ
ESP32側操作
① "ble_advertising.py"ファイルを"PyCharm(MicroPythonエディター)"の
プロジェクトディレクトリ(ここでは"esp32Test"を作成している)へコピーします。
("ble_advertising.py"がESP32へ書き込まれているならこの操作は必要ありません)
② ESP32-WROOM-32EボードをUSBでPCに繋ぎます。
③ "PyCharm"を起動させ、作成してあるプロジェクトを開きましょう。
こちらの④を操作する必要が有ります。(起動時最初のみ設定)
④ "main.py"を新規登録して"ble_observer_central.py"のコードを"main.py"に貼り付けましょう。
(登録済みなら上書き貼り付けでも行いましょう)
⑤ デバイスのアドレス"68:27:19:0A:F0:A9 (私の場合)"が記述して有ります、自分の物に合わせて
書換えましょう。
(RN4020の"D"コマンドで表示("BTA")されるので確認できます、但し、":"を付けましょう)
⑥ ESP32-WROOM-32Eに書き込みます。
・左側プロジェクトウインドウから"ble_advertising.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash ble_advertising.py']をクリックします。
・左側プロジェクトウインドウから"main.py"の文字を右クリックをして、
[実行(U)'Flash main.py']をクリックします。
⑦ 書き込めたら"REPL"を起動しましょう。
メニューバーから[ツール]->[MicroPython]->[MicroPython REPL]と順番にクリックし起動します。
">>>"が表示されたら、[CTRL]+[D]キーを押します (尚、[CTRL]+[C]はプログラム停止です)。
スキャンされ、ブロードキャスタ(68:27:19:0A:F0:A9)を見つけたと思います。
アドバタイズされたメッセージの内容"4142434445(ABCDE)"が表示されましたね。
又、"ABCD"と異なるメッセージを更に送りたい場合は、こちらの④項を参照しましょう。
RN4020のスクリプトを使ってタグのデバイスもどきを作成し、携帯を持っていないので
セントラル側をESP32で行います(PCのMyツール"skBLEtool.py"でも動作可能)。
と言う記事は、こちらを参照しましょう。
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