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先日ブレッドボード上でBluetooth4の無線を使って「電子回路」と「iPhone」をつなげるテストをして成功しました。

せっかくなんで、スクラムに取り付けるための回路を作って無線でECUのデータやらセンサーの測定値やらをiPhone上に表示させてみたいと思います。

うまく行ったのでご紹介…。

簡単に流れを説明するとクルマのECUのデータ（水温センサ信号・アクセル開度・車速センサ等々）やその他センサ類（ブースト用の気圧センサ・気温センサ）の測定データをマイコンで受けて演算します。
演算したデータをBluetoothモジュールを使って無線信号で送ってやります。
iPhoneでそのBluetoothの無線信号を拾ってやって画面に表示させてやります。
当然、無線なのでiPhoneとクルマとは何もつながっていません。


今回自作で作成するのは…
クルマ側は、測定データを受ける「回路」と「マイコンプログラム」。

iPhone側は、無線信号を受けて画面に表示させてやる「アプリ」です。

まずは、クルマ側の「回路」部分。

Bluetoothモジュールは、前回同様「ランニングエレクトロニクス SBDBT5V」を使ってます。USBに市販のBluetoothアダプタを取付けて無線を飛ばしてやるタイプのモジュールです。
Bluetoothモジュールの下に大きなスペースができるのでその下にマイコンが入るように２階建ての回路をレイアウトしました。

今回の表示については、ECUから「水温計」「アクセル開度」「12V電圧」の信号を読み取ります。
ナビ裏から車速パルスを拾って「速度計」を表示させます。
また、去年スクラムに「自作ブースト計を作ってみた」で取り付けた圧力センサを使って「ブースト計」を測定します。
温度センサを使って「外気温」も表示させたいと思います。

回路図はこんな感じ…。


マイコンは、いつものように「PIC16F1938」を使いました。
「マイコンプログラム」は、今回のデータはほとんどがA/D変換での換算なのでマイコンでA/D変換してやって、Bluetoothモジュールにシリアルで送ってやります。

モジュールはシリアルでデータが送られてきたらすぐに無線でそのデータを飛ばしてくれます。

「速度計」については、車速パルスを拾っているので単位時間当たりの回数をカウントしています。ホントはパルス間の時間を計りたかったけどプログラムがめんどくさくてやめた…。

「外気温計」については、「LM61BIZ」という温度センサを今回も使いました。
こんなのです…。




ここまでがクルマ側…。
ここからはiPhoneの「アプリ」の作成になります。

iPhoneのアプリ作成は、Mac上で行います。
開発マシンは、我が家のサブマシンMacBook Air で OSが MacOS X 10.9.2上で行い、Xcode 5.1.1の統合開発環境でプログラミングしました。

今回は、まだできるかどうかわかんなかったんで、数値が出るだけの味気ない画面となっていますｗ

アイコンはこんなのにして…


アプリの画面はこんなのにしました…


最上面のバッテリーの残量と大きな時計表示はiPhoneの内部からデータを取っています。
通勤時は時計表示重要ですｗ

回路のBluetoothモジュールの接続については下の「接続」スイッチをONにするとモジュールを検索し、指定のモジュールが見つかれば接続を試みます。

アプリ起動時は自動的に接続しに行くようにしました。


アプリを起動させて走ってみました。



一週間アプリを起動させて通勤してみました。
表示がおかしくなることが極たまにあります。
電圧計が17.0Vと表示されたり…。
この季節外気温が41℃と表示されたり…。

原因はつかめてるんで、もうちょっとマイコン側のデータの送り方の改善が必要。

でもここまで表示できてデータが送れれば良しとします。

相手がiPhoneなんで色々な表示ができるはず…。
あとは、表示をグラフィカルにしたい…。
でも私に絵心なし…ｗ

私は、20数年来のApple党です。
パソコンは常に1台はMacを所有してます。
携帯電話については、2008年にiPhone3Gが発売されてからはずっとiPhoneを買い続けています。
iPhoneのアプリなら少しは作れます…。

ってことで…。
今回、iPhoneなどで使用されているBLEを使って何かできないかな？って思って色々調べて試作してみました。

BLEっていうのは、Bluetooth4って呼ばれる2011年以降のApple製品に対応しているBluetoothの規格です。それ以前のBluetoothはMFiの承認が必要だったり、なかなか個人では開発しにくい環境にありました。
BLEデバイスになって一気に敷居が低くなって簡単に無線環境の開発が可能になっています。

無線でマイコンのデータをiPhoneへ送信。
逆に、iPhoneのデータをマイコンへ無線で送信。
要は無線でデータを送受信させたいと思います。

BLE通信モジュールは「ランニングエレクトロニクス　SBDBT5V」ってのを今回は使用してみます。基板にUSBの口がついておりそこへUSBのBluetoothアダプタをつけて使用するモジュールとなります。

このモジュールは「PIC24FJ64GB004」というマイコンでデータ通信を制御しています。このマイコンは基板裏側に搭載されています。

結局は、これもPICマイコンなので直接PICKit3につなげることができてプログラムを容易に転送することができます。

 
こんな風にPICKit3つなげてモジュール内のプログラムを更新してやってモジュールの振る舞いを変えることもできます。
今回は最初なんでランニングエレクトロニクスで公開されているプログラムをそのまま使用しました。

 

モジュールのUSBに挿すBluetoothアダプタは「Planex BT-Micro4」っていうアダプタを使用しました。
当然Bluetooth4に対応したアダプタが必須です。

「BLEモジュール」の送受信データを処理する為に「PIC16F1938」というマイコンを今回も使用しました。
「BLEモジュール」と「PIC16F1938」はシリアル通信でデータのやり取りを行っています。

iPhoneがデータを無線送信し、BLEモジュールがそのデータを受信するとモジュールはシリアルでマイコンに送信してきます。そしてマイコンで何らかの処理してやります…。

逆に、マイコンからシリアル通信でBLEモジュールにデータを送るとモジュールは、iPhoneにそのデータを無線で送信します。そしてiPhoneで何らかの処理してやります…。

今回のiPhone側アプリは、写真のような簡単なアプリを作成しました。
でもクルマで使えるように項目は考えて…。

アプリの作成だけならMacがあれば無料でできますが、実機にアプリをいれてテストしようとすると年会費を払って「iOS Developer Program」ってのに参加しなければいけません･･･。
私は、このプログラムに参加しているので実機に入れてテストができます。

このアプリプログラムについてはもっぱら本家Appleの「Core Bluetoothプログラミングガイド」をひたすら参考にしながら作りました。

回路の機能として…。
①アプリ起動すると自動的に「BLEモジュール」を検索し接続する。
②アプリの「LED」スイッチをONにすると、回路上のLEDが3回点滅し点灯する。
③アプリの「LED」スイッチをOFFにすると、回路上のLEDが消灯する。
④アプリの「接続」スイッチのON/OFFで接続と切断が行える。
⑤回路上のスイッチを押すとアプリにてデモ画面がスタートする。
　※デモプログラムはマイコンで0.1秒毎にデータをカウントアップさせて、iPhoneにデータを送っています。

そして作った回路がこれ…（動画撮り下手です）。




アプリはバグ取りも何もしてないので、動きがおかしいところも多いです･･･。

マイコンで作ったデータを通信モジュールで送信してiPhoneまで送ることもできたし、その逆もできた。
 
これを応用して…。
スクラムの「自作デジタルモニターを作ってみた」やモンキーの「自作　モンキーにデジタルモニターを付けてみた」のようなものが作れるかも…。

あとは…。
スクラムの「偽装ステアリングスイッチの作り直し」のような操作がリモコン感覚でできるかも…。

やるかどうかはわかんないけど…。