Прототипирование цифрового I/O с модулем Bluetooth RN487x от Microchip

Строительство надежных периферий цифрового ввода и вывода с использованием модуля Bluetooth RN487x

Во второй части нашей трехчастной серии по модулям Bluetooth RN487x от Microchip мы пройдемся через создание цифрового входа (переключателя) и цифрового выхода (светодиода). Для фона по конфигурации модуля обратитесь к первой статье.

Проект 1: Цифровой вход переключателя RN487x

Наш дизайн следует трехшаблонному паттерну:

1. Аппаратное обеспечение — переключатель, генерирующий цифровой сигнал.
2. Конфигурация — команды RN487x для выделения переменной базы данных и отображения пина к ней.
3. Приложение — скрипт рабочей станции, читающий значение базы данных.

Аппаратное обеспечение цифрового входа

Вход — простой нормально разомкнутый переключатель (SW1). RN487x предоставляет внутренние подтяжки, поэтому переключатель, подключенный к земле при замыкании, дает чистый двухсостояний сигнал.

Мы используем RN4871, поддерживающий однопиновый GPIO. Схема может питаться от двух элементов ААА или монетной ячейки. Дополнительные компоненты:

• C1: Обходной конденсатор для стабильности питания.
• R1, C2: Задержка для сброса процессора при включении.
• J1: Последовательный порт для конфигурации.

Конфигурация цифрового входа

Убедитесь, что модуль в известном состоянии перед продолжением (см. приложение для инициализации). Создайте один сервис и одну характеристику в GATT базе данных для представления состояния переключателя:

PS,59c88760536411e7b114b2f933d5fe66
PC,59c889e0536411e7b114b2f933d5fe66,10,01

Здесь PS создает сервис, а PC — характеристику. UUID являются плейсхолдерами; сгенерируйте свои по стандарту UUID. Второй параметр в PC (10) запрашивает немедленные уведомления при изменении значения, а третий параметр (01) устанавливает размер значения в один байт.

Периферийный скрипт конфигурирует пин и обрабатывает события:

@PW_ON SW,0A,09
@PIO1H SHW,0072,01
@PIO1L SHW,0072,00

Каждый метод с префиксом @ запускается на системном событии:

• PW_ON — при включении питания, устанавливает P1_2 как триггерный цифровой вход.
• PIO1H — при переходе в высокое, записывает 1 в базу данных.
• PIO1L — при переходе в низкое, записывает 0 в базу данных.

Приложение цифрового входа

Используйте Python-скрипт switch.py (ссылка предоставлена). Замените образец MAC-адреса на MAC вашего устройства. После питания периферии запустите скрипт на Bluetooth-способной машине. Скрипт подключается к устройству, слушает уведомления и печатает каждое событие переключателя. См. руководство по настройке Linux в приложении.

Ключевая BLE фича: уведомления (notifications) — периферия толкает изменения состояния клиенту без поллинга.

Проект 2: Цифровое управление RN487x (светодиод)

Применяем тот же трехшаговый паттерн для выхода:

• Аппаратное обеспечение — светодиод, управляемый open-collector GPIO RN4871.
• Конфигурация — создание переменной базы данных, отображенной на пин светодиода.
• Приложение — скрипт, записывающий значения в базу данных для включения/выключения светодиода.

Аппаратное обеспечение цифрового управления

Светодиод (D1) подключен как open-collector сток. Схема следует референс-дизайну RN487x.

Компоненты:

• C1: Обходной конденсатор питания.
• R1, C2: Задержка сброса.
• J1: Последовательный порт.

Конфигурация цифрового управления

Инициализируйте модуль как описано в приложении. Создайте один сервис и характеристику:

PS,59c88760536411e7b114b2f933d5fe66
PC,59c889e0536411e7b114b2f933d5fe66,08,01

Здесь 08 указывает, что периферия должна подтверждать записи, а 01 устанавливает одно-байтовое значение. Скрипт обрабатывает клиентские соединения:

@CONN |O,08,72

Когда клиент подключается, команда ассоциирует переменную базы данных с пином светодиода (bitmask 08) и дескриптором характеристики (72). Последующие записи клиента переключают светодиод.

Приложение цифрового управления

Запустите light.py (ссылка предоставлена) после замены MAC-адреса. Скрипт подключается к периферии, затем посылает новое значение каждую секунду для включения и выключения светодиода. Скрипт логирует прогресс и иллюстрирует фичу ассоциации дескриптора (handle association).

Посмотрите полную демонстрацию в сопровождающем проектном видео.

Следующие шаги

Это завершает часть 2 нашей серии RN487x. Часть 3 затронет аналоговые сенсоры и управление, и предоставит дополнительные ресурсы, применимые ко всем проектам.