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Bluetoothピアノ

このプロジェクトは、MIT App Inventorで作成されたAndroidアプリを使用して、JDY-31 Bluetoothモジュールとパッシブブザーモジュールを活用したシンプルな「ピアノ」機能を提供します。Bluetoothピアノプロジェクトでは、JDY-31 Bluetoothモジュールを使用してパッシブブザーモジュールで様々な音階を演奏することができます。ArduinoにBluetooth経由で特定の音符指令を送信することで、ブザー上で対応する音を生成できます。

Androidアプリケーションは、 MIT App Inventor という無料のWebベースのプラットフォームを用いて構築されます。このプロジェクトは、スマートフォンとArduinoの連携についての知識を深める絶好の機会となります。

1. 回路を組む

../_images/11-Wiring_Bluetooth_piano.png

2. Androidアプリを作成する

Androidアプリは、 MIT App Inventor という無料のWebアプリケーションを使用して開発されます。 MIT App Inventorは、直感的なドラッグアンドドロップ機能によってシンプルなアプリケーションを作成するのに適した素晴らしいスタートポイントです。

それでは始めましょう。

Get Started with MIT App Inventor にアクセスし、「online tool」をクリックしてログインします。MIT App Inventorに登録するためにはGoogleアカウントが必要です。
ログイン後、 Projects -> Import project (.aia) from my computer に移動します。その後、 ultimate-sensor-kit\iot_project\bluetooth\06-Bluetooth_piano にある piano.aia ファイルをアップロードします。

または、直接こちらからダウンロードできます: piano.aia
.aia ファイルをアップロードした後、MIT App Inventorソフトウェアでアプリケーションが表示されます。これは事前に設定されたテンプレートです。MIT App Inventorに慣れた後、このテンプレートを自由に編集できます。
MIT App Inventorには、 Designer と Blocks という2つの主要なセクションがあります。これらのセクションは、ページの右上隅で切り替えることができます。
Designer では、ボタン、テキスト、画面を追加したり、アプリの全体的な見た目を編集できます。
次に、 Blocks セクションです。このセクションでは、アプリのGUI上の各コンポーネントをプログラムして、所望の機能を実装できます。
スマートフォンにアプリをインストールするためには、 Build タブに移動します。
- .apk ファイルを生成することができます。このオプションを選択すると、 .apk ファイルをダウンロードするかQRコードをスキャンしてインストールするかを選べるページが表示されます。インストールガイドに従ってアプリケーションのインストールを完了させてください。
  
  事前にコンパイルされたAPKもこちらでダウンロードできます: piano.apk
- Google Playや他のアプリマーケットにこのアプリをアップロードしたい場合は、 .aab ファイルを生成できます。

3. コードをアップロードする

ultimate-sensor-kit\iot_project\bluetooth\06-Bluetooth_piano パス内の 06-Bluetooth_piano.ino ファイルを開くか、このコードを Arduino IDE にコピーしてください。
適切なボードとポートを選択したら、 書き込み ボタンをクリックします。
デバッグメッセージを見るために、シリアルモニタを開き（ボーレートを 9600 に設定してください）。

4. アプリとBluetoothモジュールの接続

既にスマートフォンに作成したアプリがインストールされていることを確認してください。

最初に、スマートフォンの Bluetooth をオンにします。
スマートフォンの Bluetooth設定 に移動し、 JDY-31-SPP のような名前を探します。
クリック後、ポップアップウィンドウで ペアリング リクエストに同意します。ペアリングコードが求められた場合は「1234」と入力してください。
それでは、新しくインストールした Piano アプリを開きます。
アプリ内で Connect ボタンをクリックして、アプリとBluetoothモジュールとの接続を確立します。
この画面には、すべてのペアリング済みBluetoothデバイスが一覧表示されます。 xx.xx.xx.xx.xx.xx JDY-31-SPP というオプションをリストから選びます。各デバイスの名前は、MACアドレスの隣に表示されています。
上記のページにデバイスが表示されない場合、アプリが周辺のデバイスをスキャンする権限を持っていない可能性があります。その場合は、設定を手動で調整する必要があります。
- APP情報 ページにアクセスするには、アプリのアイコンを長押しして選択します。別の方法でこのページにアクセスできる場合は、その方法を使用してください。
- 権限ページに移動します。
- アプリに周辺のデバイスをスキャンする機能を有効にするには、 周辺のデバイス に移動して常にを選択します。
- それでは、アプリを再起動して手順5と6を繰り返し、Bluetoothに成功裏に接続してください。
接続に成功したら、アプリ内のボタンをクリックして異なる音符を演奏できます。簡単な曲も演奏可能です。

5. コードの解説

ライブラリとピンの設定

#include "pitches.h"
#include <SoftwareSerial.h>
const int bluetoothTx = 3;
const int bluetoothRx = 4;
SoftwareSerial bleSerial(bluetoothTx, bluetoothRx);
const int buzzerPin = 2;

pitches.h : このファイルには、音楽の音符に対応する周波数値が格納されています。

Bluetoothデータを保存するための変数宣言
```
char character;
String noteType;
```
- character : Bluetoothから受信した個々の文字を保存します。
- noteType : 受信した文字を集約して完全な音符指示を形成します。
セットアップ関数 - シリアル通信の初期化
```
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  bleSerial.begin(9600);
}
```
- ボーレート9600でシリアル通信を初期化します。
- 標準の Serial はデバッグ用で、 bleSerial はBluetooth通信専用です。

メインループ - Bluetoothデータの読み取りと対応する音符の演奏

void loop() {
  while (bleSerial.available() > 0) {
    character = bleSerial.read();
    noteType = noteType + character;
    if (character == '*') {
      noteType = noteType.substring(0, noteType.length() - 1);
      Serial.println(noteType);
      if (noteType == "NOTE_C4") {
        tone(buzzerPin, NOTE_C4);
      } // ...他の音符も同様にチェック...
      noteType = "";
      delay(200);
      noTone(buzzerPin);
    }
  }
}

Bluetoothからの文字を読み取り、 noteType を組み立てます。
アスタリスク（'*'）が検出されると、それは音符指示の終わりを示します。その後、短い遅延が続いて音符が停止します。