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러봇랩과 함께 ESP32를 공부해요!
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LOLIN32는 메카솔루션에 없네요. 리튬 베터리 포트는 없지만, 기능은 똑같아요.
1. [호환] ESP-WROOM-32 개발보드(ESP32) / WIFI + BLE 보드
https://mecha.kr/8cTflb
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ESP32 아두이노 블루투스 테스트 – bneware
ESP32 아두이노 블루투스 테스트. Espressif 의 ESP32 공식모듈 ESP32-WROOM-32D 를 사용한 BNE-MINI-ESP32-A1 개발보드를아두이노 IDE 를 이용해서 블루투스 테스트 …
Source: www.bneware.com
Date Published: 3/17/2022
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DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 …
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 사용해서 Bluetooth 기능으로 스마트폰과 마스터&슬레이브 역할을 하며 데이터를 주고 받는 …
Source: blog.daum.net
Date Published: 2/29/2021
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아두이노 – 블루투스 예제
<그림 1> ESP32. 앞으로 실습할 블루투스 예제는 ESP32 model중 NODEMCU- 32S를 사용할 예정이다. ESP32 모델은 블루투스와 wifi를 아두이노 우노와 …
Source: becoming-linchpin.tistory.com
Date Published: 4/12/2022
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[정품] ESP32-S 와이파이 블루투스 콤보 모듈 / 디바이스마트
WiFi + 블루투스 모듈 / 저전력 듀얼 코어 32비트 CPU / 2.7V~3.6V. … ESP32-S is an ultra-small multifunctional RF module that can be independently designed …
Source: www.devicemart.co.kr
Date Published: 3/3/2021
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블루투스 4.0 BLE 이용 아두이노 및 ESP32 원격제어 – postpop
블루투스 4.0 BLE 모듈 HM-10의 복제품인 AT-09와 ESP32의 내장 블루투스의 4.0 BLE 라이브러리를 사용하도록 하겠다. arduino bluetooth controller …
Source: postpop.tistory.com
Date Published: 11/1/2022
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주제에 대한 기사 평가 esp32 블루투스
- Author: 러봇랩
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- Date Published: 2022. 3. 25.
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ESP32 아두이노 블루투스 테스트
ESP32 아두이노 블루투스 테스트
Espressif 의 ESP32 공식모듈 ESP32-WROOM-32D 를 사용한 BNE-MINI-ESP32-A1 개발보드를아두이노 IDE 를 이용해서 블루투스 테스트 하는 방법을 알아보도록 하겠습니다 ESP32 아두이노 개발환경 구성하는 방법은 아래 링크를 참고하시기 바랍니다 아두이노 IDE 를 실행한 후툴 -> 보드 -> ESP32 Dev Module 을 선택합니다 파일 -> 예제 -> BluetoothSerial -> SerialToSerialBT 를 선택합니다 ESP32-WROOM-32D 보드가 PC와 연결된 것을 확인한 후 업로드를 클릭하면예제 코드가 빌드되고 자동으로 업로드가 이루어 집니다 ESP32 를 PC 와 블루투스로 연결하도록 하겠습니다”윈도우 키” 를 클릭하고 “설정” 을 클릭합니다 Windows 설정에서 “장치” 를 선택 합니다 좌측에서 “Bluetooth 및 기타 디바이스” 를 선택한 후Bluetooth 또는 기타 장치 추가 를 선택합니다 디바이스 추가 화면이 나오면”Bluetooth” 를 선택합니다 디바이스 추가 화면에서 검색된 디바이스들의 목록이 나옵니다”ESP32test” 를 선택합니다 ESP32test 아래에 “연결됨” 문자가 나옵니다이제 ESP32와 PC가 블루투스로 연결되었습니다 터미널 프로그램 2개를 열어서 통신을 해보도록 하겠습니다저희는 Tera Term 을 사용해서 테스트 하였습니다Tera Term 은 아래 링크에서 다운로드 받으실 수 있습니다필요하신분은 다운로드 받아서 설치하시기 바랍니다 Tera Term 다운로드 Tera Term 을 실행한 후Setup -> Serial port 를 선택합니다 ESP32 와 USB 로 연결된 포트를 선택하고전송속도는 115200 으로 설정합니다 Tera Term 을 1개 더 실행 시킨 후ESP32 와 블루투스로 연결된 포트를 선택하고전송속도는 115200 으로 설정합니다 ESP32 와 USB로 연결된 터미널을 선택하고 키보드로 텍스트를 입력하면블루투스로 연결된 터미널에 텍스트가 출력됩니다반대로 ESP32 와 블루투스로 연결된 터미널을 선택하고 키보드로 텍스트를 입력하면USB로 연결된 터미널에 텍스트가 출력됩니다각각의 터미널에서 입력한 텍스트는 블루투스를 통해서 전송된 후반대편 터미널 창에 텍스트가 출력됩니다 ESP32-WROOM-32D 개발보드 구매하기
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 사용해서 Bluetooth 기능으로 스마트폰과 데이터 주고 받기
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DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 사용해서 Bluetooth 기능으로
스마트폰과 마스터&슬레이브 역할을 하며 데이터를 주고 받는 프로젝트 입니다
*V2 버전은 FireBeetle_ESP32 세팅으로 사용합니다 V2 버전은 포스팅 하단으로 내려서 확인 후 세팅한 다음 테스트 합니다*
먼저 DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 의 초기 세팅법과 사용방법에 대해서 알아보고 간단하게
Blink 테스트를 해보겠습니다
WiFi 와 BLE 2가지 기능을 지원하는 ESP32 기반의 IoT 개발보드 입니다
CP210x 드라이버를 사용하며 한개의 프로세서가 통신을 할때 다른 한개의 프로세서가 I/O 제어를 담당하는
듀얼프로세스 마이크로프로세서를 장착하여 ESP8266의 치명적인 단점을 개선하였습니다
아두이노 통합 개발환경 Arduino IDE 를 지원하며, 아두이노를 이용하여 IoT 프로젝트를 진행하기에 적합합니다
ESP32 라이브러리는 계속해서 업데이트 되고 있기 때문에 ESP32 포럼은 주기적으로 확인하는 것이 좋습니다
Espressif
ESP 32 Forum WebPage
사용된 부품
DOIT ESP32 개발보드
미니 브래드 보드 – 2개
점퍼케이블
막대저항 220 Ohm
5mm LED 블루
초기세팅 방법
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 는 CP210x UART DRIVER 를 사용하기 때문에
일단 장치인식을 위해서 드라이버를 설치해 줍니다
https://www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers
위 링크에서 자신의 OS에 맞는 드라이버를 다운로드 받아서 설치해 줍니다
드라이버 설치가 끝나고 보드를 마이크로 USB케이블로 연결하면 PC의 장치관리자에 CP210x 로 COM포트가 확인됩니다
기본적으로 아두이노 통합 개발환경 아두이노 IDE 를 설치해야 합니다 (Arduino.cc 의 IDE 를 설치합니다
Arduino.org 의 IDE 와는 호환 되지 않습니다)
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
github 에서 esp32 라이브러리와 툴을 다운 받습니다
https://github.com/espressif/arduino-esp32
arduino-esp32-master.zip 파일을 압축 해제한 다음 폴더명을 편의상 esp32 로 변경해 줍니다
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware 이 경로에 hardware 폴더안에 espressif 폴더를 새로 만들어 줍니다
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif 이렇게 경로가 되고 espressif 폴더안에 esp32 폴더를 넣어주면 됩니다
그리고 마지막으로 C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif\esp32\tools 경로의
tools 폴더안에 get.exe 를 관리자 권한으로 실행시켜 주면 됩니다
위와 같은 창이 뜨는데 모든 설치가 정상적으로 끝나면 창이 자동으로 닫히니 정상적으로 설치가 종료 될 때까지 기다립니다
윈도우 10은 경로가 틀릴수 있는데 윈도우10 은 C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\hardware 경로로 설치하면 됩니다
Arduino IDE 를 실행한 다음 툴 메뉴를 확인해 보면 아래처럼 ESP32 패밀리가 추가된 것을 확인할 수 있습니다
ESP32 Dev Module 로 보드를 선택하고 포트를 잡아준 후 업로드 스피드를 115200 으로 변경해 줍니다
ESP32 라이브러리의 대부분의 통신속도가 115200으로 세팅되어 있기 때문에 115200으로 변경해 주는게 좋습니다
ESP32 툴과 라이브러리가 정상적으로 설치가 되었습니다
다만 github 에서 다운로드 한 arduino-esp32-master.zip 압축파일을 풀어보면 알수 있겠지만
libraries 폴더안의 AzureIoT 와 BLE 폴더가 비어있습니다
때문에 IDE에서 잘못된 라이브러리가 있다는 메세지가 계속 나옵니다 (이 두 폴더를 삭제해 주면 해결됩니다)
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 의 동작 유무도 확인해 볼 겸 Blink 테스트를 해보겠습니다
아래 배선도를 참조해서 배선합니다
구성배선도
사용된 예제파일
ESP32 Blink.txt
예제파일을 확인해 보면 알 수 있듯이
int LED_BUILTIN = 2;
2번핀에 LED를 연결해야 하는것을 알수 있습니다
스케치를 복사해서 컴파일 및 업로드를 해줍니다
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 는 EN 과 BOOT 두개의 버튼이 장착되어 있습니다
컴파일에서 업로드로 넘어가는 순간에 타이밍을 맞춰서 오른쪽의 BOOT 버튼을 눌러줍니다
BOOT 버튼은 업로드 타이밍에 맞춰서 누르고 업로드가 완료될 때까지 계속 누르고 있으면 됩니다
업로드가 완료되면 왼쪽의 EN 버튼을 눌러줍니다
EN버튼은 RST 리셋 기능을 합니다
프로젝트 동영상
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 의 이상유무도 확인했고 이어서
Bluetooth 기능으로 스마트폰과 마스터&슬레이브 역할을 하며 데이터를 주고 받는 프로젝트를 진행해 보겠습니다
DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 PC와 연결한 다음
아두이노 IDE 메뉴 파일—>ESP32 모듈의 예제—>BluetoothSerial—>SerialToSerialBT 순으로 클릭합니다
불러온 SerialToSerialBT 예제코드를 살펴보면
#include “BluetoothSerial.h” 라이브러리를 사용하는것을 알 수 있습니다
void setup() {
Serial.begin(115200);
시리얼 통신속도는 115200 인것을 알 수 있습니다
SerialBT.begin(“ESP32test”); //Bluetooth device name
이부분 ESP32test 대신 원하는 블루투스 이름으로 변경할 수 있습니다
컴파일 및 스케치 업로드를 해줍니다 (물론 이때 업로드가 시작되는 타이밍에 맞춰서 BOOT 버튼은 계속 눌러주고 있어야 합니다)
업로드가 완료되면 시리얼 모니터를 켜준 뒤 EN 버튼을 눌러줍니다 (물론 시리얼 모니터 보드레이트는 115200 으로 되어 있어야 합니다)
위 이미지 처럼 시리얼 모니터로 블루투스가 준비된것을 확인할 수 있습니다
프로젝트를 위해서는 블루투스 안드로이드 어플이 필요합니다 (하단 링크를 클릭해 다운 받으세요)
블루투스 모듈을 제어하기 위해서 “Bluetooth Terminal” 어플을 다운 받습니다
https://play.google.com/store/apps/details?id=net.sonworks.bluetoothterminal
구글계정 로그인을 하면 무선으로 본인소유의 안드로이드 폰을 검색해서 간편하게 핸드폰에 어플 설치를 해줍니다
안된다면 안드로이드폰 구글 플레이스토어 에서 ‘블루투스 터미널’ 로 검색해서 설치 하도록 합니다
일단 먼저 스마트폰 블루투스 관리자에서 블루투스 모듈을 검색후 등록해 줍니다
블루투스 이름을 안 바꿔서 ESP32test 로 나오는것을 확인할 수 있습니다
설치 된 블루투스 터미널 앱을 실행합니다
입력창에 hello 를 입력해 줍니다
입력을 하면 자동으로 페어링을 하면서 연결 됩니다
아두이노 IDE의 시리얼 모니터에 hello 가 출력된것을 확인 할 수 있습니다
반대로 아두이노 IDE의 시리얼 모니터에 rj technology 를 입력해 봅시다
스마트폰의 블루투스 터미널 앱에 rj technology 가 출력된 것을 확인 할 수 있습니다
이렇게 DOIT ESP32 개발보드 (BLE + WiFi Development Board) 를 사용해서 간단하게 블루투스 마스터&슬레이브로
데이터를 주고 받을수 있습니다
위 블루투스 라이브러리 파일과 어플 연결세팅에서도 확인되듯이
본 포스팅의 블루투스 프로젝트는 블루투스 BLE 가 아닌 블루투스 Classic 프로젝트 입니다
프로젝트 동영상
*V2버전 FireBeetle_ESP32 세팅*
https://wiki.dfrobot.com/FireBeetle_ESP32_IOT_Microcontroller(V3.0)__Supports_Wi-Fi_&_Bluetooth__SKU__DFR0478
기본적으로 CP210X 드라이버가 설치되어 있어야 합니다
포스팅 상단 초기세팅 방법을 참조해서 드라이버를 설치해 줍니다
드라이버가 정상적으로 설치되면 위 이미지와 같이 장치관리자에 COM포트가 인식됩니다
아두이노 IDE를 실행후 상단메뉴 파일—>환경설정 순으로 클릭합니다
설정에서 추가적인 보드 매니저 URLs 에 아래 링크를 추가해 주고 확인을 눌러 줍니다
http://download.dfrobot.top/FireBeetle/package_esp32_index.json
툴—>보드—>보드 매니저 순으로 클릭합니다
보드 매니저 실행후 상단메뉴 타입에서 Contributed 나 All 로 설정해서 FireBeetle_ESP32 패키지를 검색합니다
FireBeetle-ESP32 Mainboard by DFRobot DFRDuino 패키지를 인스톨 해 줍니다
(이미 설치한 후 이므로 제거 메뉴가 떠 있습니다, 설치 이전 이라면 설치 메뉴가 뜹니다)
패키지 설치가 끝나면 툴 메뉴에서 FireBeetle_ESP32 보드가 검색되고 아두이노 IDE에 ESP32 라이브러리와 예제가 추가 됩니다
툴 세팅은 위와 같이 사용하면 되며, 업로드 스피드는 업로드 에러가 나지 않는지 확인하며 조정해서 사용합니다 (권장 115200 입니다)
세팅이 끝났으므로 간단하게 Blink 예제를 테스트 해 봅시다
사용된 예제파일
FireBeetle_ESP32_Blink.txt
포스팅 상단의 DOIT ESP32 보드의 Blink 예제와 약간 틀리지만 배선은 동일 합니다
브래드 보드의 LED를 깜박이고 싶다면 포스팅 상단 DOIT ESP32 보드와 동일하게 D2 핀에 배선 하면 됩니다
프로젝트 동영상-ESP-32S 보드 FireBeetle_ESP32 세팅 Blink 테스트
FireBeetle-ESP32 BluetoothSerial 통신으로 데이터 주고 받기
FireBeetle-ESP32 BluetoothSerial 통신으로 데이터 주고 받기 테스트는 포스팅 상단의 DOIT ESP32 보드와 동일한 예제로 테스트 하면 됩니다
물론 보드 세팅은 FireBeetle-ESP32 로 되어 있어야 합니다 (DOIT ESP32 보드로 세팅하면 업로드가 되지 않습니다)
FireBeetle_ESP32 라이브러리가 정상적으로 설치되어 있다면
파일–>예제–>BluetoothSerial–>SerialToSerialBT
순으로 클릭해서예제를 업로드해 줍니다
(IDE 하단에 ESP32 아키텍쳐에서 실행되는 현재보드에서는 호환되지 않을 수 있습니다 라는 메세지가 뜨는데 무시하면 됩니다)
자세한 테스트 방법과 예제는 포스팅 상단 DOIT ESP32 보드 테스트를 참조 하도록 합니다
프로젝트 동영상-FireBeetle_ESP32 세팅 BluetoothSerial 테스트 데이터 주고 받기
블루투스 예제
<그림 1> ESP32
앞으로 실습할 블루투스 예제는 ESP32 model중 NODEMCU- 32S를 사용할 예정이다. ESP32 모델은 블루투스와 wifi를 아두이노 우노와달리 간편하게 사용할 수 있다는 점에서 유리하다.
이를 바탕으로 공부해 보겠다.
m.blog.naver.com/chandong83/222024806861
이 블로그를 들어가면 ESP32 관련 라이브러리나 환경설정할 수 있다.
이를 바탕으로 블루투스 예제에 들어가보면
#include “BluetoothSerial.h” BluetoothSerial SerialBT; void setup() { Serial.begin(115200); SerialBT.begin(“ESP32test”); //Bluetooth device name Serial.println(“The device started, now you can pair it with bluetooth!”); } void loop() { if (Serial.available()) { SerialBT.write(Serial.read()); } if (SerialBT.available()) { Serial.write(SerialBT.read()); } delay(20); }
다음과 같다.
“BluetoothSerial.h”의 라이브러리를 사용하고
밑의 문장 BluetoothSerial SerialBT는 우리가 할당할 디바이스를 할당할 string을 제공한다. 즉 블루투스 사용할 기기를 SerialBT라 명명한다.
이후 setup 함수에서 115200bps로 속도를 맞췄고 블루투스 이름은 ESP32test로 설정했다.
그 뒤 loop함수에서
첫번쨰 if는 esp32에서 읽을 byte가 있다면 블루투스기기에 준 정보를 시리얼모니터에 write한다
두번쨰 if는 마찬가지로 블루투스기기에서 읽을 바이트가 존재한다면 시리얼모니터에서 쓴 정보를 기기에서 읽을 수 있다.
esp32와 블루투스 기기(스마트폰)간에 원활한 소통을 위해선 Arduino bluetooth controller 앱을 사용하면 된다. 페어를 한 이후에 terminal mode로 서로 정보를 쓰고 읽는 것이 가능하다.
<그림 2> Arduino bluetooth controller
[정품] ESP32-S 와이파이 블루투스 콤보 모듈
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블루투스 4.0 BLE 이용 아두이노 및 ESP32 원격제어
블루투스 4.0 BLE은 모든 작업에 UUID라는 고유 아이디를 사용하여 BLE간 통신을 하고 데이터를 전송하게 된다.
블루투스 4.0 BLE를 사용하여 원격제어 하는 방법으로 버튼마다 UUID를 지정하고 그 UUID에 접속할 때 마다 코드를 실행하도록 하는 방법으로도 할 수 있다. 하지만 이 글에서는 UUID를 두개 또는 세개만 설정하여 블루투스 2.0 연결 제어방식처럼 데이터 송/수신에만 사용하고, 그 수신된 데이터에 의해 코드를 실행하도록 하겠다.
블루투스 4.0 BLE 모듈 HM-10의 복제품인 AT-09와 ESP32의 내장 블루투스의 4.0 BLE 라이브러리를 사용하도록 하겠다.
arduino bluetooth controller PWM 안드로이드 앱에는 HM-10 또는 그 복제품 AT-09를 사용할 수 있도록 모듈의 기본 UUID를 사용하여 프로그램 되어 있다.
SERVICE_UUID : 0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB
CHARACTERISTIC_UUID : 0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB
상기 UUID는 AT-09에 기본 설정된 UUID 이다. AT-09에서는 CHARACTERISTIC_UUID 를 통해 데이터를 동시에 주고 받게 된다.
하지만 ESP32의 BLE 라이브러리에서는 데이터를 보내는 UUID와 받는 UUID를 따로 지정해서 사용해야 한다. 따라서 ESP 32에서 사용할 추가 UUID를 arduino bluetooth controller PWM앱에 아래와 같이 추가해 주었다.
CHARACTERISTIC_UUID_TX : 0000FFE2-0000-1000-8000-00805F9B34FB”
상기 UUID는 안드로이드 앱에 설정해 놓은 것들이다.
AT-09를 사용하여 아두이노에서 코딩 할 경우에는 상기 UUID에 관해 신경 쓸 필요는 없다. 왜냐하면 아두이노는 블루투스 모듈 AT-09와 시리얼 통신으로 데이터를 주고 받는다. 위에서 설명한 UUID는 AT-09가 안드로이드 앱과 데이터를 주고 받기 위한 설정일 뿐이다. 즉 모듈과 안드로이드 앱간의 문제이지 아두이노 제어에 관한 코딩과는 별개의 문제인 것이다.
아두이노에서는 아두이노와 AT-09간의 시리얼 통신에 관해서만 코딩을 해주면 된다. 이 얘기는 AT-09와 안드로이드 앱간의 연결이 잘되어 통신에 문제가 없다면 블루투스 2.0을 사용한 코드를 어떤 변경없이 그대로 사용할 수 있다는 얘기가 된다.
AT-09모듈과 안드로이드 앱간의 통신에 관해 말하자면, AT-09에 설정된 UUID에 안드로이드 앱의 UUID를 맞추어 주거나, 안드로이드 앱의 UUID에 AT-09의 UUID를 맞추어 주면 기본적인 AT-09와 안드로이드 앱간의 통신 설정은 끝나게 된다.
이전 글에서 안드로이드 앱을 이용한 아두이노제어에 관한 포스트의 코드를 그대로 사용하면 되고, 아두이노와 AT-09의 연결도 블루투스 2.0 모듈 HC-06과 같이 하면된다. 단지 안드로이드 앱에서 블루투스 접속시 블루투스 4.0옵션을 선택하고 연결해주어야 한다.
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arduino bluetooth controller PWM 매뉴얼
AT-09 블루투스 4.0 BLE 모듈의 연결 및 아두이노 원격제어 시연
아래 영상에서 처음에는 블루투스 4.0 BLE의 스마트폰 연결을 기존 블루투스 2.0 연결방식을 사용하여 시도하였으며, 그렇게 하였을 경우 표시되는 오류 메세지를 볼 수 있다. 그 다음 연결은 정상적인 블루투스 4.0 BLE 연결방식을 사용하여 연결하였다.
아두이노 IDE에서 ESP32를 사용하게 되면 ESP32가 아두이노가 되며, 또한 ESP32는 보드에 블루투스를 자체 내장하고 있어 블루투스 모듈이 되기도 한다. 아두이노처럼 ESP32에 외부 블루투스 모듈AT-09를 연결하고 시리얼 통신을 통해 데이터를 주고 받는다면 위의 코드의 analogWrite()함수 부분만을 ESP32 전용 PWM 제어 함수로 대체해 주면 큰 수정없이 ESP32의 제어가 가능하게 된다. 하지만 자체 블루투스를 사용하여 제어해 보도록 하자.
ESP32의 자체 블루투스를 사용할 때에는 아두이노와 외부 모듈 AT-09 사용시와는 다르게 블루투스와 안드로이드 앱간의 통신 설정도 아두이노 IDE를 통해 ESP32에 코딩을 해주어야만 ESP32의 블루투스와 안드로이드 앱간의 통신이 가능하게 된다.
ESP32는 라이브러리를 통해 블루투스 2.0과 블루투스 4.0 BLE의 방식을 구분하여 사용한다.
블루투스 2.0 라이브러리는 기존 아두이노와 모듈간의 시리얼 통신과 비슷하게 라이브러리를 제공하고 있어서 외부 블루투스 모듈을 통한 시리얼 통신으로 주고 받는 방식과 똑 같이 코딩을 하여도 되지만, 블루투스 4.0 BLE 라이브러리는 블루투스 2.0라이브러리와 사뭇 달라 라이브러리에서 제공하는 기능에 맞춰 코딩을 하여야 하며 이때에 상기의 UUID를 사용하게 된다.
안드로이드 앱으로 블루투스 4.0 BLE를 통해 ESP32를 제어하기 위한 데이터를 주고 받는데 필요한 UUID는 아래와 같다.
AT-09와 공유할 수 있도록 AT-09의 두개 UUID에 1개를 더하여 모두 3개의 UUID를 사용하겠다.
SERVICE_UUID “0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB”
CHARACTERISTIC_UUID_RX “0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB”
CHARACTERISTIC_UUID_TX “0000FFE2-0000-1000-8000-00805F9B34FB”
우선 아두이노 IDE의 툴에서 보드를 ESP32 Dev Module로 변경한 뒤 파일 -> 예제 -> ESP32 BLE Arduino -> BLE_uart 예제를 실행시킨뒤 아래와 같이 수정하였다.
4개의 BLE 관련 라이브러리가 사용됨을 알수 있다.
#include
#include
#include
#include
다른 예제들과 비교해보면 ESP32에서 데이터를 전송할 때
라이브러리가 사용됨을 알 수있다. #include
#include #include #include BLEServer *pServer = NULL; BLECharacteristic * pTxCharacteristic; bool deviceConnected = false; #define SERVICE_UUID “0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB” // UART service UUID #define CHARACTERISTIC_UUID_RX “0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB” #define CHARACTERISTIC_UUID_TX “0000FFE2-0000-1000-8000-00805F9B34FB” class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks { void onConnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = true; }; void onDisconnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = false; } }; class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks { void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) { std::string rxValue = pCharacteristic->getValue(); if (rxValue.length() > 0) { for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++) Serial.print(rxValue[i]); } } }; void setup() { Serial.begin(115200); BLEDevice::init("ESP32 UART"); // Create the BLE Device pServer = BLEDevice::createServer(); // Create the BLE Server pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID); // Create the BLE Service pTxCharacteristic = pService->createCharacteristic ( // Create a BLE Characteristic CHARACTERISTIC_UUID_TX, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY ); pTxCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902()); BLECharacteristic * pRxCharacteristic = pService->createCharacteristic ( CHARACTERISTIC_UUID_RX, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE ); pRxCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks()); pService->start(); // Start the service pServer->getAdvertising()->start(); // Start advertising Serial.println(“Waiting a client connection to notify…”); } void loop() { if (deviceConnected) { if (Serial.available()) { char temp[20] = { 0xFF, }; Serial.readBytes(temp, 20); pTxCharacteristic->setValue(temp); pTxCharacteristic->notify(); } } } 상기 코드는 아두이노 IDE의 시리얼 모니터 그리고 ESP32, 안드로이드 앱 사이의 기본적인 데이터 송수신 코드이다. 코드를 업로드 하고 arduino bluetooth controller PWM 안드로이드 앱으로 연결 해보자.
블루투스 연결 화면에서 ESP32 BLE를 선택하고 Bluetooth 버튼을 클릭한 뒤 목록에 나오는 해당 블루투스를 클릭한다.
* 블루투스 4.0에 접속하기 위해서 앱은 스마트폰 블루투스 장치가 켜진 상태에서 블루투스 4.0모듈을 scan해야만 검색하고 연결할 수 있다. arduino bluetooth controller PWM 앱에서는 Bluetooth 2.0 기본 선택 버튼에서 Bluetooth 4.0 이나 ESP32 BLE를 선택하는 순간부터 블루투스 4.0 모듈을 scan하기 시작한다.
연결 후 앱에서 pwm1 슬라이드를 움직여 연속되는 데이터를 보내보고 텍스트로 hi를 보내보았다. 시리얼 모니터에 아래와 같이 표시 되는것을 볼 수 있다.
시리얼 모니터에서도 hello를 입력해 보면 앱에 hello가 표시되는 것을 볼 수 있다.
ESP32의 가변저항 및 LED 연결
#define get_ledPin 19 // 가변저항 제어권 표시
#define pwm_ledPin 18 // 아두이노 pwm핀(~ 핀)
analogRead() 핀으로 GPIO 34번 핀을 사용하였다.
ESP32는 총 10 개의 ADC 핀을 제공한다. 하지만 ESP32의 BLE기능 작동코드를 업로드하고 작동 시킨 뒤에는 ADC핀인 GPIO 2, 4, 15, 36, 39핀에서 가변저항을 통해 생성된 아날로그 값을 정상적으로 읽어오지 못했으며, 34번 핀에서 정상 작동하는 것을 확인했다. 나머지 핀은 확인해 보지 않았다(BLE 작동 코드없이 analogRead() 테스트에서는 정상 작동 되었었음).
블루투스 4.0 BLE 모듈 AT-09를 아두이노에 연결하여 가변저항의 아날로그 값을 읽어올 때 노이즈가 발생하는것을 보았었다. ESP32도 노이즈가 발생하는지 아래 코드를 업로드 하여 테스트 하였다.
#include
#include #include #include BLEServer *pServer = NULL; BLECharacteristic * pTxCharacteristic; bool deviceConnected = false; #define SERVICE_UUID “0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB” // UART service UUID #define CHARACTERISTIC_UUID_RX “0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB” #define CHARACTERISTIC_UUID_TX “0000FFE2-0000-1000-8000-00805F9B34FB” // 가변저항 관련 변수 int val; // ADC 핀에서 전압을 읽고 변환한 값을 저장하는 변수 int h_pwm = 0; // pwm 값 class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks { void onConnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = true; }; void onDisconnect(BLEServer* pServer) { deviceConnected = false; } }; class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks { void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) { std::string rxValue = pCharacteristic->getValue(); if (rxValue.length() > 0) { for (int i = 0; i < rxValue.length(); i++) Serial.print(rxValue[i]); } } }; void setup() { Serial.begin(115200); BLEDevice::init("ESP32 UART"); // Create the BLE Device pServer = BLEDevice::createServer(); // Create the BLE Server pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID); // Create the BLE Service pTxCharacteristic = pService->createCharacteristic ( // Create a BLE Characteristic CHARACTERISTIC_UUID_TX, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY ); pTxCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902()); BLECharacteristic * pRxCharacteristic = pService->createCharacteristic ( CHARACTERISTIC_UUID_RX, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE ); pRxCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks()); pService->start(); // Start the service pServer->getAdvertising()->start(); // Start advertising Serial.println(“Waiting a client connection to notify…”); } void loop() { val = analogRead(34); // ESP32 ADC pin Serial.println(val); h_pwm = val/16; // ESP32 ADC 12bit 분해능 Serial.print(“h_pwm : “); Serial.println(h_pwm); delay(100); } 아두이노와 외부 블루투스 모듈과의 연결과는 다르게 0인 상태에서 값 변동없이 안정적으로 0을 표시하는것을 확인하였다. 하지만 가변저항을 움직여 아날로그를 측정하기 시작했을 때부터 측정 val값이 약 15 내외에서 변동함을 확인 하였다.
ESP32의 아날로그 분해능은 12bit 0 ~ 4095이다
bool rx_received = false; // BLE 수신시 함수 실행 플래그
std::string rxValue; // BLE 클래스 수신 데이터 값 전역변수 설정
#define get_ledPin 19 // LED, 가변저항 제어권 점멸 표시 및 제어권 획득 표시
#define pwm_ledPin 18 // ESP32 pwm 출력 핀(~ 핀)
#define pwm_channel 0 // ESP32 pwm 채널(0 ~ 15: 16개)
BLE 라이브러리 클래스에서 onWrite 함수가 실행되면 데이터 수신 플래그를 rx_received = true;로 설정하도록 변경하였다.
class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
rxValue = pCharacteristic->getValue();
rx_received = true;
}
};
ESP32 보드 에서는 아두이노의 analogWrite() 함수를 사용하지 못하고 대체 함수인 ledcWrite() 함수를 사용해야 한다.
ESP32에는 3개의 하드웨어 타이머가 있고 3개의 타이머를 사용하여 16개의 아날로그 출력을 할 수 있으며 그 출력은 채널 번호(0 ~ 15)를 할당하여 사용한다.
아두이노와 비교하면서 살펴보자.
setup() 함수 설정
아두이노 : pinMode(pwm_ledPin, OUTPUT); // 디지털과 아날로그 핀의 입력/출력을 설정한다.
ESP32 : ledcAttachPin(pwm_ledPin, pwm_channel) // 아날로그 핀과 사용할 아날로그 채널(0~15채널)연결
ledcSetup(pwm_channel, freq, resolution) // 아날로그 채널에 대한 설정
(freq: 보통 5000, resolution : 보통 8)
loop() 함수에서의 사용
아두이노 : analogWrite(pwm_ledPin, h_pwm); // 설정된 아날로그 핀에 값 대입
ESP32 : ledcWrite(pwm_channel, h_pwm); // 설정된 아날로그 채널에 값 대입
아두이노는 아날로그 핀을 기준으로 아날로그 출력이 이루어지고 ESP32는 아날로그 채널을 기준으로 아날로그 출력이 됨을 알 수 있다.
ESP32 라이브러리의 esp32-hal-ledc.c 에서 아날로그 채널마다 할당된 타이머를 확인 할 수 있다.
* LEDC Chan to Group/Channel/Timer Mapping
** ledc: 0 => Group: 0, Channel: 0, Timer: 0
** ledc: 1 => Group: 0, Channel: 1, Timer: 0
** ledc: 2 => Group: 0, Channel: 2, Timer: 1
** ledc: 3 => Group: 0, Channel: 3, Timer: 1
** ledc: 4 => Group: 0, Channel: 4, Timer: 2
** ledc: 5 => Group: 0, Channel: 5, Timer: 2
** ledc: 6 => Group: 0, Channel: 6, Timer: 3
** ledc: 7 => Group: 0, Channel: 7, Timer: 3
** ledc: 8 => Group: 1, Channel: 0, Timer: 0
** ledc: 9 => Group: 1, Channel: 1, Timer: 0
** ledc: 10 => Group: 1, Channel: 2, Timer: 1
** ledc: 11 => Group: 1, Channel: 3, Timer: 1
** ledc: 12 => Group: 1, Channel: 4, Timer: 2
** ledc: 13 => Group: 1, Channel: 5, Timer: 2
** ledc: 14 => Group: 1, Channel: 6, Timer: 3
** ledc: 15 => Group: 1, Channel: 7, Timer: 3
위를 기준으로 하여 아래 코드를 추가 및 변경해 주었다.
ledcAttachPin(pwm_ledPin, pwm_channel); // Esp32 analogWrite
ledcSetup(pwm_channel, 5000, 8); // Esp32 analogWrite
ledcWrite(pwm_channel, h_pwm); // analogWrite() 대체함수 – 가변저항 LED 제어
ESP32의 ADC는 12bit 분해능 이므로 0 ~ 255값 환산위해 16으로 나누어 주었다.
h_pwm = val/16; // ESP32 ADC 12bit 분해능
아두이노에서 시리얼통신(btSerial.print();)으로 출력하던 것을 아래와 같이 변경하였다.
스트링 직접 전송 :
pTxCharacteristic->setValue(“P_meter control”);
pTxCharacteristic->notify(); // 전송명령
스트링 타입 변수값 전송 :
char temp [21]; // 버퍼 선언
s.toCharArray(temp, s.length()+1); // string s의 문자열을 s.length()+1만큼 문자배열로 복사하고 버퍼 temp에 저장(char)
pTxCharacteristic->setValue(temp);
pTxCharacteristic->notify();
배열값 전송 :
pTxCharacteristic->setValue((uint8_t*)&pwm_slide, 5); // (배열명, 바이트수)
pTxCharacteristic->notify();
블루투스 수신부
BLE 라이브러리에서 String으로 정의된 변수 rxValue에 1byte 값을 들어온 순서대로 저장하게 된다. 하지만 rxValue가 순수한 String 변수는 아닌것 같으며, String class 코드들이 적용되지 않은것을 확인했다.
BLE는 한번에 최대 20byte 까지 송 수신하게 된다. 따라서 rxValue를 크기가 20byte인 배열로서 취급해야 코드 적용이 된다.
작동 영상
아래코드는 가변저항 관련 코드를 삭제한 코드이다.
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