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8.11 Bluetoothへのデータ書き込み

このプロジェクトでは、Raspberry Pi Pico 2 WがBluetooth Low Energy（BLE）ネットワークの周辺機器として機能します。カスタムBLEサービスを提供し、読み取りおよび通知の両方をサポートする特徴を持っています。スマートフォンなどの中央機器がPico Wに接続し、BLE経由で送信されたテキストメッセージを受信できます。

オンボードLEDは接続状況を示します：中央機器が接続すると点灯し、デバイスが切断されると消灯します。デバイス名はカスタマイズ可能で、MACアドレスに基づいてシステムが自動的に生成することもできます。このスクリプトはBLEサービスを継続的に広告し、ターミナルからテキストを入力することで、接続されているすべての中央機器に送信します。

1. 回路を作成する

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式を購入するのが便利です。こちらのリンクを参照してください：

名称	このキットに含まれているアイテム	リンク
Pico 2 W スターターキット	450+	Pico 2 W Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

SN	コンポーネント	数量	リンク
1	Pico 2 Wの概要	1
2	マイクロUSBケーブル	1

このプロジェクトでは、追加の回路を構築する必要はありません。USBデータケーブルを使用してRaspberry Pi Pico 2 Wをコンピュータに接続するだけです。

2. コードを実行する

以下のコードをIDEにコピーしてください。別途、リポジトリのパス「 pico-2w-kit/micropython/iot/8.11-write_to_ble/8.11-write_to_ble.py 」にもあります。

注：このコードは、 ble_advertising.py ファイルに依存しています。実行前にPicoボードにアップロードしてください。

import bluetooth
import struct
import time
import machine
import ubinascii
from ble_advertising import advertising_payload
from micropython import const
from machine import Pin

_IRQ_CENTRAL_CONNECT = const(1)
_IRQ_CENTRAL_DISCONNECT = const(2)
_IRQ_GATTS_INDICATE_DONE = const(20)

_FLAG_READ = const(0x0002)
_FLAG_NOTIFY = const(0x0010)

# カスタムサービスおよび特徴のUUID
# 必要に応じてこれらを変更してください。
_SERVICE_UUID = bluetooth.UUID("3ec837af-b0c6-4e7e-a8c5-4b31311d98cf")
_CHAR_UUID = (
    bluetooth.UUID("945c4d90-825d-452f-820a-0d8b0cc74a12"),
    _FLAG_READ | _FLAG_NOTIFY,
)

_SERVICE = (
    _SERVICE_UUID,
    (_CHAR_UUID,),
)

led = Pin("LED", Pin.OUT)

class BLEText:
    def __init__(self, ble, name=""):
        # BLEインターフェースを初期化し、カスタムサービスを登録
        self._ble = ble
        self._ble.active(True)
        self._ble.irq(self._irq)
        ((self._handle,),) = self._ble.gatts_register_services((_SERVICE,))
        self._connections = set()

        # 名前が提供されていない場合、MACアドレスに基づいて名前を生成
        if len(name) == 0:
            name = 'Pico %s' % ubinascii.hexlify(self._ble.config('mac')[1], ':').decode().upper()
        print('Device name: %s' % name)

        # 広告ペイロードを作成
        self._payload = advertising_payload(
            name=name, services=[_SERVICE_UUID]
        )
        self._advertise()

    def _irq(self, event, data):
        # BLEイベントを処理
        if event == _IRQ_CENTRAL_CONNECT:
            # セントラルが接続
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.add(conn_handle)
            print("New connection", conn_handle)
            led.value(1)
        elif event == _IRQ_CENTRAL_DISCONNECT:
            # セントラルが切断
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.remove(conn_handle)
            print("Disconnected", conn_handle)
            led.value(0)
            # 再度広告を開始して新しい接続を許可
            self._advertise()
        elif event == _IRQ_GATTS_INDICATE_DONE:
            # インディケーション確認を受け取った（ここでは使用しません）
            conn_handle, value_handle, status = data

    def send_text(self, text):
        # 特徴値にテキストを設定
        self._ble.gatts_write(self._handle, text.encode('utf-8'))
        # すべての接続されているセントラルに通知
        for conn_handle in self._connections:
            self._ble.gatts_notify(conn_handle, self._handle)

    def _advertise(self, interval_us=500000):
        print("Starting advertising")
        # BLE広告を開始
        self._ble.gap_advertise(interval_us, adv_data=self._payload)

    def is_connected(self):
        return len(self._connections) > 0

def demo():
    # BLEインスタンスとBLEText周辺機器を作成
    ble = bluetooth.BLE()
    ble_text = BLEText(ble,"pico2w")

    # ターミナルからの入力を読み取り、BLE経由で送信
    while True:
        if ble_text.is_connected():
            line = input("Enter text to send via BLE (Ctrl+C to exit): ")
            ble_text.send_text(line)


if __name__ == "__main__":
    demo()

3. Bluetoothからデータを読み取る

このコードで定義されたサービスと特徴を操作するには、LightBlueなどの一般的なBluetooth® Low Energyセントラルアプリを使用します（iOSおよびAndroidで利用可能）。

このセクションでは、LightBlueを使って、Bluetooth経由でPico 2 Wの機能を制御する方法を示します。

LightBlueのインストール

LightBlueアプリを App Store （iOS）または Google Play （Android）からダウンロードします。
Pico 2 Wに接続

LightBlueを起動し、位置情報とBluetoothの権限を有効にします。 Peripherals ページで検索バーに「pico」と入力し、Pico 2 Wデバイスに接続します。
BLEからデータを読み取る

接続後、LightBlueはPico 2 WのBluetoothデバイスに関する詳細情報を表示します。スクロールして サービス（3ec837af-b0c6-4e7e-a8c5-4b31311d98cf） と 特徴（945c4d90-825d-452f-820a-0d8b0cc74a12） を見つけます。

特徴945c4d90-825d-452f-820a-0d8b0cc74a12をタップします。この特徴のプロパティが表示され、読み取りと通知をサポートしていることが確認できます。

右上隅で "UTF-8 String" を選択します。

「読み取り」をタップして現在の値を取得します。まだデータが定義されていないため、「No Value」と表示されます。次に、コンピュータに戻り、ターミナルに「hello」と入力します。再度LightBlueに戻り、 "読み取り" をタップします。今度は「hello」と表示され、Pico 2 Wからスマートフォンに送信されたメッセージが表示されます。

更新を継続的に監視するには、 "購読" をタップして、この特徴を購読することもできます。ターミナルから新しい文字を送信すると、それが自動的に更新され、スマートフォンに表示されます。