Dans ce tutoriel, nous allons apprendre comment activer et gérer le Bluetooth Low Energy(BLE) sur un ESP32 en utilisant le langage de programmation Arduino.
Le Bluetooth Low Energy est une version du bluetooth à faible énergie qui permet d’envoyer des petits paquets de données à intervalle régulier.
Matériels
- Un module ESP32 (Bluetooth+Wifi embarqué)
- Un ordinateur avec Python installé ou smartphone
- Câble USB pour la connexion ESP32-ordinateur
Environnement et Configuration de l’IDE
Pour programmer votre ESP32 avec l’IDE Arduino, vous pouvez suivre ce tutoriel précédent.
Communication Série via BLE
La communication BLE doit être configuré avec un certains nombre d’adresses (UIID) qui sont comme des registres mémoires dans lesquels nous allons pouvoir lire et/ou écrire. Dans l’exemple, nous définissons un service avec une caractéristique disponible en lecture et en écriture. Nous pourrons donc écrire et lire cette valeur en adressant directement l’uiid CHARACTERISTIC_UUID.
/*
Based on Neil Kolban example for IDF: https://github.com/nkolban/esp32-snippets/blob/master/cpp_utils/tests/BLE%20Tests/SampleWrite.cpp
Ported to Arduino ESP32 by Evandro Copercini
*/
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEServer.h>
// See the following for generating UUIDs:
// https://www.uuidgenerator.net/
#define SERVICE_UUID "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"
class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
std::string value = pCharacteristic->getValue();
if (value.length() > 0) {
Serial.println("*********");
Serial.print("New value: ");
for (int i = 0; i < value.length(); i++)
Serial.print(value[i]);
Serial.println();
Serial.println("*********");
}
}
};
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("1- Download and install an BLE scanner app in your phone");
Serial.println("2- Scan for BLE devices in the app");
Serial.println("3- Connect to MyESP32");
Serial.println("4- Go to CUSTOM CHARACTERISTIC in CUSTOM SERVICE and write something");
Serial.println("5- See the magic =)");
BLEDevice::init("ESP32BLE");
BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer();
BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID);
BLECharacteristic *pCharacteristic = pService->createCharacteristic(
CHARACTERISTIC_UUID,
BLECharacteristic::PROPERTY_READ |
BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE
);
pCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks());
pCharacteristic->setValue("Hello World");
pService->start();
BLEAdvertising *pAdvertising = pServer->getAdvertising();
pAdvertising->start();
Serial.print("Server address:");
Serial.println(BLEDevice::getAddress().toString().c_str());
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
delay(2000);
}
N.B.: il est possible de récupérer l’adresse MAC de l’ESP32 avec la fonction BLEDevice::getAddress().toString().c_str()
Appairage
Une fois la configuration du module effectuée comme vous le désirez, vous pouvez appairé l’ESP32 avec le système de votre choix comme n’importe quel périphérique Bluetooth. Sélectionnez le nom dans la liste des périphériques détectés (nom ESP32BLE)
Test de la communication BLE à l’aide de BLE Terminal
Nous allons tester la communication BLE à l’aide de l’application BLE Terminal
Le message est bien échangé entre le téléphone et l’ESP32 via Bluetooth LE
Communiquer entre ESP32 et Python via BLE
Vous pouvez gérer la communication Bluetooth Low Energy depuis votre PC.
Pour cela installer le paquet Bleak
python -m pip install bleakDetect bluetooth devices
import asyncio
from bleak import BleakScanner
async def main():
target_name = "ESP32BLE"
target_address = None
devices = await BleakScanner.discover()
for d in devices:
print(d)
if target_name == d.name:
target_address = d.address
print("found target {} bluetooth device with address {} ".format(target_name,target_address))
break
asyncio.run(main())
Output
C1:2E:C6:8E:47:E8: None
3C:61:05:31:5F:12: ESP32BLE
found target ESP32BLE bluetooth device with address 3C:61:05:31:5F:12Se connecter et communiquer avec l’ESP32
Voici un script Python pour se connecter automatiquement à l’appareil BLE ESP32 depuis un PC. Pour communiquer avec l’appareil BLE, il est important de connaître les uiid des différents services. Nous définissons les UUID comme ceux définis dans le code de l’ESP32
import asyncio
from bleak import BleakScanner
from bleak import BleakClient
async def main():
target_name = "ESP32BLE"
target_address = None
SERVICE_UUID= "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
CHARACTERISTIC_UUID= "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"
devices = await BleakScanner.discover()
for d in devices:
print(d)
if target_name == d.name:
target_address = d.address
print("found target {} bluetooth device with address {} ".format(target_name,target_address))
break
if target_address is not None:
async with BleakClient(target_address) as client:
print(f"Connected: {client.is_connected}")
while 1:
text = input()
if text == "quit":
break
await client.write_gatt_char(CHARACTERISTIC_UUID, bytes(text, 'UTF-8'), response=True)
try:
data = await client.read_gatt_char(CHARACTERISTIC_UUID)
data = data.decode('utf-8') #convert byte to str
print("data: {}".format(data))
except Exception:
pass
else:
print("could not find target bluetooth device nearby")
asyncio.run(main())
Application
- Créer un capteur IoT connecté qui envoie des données via BLE