Projets et matériels :

Dans cet article, vous pourrez voir deux types de connexion Bluetooth vers le robot :

• Une connexion en mode classique : EDR (p.1)
• Une connexion en mode Low Energy : BLE (Plus compliquée) (p.2)

Matériels :

• Un ShieldBot v1.1

Pour la connexion Bluetooth, deux possibilités (mais préférez le mode EDR, c’est plus simple) :

• Une carte bluetooth HC-06 (ou HC-05) pour une connexion en mode EDR
• Un Grove BLE_v1 pour une connexion en mode BLE.
  (Il existe des cartes bluetooth dual-mode...)

Librairies Arduino :

Il vous faudra une version récente d’ardublock et des librairies augmentées (0.57 de mars 2016) : ici

Python-Kivy :

Côté Android, l’appilcation est développée en Python (Kivy). Voir ici pour des installations et exemples.

Les codes sources donnés ici ne fonctionnent que sur des périphériques Android...

Un exemple de jeu graphique en Python (Kivy)

Connexion Bluetooth EDR

L’ensemble du projet :

• Le fichier buildozer.spec (avec permissions Bluetooth)
• Le code source (main.py)
• L’application Android (.apk)
• Le code ardublock (.abp)
• Le code Arduino correspondant (.ino)

Projet robot EDR

Tous les fichiers pour piloter un robot Arduino avec une application Android Kivy en bluetooth EDR.

Une vidéo du résultat :

Matériels :

• Un ShieldBot v1.1
• Une carte bluetooth classique (mode EDR) HC-06
• Une tablette ou un smarphone Android

Remarques :

• Il faut appairer votre carte Bluetooth avec votre tablette avant (code=1234)
• Si vous avez un autre nom pour votre carte Bluetooth vous pouvez la renommer "HC-06" sur votre tablette ou changer le nom dans le code source.
• Le mieux serait de créer sur l’application un bouton offrant une liste de périphériques bluetooth pour choisir le bon.

L’idée vient d’ici : https://gist.github.com/tito/7432757

Le code source à compiler avec Buildozer (ou autre) :

''' Bluetooth/Pyjnius example ========================= This was used to send some bytes to an arduino via bluetooth. The app must have BLUETOOTH and BLUETOOTH_ADMIN permissions (well, i didn't tested without BLUETOOTH_ADMIN, maybe it works.) Connect your device to your phone, via the bluetooth menu. After the pairing is done, you'll be able to use it in the app. ''' from jnius import autoclass from kivy.app import App from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout from kivy.uix.button import Button BluetoothAdapter = autoclass('android.bluetooth.BluetoothAdapter') BluetoothDevice = autoclass('android.bluetooth.BluetoothDevice') BluetoothSocket = autoclass('android.bluetooth.BluetoothSocket') UUID = autoclass('java.util.UUID') def get_socket_stream(name): paired_devices = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getBondedDevices().toArray() socket = None for device in paired_devices: if device.getName() == name: socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord( UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB")) recv_stream = socket.getInputStream() send_stream = socket.getOutputStream() break socket.connect() return recv_stream, send_stream class Bluetooth(App): def build(self): self.recv_stream, self.send_stream=None,None #On cree une disposition pour l'affichage: Layout=BoxLayout(orientation='vertical',spacing=20,padding=(200,20)) self.GD=BoxLayout(orientation='horizontal',spacing=20,padding=(0,0)) self.BoutonConnect=Button(text='Connect') self.BoutonConnect.bind(on_press=self.connect) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.BoutonConnect) #On cree des boutons pour les motifs: self.Bouton1=Button(text='Up') self.Bouton1.id='1' self.Bouton1.bind(on_press=self.send) self.Bouton1.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.Bouton1) self.Bouton2=Button(text='Left') self.Bouton2.id='2' self.Bouton2.bind(on_press=self.send) self.Bouton2.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: self.GD.add_widget(self.Bouton2) self.Bouton3=Button(text='Right') self.Bouton3.id='3' self.Bouton3.bind(on_press=self.send) self.Bouton3.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: self.GD.add_widget(self.Bouton3) Layout.add_widget(self.GD) self.Bouton4=Button(text='Back') self.Bouton4.id='5' self.Bouton4.bind(on_press=self.send) self.Bouton4.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.Bouton4) return Layout def connect(self,instance): self.recv_stream, self.send_stream = get_socket_stream('HC-06') if self.send_stream!=None: instance.background_color=[0,1,0,1] instance.text="connected" def send(self, instance): self.send_stream.write(int(instance.id)) self.send_stream.flush() def stop(self, instance): self.send_stream.write(4) self.send_stream.flush() if __name__ == '__main__': Bluetooth().run()

Le code ardublock en image :

Le code Arduino correspondant :

#include <SoftwareSerial.h> #include <Shieldbot.h> SoftwareSerial mySerial(2,3); int _ABVAR_1_Blue = 0 ; //libraries at http://duinoedu.com/dl/lib/grove/EDU_Shieldbot_Grove/ Shieldbot monBot; void setup() { mySerial.begin(9600); monBot.brancher(); _ABVAR_1_Blue = 4 ; } void loop() { monBot.ecrireVitesse(1000,1000); _ABVAR_1_Blue = mySerial.read() ; if (( ( _ABVAR_1_Blue ) == ( 1 ) )) { monBot.avancer("tout_droit"); } if (( ( _ABVAR_1_Blue ) == ( 2 ) )) { monBot.pivoter("gauche"); } if (( ( _ABVAR_1_Blue ) == ( 3 ) )) { monBot.pivoter("droite"); } if (( ( _ABVAR_1_Blue ) == ( 5 ) )) { monBot.ecrireVitesse(500,500); monBot.reculer("tout_droit"); } if (( ( _ABVAR_1_Blue ) == ( 4 ) )) { monBot.stopper(); } }

++++

Connexion Bluetooth BLE

La connexion BLE est plus compliquée. Il vous faudra implémenter la classe BluetoothGattCallback et renseigner ce fichier java dans le buildozer.spec.

Vous trouverez un résumé de ce fonctionnement : ici

L’ensemble du projet dans un zip :

• Le fichier buildozer.spec
• Le main.py
• Le fichier BluetoothGattImplem.java
• L’application Android (.apk)
• Le code Arduino (.ino)

Robot_BLE

Piloter un Robot Arduino avec une application Android (Kivy) en Bluetooth Low Energy

Voici le résultat en vidéo :

On créé l’application Android avec Python-Kivy. (Evidemment, le code ne fonctionne que sur Android...)

Remarques :

• Le fichier buildozer.spec contient le nom de l’application, les droits BLUETOOTH et BLUETOOTH_ADMIN ainsi que le lien vers le fichier .java

• La carte bluetooth s’appelle "HMSoft" donc, si vous avez une autre carte, vous pouvez changer ce nom dans le code Python puis repackager votre application avec buildozer oubien simplement changer le nom de votre carte en "HMSoft" sur la tablette.

• Vous pouvez améliorer cette application en proposant dans votre interface utilisateur une liste de tous les périphériques bluetooth appairés sur la tablette afin que l’utilisateur choisisse le bon. (Cela permet de se passer du nom "HMSoft" figé).
  La liste paired_devices dans le code Python est la liste de tous les périphériques bluetooth appairés sur la tablette... Ce n’est pas très compliqué de lister les noms...

• Pour appairer la carte "HMSoft" avec la tablette, il faut entrer le code "000000".

Le code Python Kivy :

''' Bluetooth/Pyjnius example ========================= This was used to send some bytes to an arduino BLE. The app must have BLUETOOTH and BLUETOOTH_ADMIN permissions. Connect your device to your phone, via the bluetooth menu. After the pairing is done, you'll be able to use it in the app. ''' import kivy kivy.require('1.8.0') from jnius import PythonJavaClass, java_method from jnius import autoclass from jnius import cast from kivy.lang import Builder from kivy.app import App from kivy.logger import Logger from kivy.uix.button import Button from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout import time import struct BluetoothAdapter = autoclass('android.bluetooth.BluetoothAdapter') BluetoothDevice = autoclass('android.bluetooth.BluetoothDevice') BluetoothSocket = autoclass('android.bluetooth.BluetoothSocket') BluetoothGatt= autoclass('android.bluetooth.BluetoothGatt') BluetoothGattCallback = autoclass('android.bluetooth.BluetoothGattCallback') UUID = autoclass('java.util.UUID') List = autoclass('java.util.List') Context = autoclass('android.content.Context') PythonActivity = autoclass('org.renpy.android.PythonActivity') BluetoothGattService=autoclass('android.bluetooth.BluetoothGattService') activity = PythonActivity.mActivity btManager = activity.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE) Intent = autoclass('android.content.Intent') BluetoothProfile = autoclass('android.bluetooth.BluetoothProfile') Service=autoclass('android.app.Service') etatconnexion=0 class PyBluetoothGattCallback(PythonJavaClass): __javainterfaces__ =["org/myapp/BluetoothGattImplem$OnBluetoothGattCallback"] __javacontext__ = 'app' @java_method('(Landroid/bluetooth/BluetoothGatt;II)V') def onConnectionStateChange(self, gatt, status, newstate): global etatconnexion Logger.info('%s' % newstate) etatconnexion=newstate @java_method('(Landroid/bluetooth/BluetoothGatt;I)V') def onServicesDiscovered(self, gatt, status): global servicesdiscovered Logger.info('%s' % status) servicesdiscovered=status#0 si discovered BluetoothGattImplem = autoclass('org/myapp/BluetoothGattImplem') pycallback = PyBluetoothGattCallback() bg = BluetoothGattImplem() bg.setCallback(pycallback) def try_connect(name): global etatconnexion,servicesdiscovered servicesdiscovered=1 BluetoothAdapter=btManager.getAdapter() paired_devices = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().getBondedDevices().toArray() if len(paired_devices)==0: #Existe-t-il des peripheriques appaires return None, None for device in paired_devices: if device.getName() == name: break if device.getName()!=name: #Existe-t-il un peripherique du nom 'HMSoft' return None, None BluetoothGatt=None BluetoothGatt = device.connectGatt(Service, 0, bg) compteur=0 while etatconnexion!=2:#Il faudrait un autre thread ici ! compteur+=1 time.sleep(0.1) if compteur==100:#Delai de connexion depasse Logger.info('%s' % "Toto1") Logger.info('%s' % etatconnexion) return None, None BluetoothGatt.discoverServices()#Il faut que ca marche pour recup un service compteur=0 while servicesdiscovered!=0: compteur+=1 time.sleep(0.1) if compteur==100:#Delai de decouverte des services depasse return None, None service = BluetoothGatt.getService(UUID.fromString("0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb")) try: characteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString("0000ffe1-0000-1000-8000-00805F9B34FB")) except: return None, None return BluetoothGatt, characteristic class BluetoothApp(App): def build(self): #On cree une disposition pour l'affichage: Layout=BoxLayout(orientation='vertical',spacing=20,padding=(200,20)) self.GD=BoxLayout(orientation='horizontal',spacing=20,padding=(0,0)) self.BoutonConnect=Button(text='Connect') self.BoutonConnect.bind(on_press=self.connect) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.BoutonConnect) #On cree des boutons pour les motifs: self.Bouton1=Button(text='Up') self.Bouton1.id='1' self.Bouton1.bind(on_press=self.send) self.Bouton1.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.Bouton1) self.Bouton2=Button(text='Left') self.Bouton2.id='2' self.Bouton2.bind(on_press=self.send) self.Bouton2.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: self.GD.add_widget(self.Bouton2) self.Bouton3=Button(text='Right') self.Bouton3.id='3' self.Bouton3.bind(on_press=self.send) self.Bouton3.bind(on_release=self.stop) #On ajoute le bouton dans l'affichage: self.GD.add_widget(self.Bouton3) Layout.add_widget(self.GD) self.Bouton4=Button(text='Stop') self.Bouton4.id='4' self.Bouton4.bind(on_press=self.send) #On ajoute le bouton dans l'affichage: Layout.add_widget(self.Bouton4) self.gatt=None self.charac=None return Layout def connect(self,instance): try: BluetoothGatt.disconnect() except: pass instance.background_color=[1,1,0,1] instance.text="Wait for connexion" self.gatt, self.charac = try_connect('HMSoft') if self.charac!=None: instance.background_color=[0,1,0,1] instance.text="connected" else: instance.background_color=[1,0,0,1] instance.text="echec de connexion : un nouvel essai" def send(self, instance): global etatconnexion if self.charac!=None: nb=int(instance.id) if etatconnexion==2: self.charac.setValue(nb,17,0) BluetoothGatt.writeCharacteristic(self.charac) else: self.BoutonConnect.background_color=[1,0,0,1] self.BoutonConnect.text="echec de connexion : un nouvel essai" def stop(self, instance): global etatconnexion if self.charac!=None: nb=4 if etatconnexion==2: self.charac.setValue(nb,17,0) BluetoothGatt.writeCharacteristic(self.charac) else: self.BoutonConnect.background_color=[1,0,0,1] self.BoutonConnect.text="echec de connexion : un nouvel essai" if __name__ == '__main__': BluetoothApp().run()

Le code Arduino :

//Le robot : #include <Shieldbot.h> Shieldbot shieldbot = Shieldbot(); //Le BLE : #include <SoftwareSerial.h> #define RxD 2 #define TxD 3 SoftwareSerial bleShield(RxD,TxD); boolean dataAvailable = false; void setup(){ Serial.begin(19200); pinMode(RxD, INPUT);//R pinMode(TxD, OUTPUT);//T bleShield.begin(38400); bleShield.print("AT+CLEAR"); shieldbot.setMaxSpeed(255);//255 is max shieldbot.drive(0,0); } void loop(){ delay(200); while(bleShield.available()>0)//On lit tous les chiffres et on stock dans tab { int chiffre = bleShield.read()-0x80; if (chiffre==1){ shieldbot.drive(127,127);//Tout droit } if (chiffre==2){ shieldbot.drive(25,127);//Gauche } if (chiffre==3){ shieldbot.drive(127,25);//Droite } if (chiffre==4){ shieldbot.drive(0,0);//Stop } delay(100);// chiffre = 0; } }