BL652 - BLEマイコンで温度センサー（ソフトウェア編）

BLEモジュールのBL652を用いて、温度を計測しスマホにBLEで送るデバイスを作りました。
BL652は、Noridic社のSDKを使わずにsmartBASICと称する BASIC言語でソフト開発が可能で、開発時間を短縮できます。

今回の温度計測は、BL652のベースであるｎRF528チップの内蔵温度計を使用しています。
データシート上、計測誤差が±４度と、温度計としては実用範囲外ですが、Garmin等のサイコンの温度表示もこのレベルかと思います。

smartBASICでは、簡単に温度を計測できる関数がありました。
i=SYSINFO(2024)
これで変数iに温度（摂氏×10倍）が代入されます。



１．任意のテキスト エディタでBASICコードを書きます。
特に開発環境に指定はありません。

// Definitions
//******************************************************************************
//#define TEMP_MANTISSA                        2711
#define TEMP_EXPONENT                        -2
#define UUID_HEALTH_THERMOMETER_SERVICE      0x1809

//#define UUID_HEALTH_THERMOMETER_SERVICE      0x1818

#define ENABLE_DEBUG_PRINTS                  1
#define BLE_DISCOVERABILITY_GENERAL          2
#define BLE_APPEARANCE                       0
#define MAX_DEVNAME_CHRS                     20
#define BLE_CHARVAL_AD_TAG                   0x16

#define ADV_SCAN_IND                         2
#define ADV_FILTERPOLICY_ANY                 0

        //Advertise interval
#define ADV_INTERVAL_MS                      250
        //Advertise timeout
#define ADV_TIMEOUT_MS                       0
        //Whitelist Policy in Adverts
#define ADV_WHITELIST_FILTER_POLICY          ADV_FILTERPOLICY_ANY

//******************************************************************************
// Global Variable Declarations
//******************************************************************************
dim rc         //Result code
dim devName$   //Device name
dim hChar      //Characteristic handle
dim hSvc       //Service handle
DIM  TEMP_MANTISSA

//Example :: BleVSpWrite.sb (See in BL652CodeSnippets.zip)
#define GPIO_TEMP_SENS           3 

DIM tx$,scRpt$,adRpt$,addr$,hndl,cnt,iToggle,adc
DIM iInterval,iTimerCount,startTick,prevTick,veloTick,iGcounter
iInterval=1
iGcounter=0
DIM tmpdata, data
DIM i 
DIM iCrankPass, iPower
//------------------------------------------------------------------------------
// For debugging
// --- rc = result code
// --- ln = line number
//------------------------------------------------------------------------------
Sub AssertRC(rc,ln)
    if rc!=0 then
        print "\nFail :";integer.h' rc;" at tag ";ln
    endif
EndSub
//------------------------------------------------------------------------------
// Register Error Handler as early as possible
//------------------------------------------------------------------------------
sub HandlerOnErr()
  if (ENABLE_DEBUG_PRINTS!=0) then
    print "\n OnErr - ";GetLastError();"\n"
  endif
endsub

//------------------------------------------------------------------------------
// This subroutine gets called first
//------------------------------------------------------------------------------
sub OnStartup()

endsub

//******************************************************************************
// Handler definitions
//******************************************************************************

//Example :: TimerRunning.sb

FUNCTION HandlerTimer0()
DIM rc,dvcNme$,nmeWrtble,apprnce,MinConnInt,MaxConnInt,ConnSupTO,sL,sTgt$,tmp$
DIM addr$ : addr$=""

DIM discovMode : discovMode=0 
DIM advAppearance : advAppearance = 1
DIM maxDevName : maxDevName = 22
DIM advRpt$ : advRpt$=""
DIM scRpt$ : scRpt$=""

    dim scnRpt$  //Empty scan report

//----------------------
nmeWrtble = 0             //Device name will not be writable by peer
apprnce = 768             //The device will appear as a Generic Thermometer
MinConnInt = 500000        //Minimum acceptable connection interval is 0.5 seconds
MaxConnInt = 1000000       //Maximum acceptable connection interval is 1 second
ConnSupTO = 4000000        //Connection supervisory timeout is 4 seconds
sL = 0                   //Slave latency--number of conn events that can be missed

PRINT "\nSystmp 2024    = ";SYSINFO(2024) 

i=SYSINFO(2024) 

//---Advertise

SPRINT #tmp$, " ";integer.h' i
tmp$=RIGHT$(tmp$, strlen(tmp$)-4)
sTgt$=tmp$
dvcNme$="temp.="+sTgt$

nmeWrtble = 0                
apprnce = 768            
MinConnInt = 500000          
MaxConnInt = 1000000         
ConnSupTO = 4000000      
sL = 0                      

rc = BleGapSvcInit(dvcNme$,nmeWrtble,apprnce,MinConnInt,MaxConnInt,ConnSupTO,sL)

IF BleAdvRptInit(advRpt$, discovMode, advAppearance, maxDevName)==0 THEN
 PRINT "\nAdvert report initialised"
endif

PRINT BleAdvRptAddUuid16(advRpt$, 0x180F,0x180A, -1, -1, -1, -1)
PRINT BleAdvRptsCommit(advRpt$, scRpt$)

//rc =BleScanStart(20000, 0)
PRINT "\n --- New DevName : "; BleGetDeviceName$()
IF BleAdvertStart(0,addr$,25,60000,0)==0 THEN   
    PRINT "\nAdverts Started\n" 
endif

ENDFUNC 1         //remain blocked in WAITEVENT
        //exit from WAITEVEN if end func ZERO0
//----------------------------MAIN C----------------------------------
ONEVENT EVTMR0 CALL HandlerTimer0

//setups------------------------------------------------------------------------------------------------
TIMERSTART(0,1000,1)  //4 NG 14 work    //start a 1000 millisecond recurring timer
PRINT "\nWaiting for Timer 0"
//Remove resistor 
PRINT GpioSetFunc(GPIO_TEMP_SENS, 1, 2)  
//Analogue in 
PRINT GpioSetFunc(GPIO_TEMP_SENS, 3, 0)

WAITEVENT

PRINT "\nExiting..."

２．オンラインコンパイラで、BL652（とfirmwareのバージョン）を指定し、上記で書いたBASICのファイルを選択し、XCompileボタンを押すと、ソースがコンパイルされ、実行ファイルがダウンロードされます。
エラーがあると、ブラウザにエラー箇所が表示されます。




Laird社推奨のUwTerminalXを使用して、上記の実行ファイルをBL652に書き込みます。
まず、COMポートの設定を行います。


続いてTerminalタブで右クリックー＞LOAD+RUNー＞ファイル選択
でBL652に書き込む実行ファイルを指定すると、書き込めます。
 LOADとRUN・・・懐かしい。



書き込みが完了すると、自動的に実行ファイルがRUNされます。
PRINT文の出力は、Terminalに表示されます。


“Systmp 2024=”の値が温度です。（摂氏×１０倍）
“New DevName” は、BL652モジュールがBLEデバイスとしてAdvertiseしてる名前です。


↓スマホ側の表示です。
BLEデバイスをスキャンすると、以下のようにtemp.=として温度（摂氏×１０倍）が16進数でデバイス名として表示され、プログラム通りにスマホに無線送信（Advertise）されていることが確認できます。



BL652のsmartBASIC開発は、 オンライン・コンパイラを利用するため、面倒なSDKの開発環境を構築する必要がありません。
一見お手軽ですが、オンラインコンパイラが閉鎖されると、BASICでは何も開発できないリスクは感じます。
ただ、最後は、Nordic社の開発環境を利用して、ソフト開発はできるので、購入したBL652がゴミになるリスクはないと思います。


2019/05/24追記

BL652を腕時計型デバイスに組み込めるか。
BL652は、以下のように小型です。
素手ではんだ付けができる限界サイズといえる小ささです。






腕時計型デバイスを作成するにあたり、
今回のようにBLEのAdvertiseによってデータを送信し、
XperiaZシリーズで受信するのであれば、
何ら問題ないとおもいます。
消費電力も小さくCR2032で賄える（2ma以下）で動作可能と記憶してます。

しかし、BL652でAdvertiseし、BL652でスキャン／受信すると
データの受信にタイムラグ（４秒程度）が生じます。
原因は調査中ですが、ややインパクトがあるので、
BL652間通信は、VSP（VirtualSerialProtocol）と称する
BLE上でUART通信する技術を用いることとなるかと思います。
この場合、マイコンのリソース／パワーの多くを無線通信にもっていかれるため、
心拍センサーとのI2C通信が安定的に行えるか、やや不安がございます。

BL652でI2Cは行ったことはございませんが、万一、安定しない場合、
I2Cの制御用にBL652を一つと、無線送信用にBL652をもう一つと、
２CPU体制にすることで解決は可能かと思います。