====== Связываем Arduino и Android через Bluetooth ======
В данной статье будет подробно расписано создание небольшого приложения для мобильной операционной системы Android и скетча для Arduino. На Arduino Uno будет стоять Wireless Shield с Bluetooth-модулем. Приложение будет подключаться к Bluetooth-модулю и посылать некую команду. В свою очередь скетч по этой команде будет зажигать или гасить один из подключенных к Arduino светодиодов.

===== Нам понадобится =====
{{ :беспроводная-связь:components-bt.jpg? |}}
  -[[amp>product/arduino-uno|Arduino Uno]]
  -[[amp>product/arduino-wireless-shield|Arduino Wireless Shield]]
  -[[amp>product/bluetooth-bee|Bluetooth Bee]]
  -[[amp>product/led-5mm|Красные и зеленые светодиоды]]
  -[[amp>product/resistor|Резисторы]]
  -[[amp>product/wire-mm|Провода «папа-папа»]]
  -[[amp>product/breadboard-half|Breadboard Half]]
  -Телефон на базе ОС Android
===== Создание приложения для Android =====

==== Заготовка ====
Разработка для ОС Android ведется в среде разработки ADT, Android Development Tools. Которую можно скачать с [[http://developer.android.com/sdk/index.html|портала Google]] для разработчиков.
После скачивания и установке ADT, смело его запускаем. Однако, еще рано приступать к разработке приложения. Надо еще скачать Android SDK нужной версии. Для этого необходимо открыть Android SDK Manager «Window -> Android SDK Manager». В списке необходимо выбрать нужный нам SDK, в нашем случае Android 2.3.3 (API 10). Если телефона нет, то выбирайте 2.3.3 или выше; а если есть — версию, совпадающую с версией ОС телефона. Затем нажимаем на кнопку «Install Packages», чтобы запустить процесс установки.

{{ :беспроводная-связь:02-bt.png? |}}

После завершения скачивания и установки мы начинаем создавать приложение. Выбираем «File -> New -> Android Application Project». Заполним содержимое окна так, как показано на рисунке.

{{ :беспроводная-связь:03-bt.png? |}}

  * Application Name --- то имя приложения, которое будет показываться в Google Play Store. Но выкладывать приложение мы не собираемся, поэтому имя нам не особо важно.
  * Project Name --- имя проекта в ADT.
  * Package Name --- идентификатор приложения. Он должен быть составлен следующим образом: название Вашего сайта задом наперед, плюс какое-либо название приложения.

В выпадающих списках «Minimum Required SDK», «Target SDK», «Compile With» выбираем ту версию, которую мы скачали ранее.
Более новые версии SDK поддерживают графические темы для приложений, а старые нет. Поэтому в поле «Theme» выбираем «None».
Нажимаем «Next».

Снимаем галочку с «Create custom launcher icon»: в рамках данной статьи не будем заострять внимание на создании иконки приложения. Нажимаем «Next».

В появившемся окне можно выбрать вид «Activity»: вид того, что будет на экране, когда будет запущено приложение. Выбираем «Blank activity», что означает, что мы хотим начать всё с чистого листа. Нажимаем «Next».

В нашем приложении будет всего одно Activity, поэтому в появившемся окне можно ничего не менять. Поэтому просто жмем на «Finish».

Все, наше приложение создано.
==== Настройка эмулятора ====
Отладка приложений для Android производится на реальном устройстве или, если такового нет, то на эмуляторе. Сконфигурируем свой.

Для этого запустим «Window -> Android Virtual Device Manager». В появившемся окне нажмем «New». Заполняем поля появившейся формы. От них зависит сколько и каких ресурсов будет предоставлять эмулятор «телефону». Выберите разумные значения и нажимайте «ОК».

{{ :беспроводная-связь:05.png? |}}

В окне Android Virtual Device Manager нажимаем кнопку «Start». Это запустит эмулятор. Запуск занимает несколько минут. Так что наберитесь терпения.

В результате вы увидите окно эмулятора подобное этому:

{{ :беспроводная-связь:6.png?600 |}}
==== Заполнение Activity ====
Activity — это то, что отображается на экране телефона после запуска приложения.
На нем у нас будет две кнопки «Зажечь красный светодиод» и «Зажечь синий светодиод». Добавим их. В панели «Package Explorer» открываем ''res/layout/activity_main.xml''. Его вид будет примерно таким же, как на скриншоте.

{{ :беспроводная-связь:04-bt.png?700 |}}

Перетаскиваем 2 кнопки «ToggleButton» на экранную форму. Переключаемся во вкладку «activity_main.xml» и видим следующий код: 

<code xml activity_main_aiutogen.xml>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context=".MainActivity" >

    <ToggleButton
        android:id="@+id/toggleButton1"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentLeft="true"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:text="ToggleButton" />

    <ToggleButton
        android:id="@+id/toggleButton2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_above="@+id/textView1"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:text="ToggleButton" />

</RelativeLayout>
</code>

Это ни что иное, как наша Activity, которая отображается не в виде графики, а описанная в формате XML.

Сделаем имена компонентов более понятными. Изменим поля ''android:id'' следующим образом. 

<code xml>
<ToggleButton
        android:id="@+id/toggleRedLed" ...
        
<ToggleButton
        android:id="@+id/toggleGreenLed" ...
</code>

А еще добавим им подписи, изменим их цвет и размер текста. Результирующий код разметки будет выглядеть следующим образом.

<code xml activity_main.xml>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context=".MainActivity" 
    android:weightSum="2"
    android:orientation="horizontal">
 
    <ToggleButton
        android:id="@+id/toggleRedLed"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="fill_parent"
        android:layout_weight="1"
        android:background="#FF0000"
        android:textOff="OFF"
        android:textOn="ON"
        android:textSize="30dp" />

    <ToggleButton
        android:id="@+id/toggleGreenLed"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="fill_parent"
        android:layout_weight="1"
        android:background="#00FF00"
        android:textOff="OFF"
        android:textSize="30dp"
        android:textOn="ON" />
 
</LinearLayout>
</code>

Эти же изменения можно сделать и в графическом режиме, воспользовавшись вкладкой «Outline/Properties».

{{ :беспроводная-связь:properties-bt.png? |}}
==== Пробный запуск ====
Мы можем запустить только что созданное приложение на эмуляторе. Идем в настройки запуска «Run» -> Run Configurations», в левой части нажимаем на «Android Application». Появляется новая конфигурация «New_configuration». В правой части окна выбираем вкладку «Target» и выбираем опцию «Launch on all compatible devices/AVD». 

{{ :беспроводная-связь:07-bt.png?700 |}}

Нажимаем «Apply», а затем «Run». Приложение запустится в эмуляторе. 

{{ :беспроводная-связь:10-2-bt.png?700 |}}

Можно понажимать кнопки. Но ничего происходить не будет, поскольку обработчики нажатий еще нами не написаны. 

Чтобы запустить приложение на реальном устройстве, необходимо включить в его настройках опцию «Отладка USB» и подключить его к компьютеру.

На реальном устройстве приложение выглядит абсолютно аналогично.
 
{{ :беспроводная-связь:10-1-bt.png? |}}

==== Написание кода для Android ====
===  Правка манифеста ===
Каждое Android-приложение должно сообщить системе о том, какие права необходимо ему предоставить. Перечисление прав идет в так называемом файле манифеста ''AndroidManifest.xml''. В нем мы должны указать тот факт, что хотим использовать Bluetooth в своем приложении. 
Для этого достаточно добавить буквально пару строк:

<code xml AndroidManifest.xml>
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="ru.amperka.arduinobtled"
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.0" >

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="10"
        android:targetSdkVersion="10" />
        
    <!-- Разрешаем приложению работать с Bluetooth -->
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@drawable/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:theme="@style/AppTheme" >
        <activity
            android:name="ru.amperka.arduinobtled.MainActivity"
            android:label="@string/app_name" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>

    </application>

</manifest>
</code>



=== Добавляем основной код ===
Пришла пора вдохнуть жизнь в наше приложение. Открываем файл ''MainActivity.java'' (src -> ru.amperka.arduinobtled). Изначально он содержит следующий код:
<code java MainActivityAutogen.java>
package ru.amperka.arduinobtled;

import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;

public class MainActivity extends Activity {

        @Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
	}

	@Override
	public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
		// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
		getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
		return true;
	}

}
</code>

Дополним код в соответствии с тем, что нам нужно:
  -Будем включать Bluetooth, если он выключен.
  -Будем обрабатывать нажатия на кнопки
  -Будем посылать информацию о том, какая кнопка была нажата.

Передавать на Arduino мы будем один байт с двузначным числом. Первая цифра числа — номер пина, к которому подключен тот или иной светодиод, вторая — состояние светодиода: 1 — включен, 0 — выключен.

Число-команда, рассчитывается очень просто:
Если нажата красная кнопка, то берется число 60 (для красного светодиода мы выбрали 6-й пин Arduino) и к нему прибавляется 1 или 0 в зависимости от того, должен ли сейчас гореть светодиод или нет. Для зеленой кнопки всё аналогично, только вместо 60 берется 70 (поскольку зеленый светодиод подключен к 7 пину).
В итоге, в нашем случае, возможны 4 команды: 60, 61, 70, 71.

Напишем код, который реализует всё сказанное.

<code java MainActivity.java>
package ru.amperka.arduinobtled;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

import android.app.Activity;
import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
import android.bluetooth.BluetoothDevice;
import android.bluetooth.BluetoothSocket;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Toast;
import android.widget.ToggleButton;

public class MainActivity extends Activity implements View.OnClickListener{

    //Экземпляры классов наших кнопок
    ToggleButton redButton;
    ToggleButton greenButton;

    //Сокет, с помощью которого мы будем отправлять данные на Arduino
    BluetoothSocket clientSocket;

    //Эта функция запускается автоматически при запуске приложения
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //"Соединям" вид кнопки в окне приложения с реализацией
        redButton = (ToggleButton) findViewById(R.id.toggleRedLed);
        greenButton = (ToggleButton) findViewById(R.id.toggleGreenLed);

        //Добавлем "слушатель нажатий" к кнопке
        redButton.setOnClickListener(this);
        greenButton.setOnClickListener(this);

        //Включаем bluetooth. Если он уже включен, то ничего не произойдет
        String enableBT = BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE;
        startActivityForResult(new Intent(enableBT), 0);

        //Мы хотим использовать тот bluetooth-адаптер, который задается по умолчанию
        BluetoothAdapter bluetooth = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

        //Пытаемся проделать эти действия
        try{
            //Устройство с данным адресом - наш Bluetooth Bee
            //Адрес опредеяется следующим образом: установите соединение
            //между ПК и модулем (пин: 1234), а затем посмотрите в настройках
            //соединения адрес модуля. Скорее всего он будет аналогичным.
            BluetoothDevice device = bluetooth.getRemoteDevice("00:13:02:01:00:09"); 

            //Инициируем соединение с устройством
            Method m = device.getClass().getMethod(
                    "createRfcommSocket", new Class[] {int.class});

            clientSocket = (BluetoothSocket) m.invoke(device, 1);
            clientSocket.connect();

            //В случае появления любых ошибок, выводим в лог сообщение
        } catch (IOException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        } catch (SecurityException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        } catch (IllegalAccessException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        } catch (InvocationTargetException e) {
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        }

        //Выводим сообщение об успешном подключении
        Toast.makeText(getApplicationContext(), "CONNECTED", Toast.LENGTH_LONG).show();

    }

    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
        // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
        getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
        return true;
    }


    //Как раз эта функция и будет вызываться 

    @Override
    public void onClick(View v) {

        //Пытаемся послать данные
        try {
            //Получаем выходной поток для передачи данных
            OutputStream outStream = clientSocket.getOutputStream();

            int value = 0;

            //В зависимости от того, какая кнопка была нажата, 
            //изменяем данные для посылки
            if (v == redButton) {
                value = (redButton.isChecked() ? 1 : 0) + 60;
            } else if (v == greenButton) {
                value = (greenButton.isChecked() ? 1 : 0) + 70;
            }

            //Пишем данные в выходной поток
            outStream.write(value);

        } catch (IOException e) { 
            //Если есть ошибки, выводим их в лог
            Log.d("BLUETOOTH", e.getMessage());
        }
    }
}
</code>
===== Написание скетча =====
Данные, которые принимает Bluetooth-модуль, приходят через UART (он же Serial-соединение) на скорости 9600 бит/с. Настраивать Bluetooth-модуль нет никакой необходимости: он сразу готов к работе. Поэтому скетч должен уметь следующее:
  -Принять данные по UART
  -Зажечь нужный светодиод в зависимости от принятого кода

<code c bluetooth.ino>
void setup() {
    //Устанавливаем скорость UART
    Serial.begin(9600); 

    //Настраиваем нужные пины на выход
    pinMode(6, OUTPUT);
    pinMode(7, OUTPUT);    
}
 
void loop() {
    //Если данные пришли
    if (Serial.available() > 0) {

        //Считываем пришедший байт
        byte incomingByte = Serial.read();

        //Получаем номер пина путем целочисленного деления значения принятого байта на 10
        //и нужное нам действие за счет получения остатка от деления на 2:
        //(1 - зажечь, 0 - погасить)
        digitalWrite(incomingByte / 10, incomingByte % 2);
    }
}
</code>
==== Особенности заливки скетча ====
Для связи Bluetooth-Bee с контроллером используются те же пины (0 и 1), что и для прошивки. Поэтому при программировании контроллера переключатель «SERIAL SELECT» на «Wireless Shield» должен быть установлен в положение «USB», а после прошивки его надо вернуть в положение «MICRO».

===== Результат =====
{{ :беспроводная-связь:result-bt.jpg? |}}

{{youtube>ibWk8WDkE2s?large}}
=====  Заключение =====
В данной статье мы научились создавать приложения для операционной системы Android и передавать данные по Bluetooth. Теперь при нажатии на кнопку на экране телефона на базе операционной системы Android, произойдет изменение состояния светодиода на плате.

Вы можете развить мысль и сделать более дружественный интерфейс на Android, управлять с его помощью гораздо более сложными устройствами, публиковать классные приложения в Android Market и ещё много-много всего интересного!