Desenvolva aplicações BLE na Curiosity

16/01/2017

ÍNDICE DE CONTEÚDO

Apresentamos anteriormente o módulo RN4020 da Microchip, uma solução integrada de baixo consumo para soluções BLE. Neste artigo vamos conhecer a placa BLE2 click da MikroElektronika, e configurar o módulo RN4020 para aplicações BLE na placa Curiosity da Microchip.

Módulo BLE2 click

O placa BLE2 click permite a utilização do módulo RN4020 em diversas plataformas que possuem o barramento MikroBUS. A figura a seguir exibe a BLE2 click:

A BLE2 click disponibiliza os principais pinos do RN4020 no padrão MikroBUS, possibilitando a interface do módulo com diversos microcontroladores. A figura a seguir exibe o esquemático da placa:

A Curiosity possui conectores para o barramento MikroBus, assim é só encaixar a BLE2 Click conforme figura a seguir:

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BLE na Curiosity - BLE2 click na Curiosity Board — Figura 3 – BLE2 click na Curiosity Board

Obs: A Curiosity possui pads para o RN4020, porém alguns pinos de controle não estão ligados diretamente ao microcontrolador e nem possui jumpers de seleção. Para o uso do módulo RN4020, soldado diretamente na placa, há a necessidade fazer ligações elétricas através de fios externos. Dessa forma, para testar o RN4020 na Curiosity é mais interessante usar placas como a BLE2 click ou desenvolver sua própria placa de expansão. A figura a seguir exibe as ligações para uso do RN4020 soldado na placa Curiosity:

Criando um projeto para interface com o RN4020 no MPLAB X

Os passos a seguir exibirão como criar um projeto para interface com o RN4020. Você precisará dos seguintes softwares:

Para mais detalhes de utilização dessas ferramentas, acesse os artigos a seguir:

Com os programas instalados, abra o MPLAB X IDE, vamos criar um novo projeto. Para isso, acesse File-> New Project. Será aberta a seguinte janela:

Escolher a categoria Microchip Embedded e Standalone Project. Clicando em Next, será exibida a janela a seguir. Selecione na lista o PIC16F1619, microcontrolador presente na placa Curiosity:

Figura 6 – Selecionando o microcontrolador

Após a seleção do microcontrolador, clicar em NEXT. Na tela de seleção de Header não é necessário nenhuma alteração, apenas clicar em NEXT:

Agora vamos selecionar as ferramentas. Certifique que a placa Curiosity está plugada no computador, e a selecione na lista:

Após a seleção da ferramenta e clicando em NEXT, será aberta a janela para escolha do compilador. Para esse laboratório iremos utilizar o XC8 V1.41:

ble-curiosity-9 — Figura 9 – Seleção do Compilador

Por último, vamos nomear o projeto, escolher uma pasta para salvá-lo e finalizar o assistente.

ble-curiosity-010 — Figura 10 – Nomeando o projeto e selecionando a pasta

Utilizando o MCC para configurações do Microcontrolador

Para auxiliar na configuração do microcontrolador e seus periféricos, vamos utilizar o MPLAB Code Configurator. Para abri-lo, acesse Tool->Embedded->MPLAB Code Configurator:

ble-curiosity-011 — Figura 11 – Iniciando o MCC

Após sua abertura, o primeiro passo é configurar o sistema. Para isso acesse o System Module e faça as seguintes configurações:

ble-curiosity-012 — Figura 12 – Configuração do sistema

Como a comunicação com o RN4020 é feita através da UART, precisamos configurar o periférico de comunicação EUSART. Para isso, é só dar duplo clique no EUSART Assynchronous(NRZ), presente na lista de Device Resources:

ble-curiosity-13 — Figura 13 – Acessando o periférico EUSART

O RN4020 possui as seguintes características para comunicação serial:

Assim, vamos configurar a EUSART da seguinte forma:

ble-curiosity-014 — Figura 14 – Configurando a EUSART

Aproveitando, vamos configurar o TMR2 que servirá de base de tempo para envio das mensagens em nossa aplicação. Em Timer, selecione o TMR2:

bla-curiosity-15 — Figura 15 – Selecionando o TMR2

Após a seleção do TMR2, fazer a seguinte configuração para o módulo do TMR2:

ble-curiosity-16 — Figura 16 – Configuração do TMR2

Por último, vamos configurar os GPIOs:

ble-curiosity-17 — Figura 17 – Acessado o GPIO

Será aberta a seguinte janela:

ble-curiosity-18 — Figura 18 – Janela de configuração do GPIO

O Conector MikroBUS na Curiosity está ligado da seguinte forma ao PIC16F1619:

Figura 19 – Esquema de ligação do conector MikroBUS

Através do esquemático da BLE2 click, apresentado na Figura 2, chegamos às seguintes ligações da BLE2 click ao PIC16F1619:

PIC16F16198	BLE2 Click
RA4	SWAKE
RB5	RX
RB7	TX
RC2	CONN
RC5	CMD/MLDP

Dessa forma, iremos configurar os pinos da seguinte forma:

ble-curiosity-20 — Figura 20 – Seleção dos pinos

ble-curiosity-21 — Figura 21 – Configuração dos pinos

Note que os pinos são atualizados no Package:

ble-curiosity-22 — Figura 22 – Exibição dos pinos usados

As configurações dos periféricos estão prontas. Agora é só clicar no botão Generate Code. O MCC irá gerar os arquivos automaticamente:

O MCC perguntará se deseja criar o arquivo main.c. Clique em Yes.

Note que foram gerados diversos arquivos e inclusive o arquivo main.c, onde se encontra a função main.

Com a estrutura do projeto pronta, vamos fazer uma aplicação para configuração do RN4020 e ler as informações do módulo através de aplicativo no celular. Porém, antes do desenvolvimento da aplicação, vamos entender como configurar o RN4020.

O RN4020 pode funcionar no modo comando (CMD) ou modo de dados (MLDP). Vamos trabalhar com o envio de comandos para o módulo. Sendo assim, o pino CM/MLDP do RN4020 deve ser colocado em nível 1. Além disso é necessário habilitar o módulo colocando o pino WAKE_SW em nível 1. A tabela a seguir explica sobre a configuração desses pinos de controle:

O envio de comandos é feito através de caracteres ASCII. A Microchip disponibiliza um documento para Referência de comandos.

Com o módulo configurado para comando e ativo, é necessário dar um reset através do comando SF,2. Esse comando executa um reset de fábrica, trazendo as configurações iniciais do módulo.

Após o reset, vamos configurar o módulo. Primeiro vamos configurar qual serviço será habilitado no módulo usando o comando SS. A tabela a seguir exibe os serviços disponíveis:

Para esse exemplo, vamos configurar apenas o Device Information: 0x80000000.

Em seguida deve-se configurar as características do módulo através do comando SR. Para a nossa aplicação vamos apenas configurar o auto advertise: 0x2000000:

Agora vamos nomear o dispositivo através do comando S-,<string>. Esse comando atribui um nome amigável e coloca ao final do nome os 2 últimos bytes do MAC.

Para efetivar as alterações é necessário um reboot usando o comando R,1.

Pronto agora é só aguardar a conexão.

A seguir, o código da aplicação. As linhas estão comentadas conforme as explicações acima sobre a configuração do módulo.

#include "mcc_generated_files/mcc.h"

#define T400MS  100

void sendCMD( const char * cmd);

/*
     Main application
 */
void main(void)
{
    uint8_t time;              // auxiliary time variable
    
    // initialize the device
    SYSTEM_Initialize();
    
        
    // initialize RN4020
    CMD_SetHigh();           //command mode
    WAKE_SW_SetHigh();       // enter command mode
    sendCMD( "SF,2");        // factory reset
    sendCMD( "SS,80000000"); // service - Device Information
    sendCMD( "SR,20000000"); // set features - auto advertise
    sendCMD( "S-,CuriosityBLE"); //change name
    sendCMD( "R,1");         // reboot with new settings

    __delay_ms( 500);           // wait for CMD prompt
    
    while (1)
    {
        
        
        if(CONN_GetValue()){                 //if connected
            if ( TMR2_HasOverflowOccured()) { 
                time++;                     

                if(time>=T400MS){        //400 ms
                    time = 0;           //reset time
                    LED_D6_Toggle();
                }
            }
        }
        else{
            LED_D6_SetLow();            
        }
    }
}

void sendCMD( const char * cmd)
{
    puts(cmd); 
}

Você pode abrir o projeto na IDE on-line MPLAB Xpress: https://mplabxpress.microchip.com/mplabcloud/Example/Details/285#

Compile o código e grave na placa.

Vamos utilizar o aplicativo Smart Discovery no celular para interface com o módulo. Esse aplicativo fornecido pela Microchip possui versão para Android e IOS.

Abra o aplicativo Smart Discovery no celular. Procure pelo nome configurado e conecte ao dispositivo: