究極のハウツー:20 分でハードウェアを使用して Bluetooth Swift アプリを構築する

前のチュートリアルでは、Bluetooth を Particle Xenon アプリケーションに追加する方法を学習しました。そうすれば、nRF Connect や Light Blue Explorer などのテストアプリからオンボード RGB LED を制御できます。

この投稿では、さらに一歩進めます。パーティクルメッシュ RGB LED を制御する Swift アプリを開発します。すべてがうまくいけば、約 20 分でアプリが動作するはずです!

始めましょう。

今すぐ記事全体を読む時間がありませんか?

ここから PDF 版をダウンロードしてください。

セットアップ中

Xcode をインストールします。こちらの App Store からダウンロードできます。
Apple ログインも必要です。 iCloudメールを使用しています。まだアカウントを持っていない場合は、Xcode 内で新しいアカウントを作成できます。
RGB サンプルコードをパーティクルメッシュボードにインストールします。

プロジェクトを作成

すべてがインストールされたら、楽しいものに取り掛かりましょう!

Xcode を開き、[ファイル] → [新しいプロジェクト] に移動します。

究極のハウツー:20 分でハードウェアを使用して Bluetooth Swift アプリを構築する

シングルビューアプリを選択します。

次に、プロジェクト名を更新しますあなたの好みになるように。組織識別子も com.jaredwolff に変更しました .必要に応じて変更してください!

保存する場所を選択してください。

次に Info.plist を探します。

info.plist を更新 Privacy - Bluetooth Peripheral Usage Description を追加して

私が最終的に使用した説明は App uses Bluetooth to connect to the Particle Xenon RGB Example でした

これにより、アプリをリリースしたい場合に、アプリで Bluetooth を使用できるようになります。

それでは、すべての機能を最小限に抑えましょう!

最低限の機能

次に、接続してサービス検出を行うための最小限の機能を備えたアプリを取得します。ほとんどのアクションは ViewController.swift で発生します .

最初に CoreBluetooth をインポートしましょう

    import CoreBluetooth

これにより、iOS で Bluetooth Low Energy 機能を制御できます。次に、両方の CBPeripheralDelegate を追加しましょうと CBCentralManagerDelegate ViewController にクラス。

    class ViewController: UIViewController, CBPeripheralDelegate, CBCentralManagerDelegate {

実際の中央マネージャーと周辺機器を格納するローカルプライベート変数を作成しましょう。しばらくの間、さらに設定します。

    // Properties
    private var centralManager: CBCentralManager!
    private var peripheral: CBPeripheral!

あなたの viewDidLoad で関数、centralManager を初期化しましょう

    centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)

設定 delegate: self は重要。それ以外の場合、中央の状態は起動時に変更されません。

先に進む前に、別のファイルを作成して ParticlePeripheral.swift という名前にしましょう .どこにでも配置できますが、私は Models という別の「グループ」に配置しました

内部で、パーティクルボードの UUID を含むいくつかのパブリック変数を作成します。見覚えがあるはずです!

    import UIKit
    import CoreBluetooth

    class ParticlePeripheral: NSObject {

        /// MARK: - Particle LED services and charcteristics Identifiers

        public static let particleLEDServiceUUID     = CBUUID.init(string: "b4250400-fb4b-4746-b2b0-93f0e61122c6")
        public static let redLEDCharacteristicUUID   = CBUUID.init(string: "b4250401-fb4b-4746-b2b0-93f0e61122c6")
        public static let greenLEDCharacteristicUUID = CBUUID.init(string: "b4250402-fb4b-4746-b2b0-93f0e61122c6")
        public static let blueLEDCharacteristicUUID  = CBUUID.init(string: "b4250403-fb4b-4746-b2b0-93f0e61122c6")

    }

ViewController.swift に戻ります Bluetooth ビットをつなぎ合わせましょう。

Bluetooth ビット

Bluetooth で行うことはすべてイベントベースです。これらのイベントを処理するいくつかの関数を定義します。重要なものは次のとおりです。

centralManagerDidUpdateState Bluetooth ペリフェラルがオンまたはオフに切り替えられると更新されます。アプリが最初に起動したときに起動するので、Bluetooth の状態がわかります。ここでもスキャンを開始します。

centralManager didDiscover スキャン結果を受け取るとイベントが発生します。これを使用して接続を開始します。

centralManager didConnect デバイスが接続されると、イベントが発生します。ここでデバイスの検出を開始します。注: デバイス検出は、利用可能なサービスと特性を判断する方法です。これは、接続しているデバイスのタイプを確認する良い方法です。

peripheral didDiscoverServices すべてのサービスが検出されたら、最初にイベントを実行します。 centralManager から切り替えたことに注意してください peripheral へつながった今。ここから特徴的な発見を始めます。 RGB サービスの UUID をターゲットとして使用します。

peripheral didDiscoverCharacteristicsFor イベントは、提供されたサービス UUID を使用してすべての特性を提供します。これは、完全なデバイス検出を行うチェーンの最後のステップです。面倒ですが、接続フェーズ中に 1 回だけ実行する必要があります!

すべての Bluetooth 機能を定義しています。

これで、トリガーされる関数イベントが何であるかがわかりました。接続サイクル中に発生する論理的な順序で定義します。

まず、centralManagerDidUpdateState を定義します。 Particle RGB LED Service を使用してデバイスのスキャンを開始します。 Bluetooth が有効になっていない場合、何もしません。

    // If we're powered on, start scanning
        func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
            print("Central state update")
            if central.state != .poweredOn {
                print("Central is not powered on")
            } else {
                print("Central scanning for", ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID);
                centralManager.scanForPeripherals(withServices: [ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID],
                                                  options: [CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : true])
            }
        }

centralManager の定義 didDiscover プロセスの次のステップです。このイベントが発生した場合、デバイスが見つかったことがわかります。

    // Handles the result of the scan
        func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {

            // We've found it so stop scan
            self.centralManager.stopScan()

            // Copy the peripheral instance
            self.peripheral = peripheral
            self.peripheral.delegate = self

            // Connect!
            self.centralManager.connect(self.peripheral, options: nil)

        }

self.centralManager.stopScan() を使用してスキャンを停止します。 . peripheral を設定しますそのため、アプリを通じて持続します。次に、self.centralManager.connect を使用してそのデバイスに接続します

接続したら、正しいデバイスで作業しているかどうかを再確認する必要があります.

    // The handler if we do connect succesfully
        func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
            if peripheral == self.peripheral {
                print("Connected to your Particle Board")
                peripheral.discoverServices([ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID])
            }
        }

2 つの周辺機器を比較すると、以前に見つけたデバイスであることがわかります。 peripheral.discoverService を使用してサービスの検出を開始します . ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID を使用できますパラメータとして。そうすれば、関心のないサービスを取得することはありません。

サービスの検出が完了すると、didDiscoverServices が返されますイベント。すべての「利用可能な」サービスを反復処理します。 (ただし、1 つしかありません!)

    // Handles discovery event
        func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
            if let services = peripheral.services {
                for service in services {
                    if service.uuid == ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID {
                        print("LED service found")
                        //Now kick off discovery of characteristics
                        peripheral.discoverCharacteristics([ParticlePeripheral.redLEDCharacteristicUUID,
                                                                 ParticlePeripheral.greenLEDCharacteristicUUID,
                                                                 ParticlePeripheral.blueLEDCharacteristicUUID], for: service)
                        return
                    }
                }
            }
        }

この時点で、正しいサービスを提供していることを確認するのは 3 回目です。これは、多くの特性と多くのサービスがある場合に、後でより便利になります.

peripheral.discoverCharacteristics と呼びます探している特性の UUID の配列を使用します。 ParticlePeripheral.swift で定義したすべての UUID です。 .

最後に、didDiscoverCharacteriscsFor を処理しますイベント。利用可能なすべての特性を反復処理します。繰り返しながら、探しているものと比較します。

    // Handling discovery of characteristics
        func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
            if let characteristics = service.characteristics {
                for characteristic in characteristics {
                    if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.redLEDCharacteristicUUID {
                        print("Red LED characteristic found")
                    } else if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.greenLEDCharacteristicUUID {
                        print("Green LED characteristic found")
                    } else if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.blueLEDCharacteristicUUID {
                        print("Blue LED characteristic found");
                    }
                }
            }
        }

この時点で、パーティクルメッシュデバイスの完全なデバイス検出を行う準備が整いました。次のセクションでは、問題なく動作することを確認するために必要なものをテストします。

最小限の例をテストする

開始する前に、問題が発生した場合は、脚注にトラブルシューティングの手順をいくつか記載しました。

テストするには、Bluetooth Low Energy を搭載した iPhone が必要です。 最近のほとんどの iPhone には搭載されています。それを持っていなかった最後の iPhone は、iPhone 4 か 3G だったと思います。 (あなたはおそらく良い人です)

まず、コンピュータに接続します。

再生ボタンと停止ボタンでトップに移動します。ターゲットデバイスを選択します。私の場合、自分の電話 (Jared の iPhone) を選びました）。 iPad も使用できます。

次に Command + R を押しますまたは再生ボタンを押しますアプリをスマートフォンにロードします。

ログタブが開いていることを確認してください。右上隅にある下部ペインボタンをクリックして有効にします。

メッシュデバイスがセットアップされ、サンプルコードが実行されていることを確認してください。この投稿にアクセスして入手できます。 Bluetooth を機能させるには、パーティクルメッシュボードがデバイス OS 1.3.0 以降を実行している必要があることを忘れないでください!

ファームウェアとアプリの両方がロードされたら、ログ出力を確認しましょう。

次のようになります:

View loaded
Central state update
Central scanning for B4250400-FB4B-4746-B2B0-93F0E61122C6
Connected to your Particle Board
LED service found
Red LED characteristic found
Green LED characteristic found
Blue LED characteristic found

これは、お使いの電話が接続され、LED サービスが見つかったことを意味します。ここでは、特徴も発見されていることが重要です。それらがなければ、メッシュデバイスにデータを送信できません。

次のステップは、いくつかのスライダーを作成して、RGB 値をオンザフライで更新できるようにすることです。

左にスライドします。右にスライドします。

次に、いくつかの要素を Main.storyboard に追加します。 . Main.storyboard を開く [表示] をクリックします。 View Controller の下。

ライブラリをクリックしますボタン。 (ホームボタンにAppleが使っていた古いアートのようです)

アプリに挿入できるすべての選択肢を含むポップアップが表示されます。

3 つの ラベル をドラッグします 3 つの Slider をコピーします

ラベルをダブルクリックして、必要に応じて名前を変更できます。

クリックしたままにすると、便利な配置ツールがポップアップ表示されます。中央にスナップすることもできます!

それらをすべて選択してまとめて移動することもできます。それらを縦横に並べます。

それらが真ん中に留まるように、自動サイズ変更プロパティを削除しましょう。 定規アイコン をクリックします右上にあります。次に、各赤いバーをクリックします .これにより、ラベルとスライダーが画面に表示されたままになります!

次に、[アシスタントエディタを表示] をクリックしましょう。ボタン。 (ベン図のように見えます)

注: ViewController.swift であることを確認してくださいアシスタントエディターで開いています。

次に /properties の下セクション、Control キーを押しながらクリックしてドラッグ 赤いスライダー

他のすべてのもので繰り返します。必ず別の名前を付けてください。完了すると、コードは次のようになります:

        // Properties
        private var centralManager: CBCentralManager!
        private var peripheral: CBPeripheral!

        // Sliders
        @IBOutlet weak var redSlider: UISlider!
        @IBOutlet weak var greenSlider: UISlider!
        @IBOutlet weak var blueSlider: UISlider!

これにより、スライダーの値にアクセスできます。

次に、Value Changed を添付しましょう各スライダーへのイベント。 右クリック フォルダビューの赤いスライダー

イベントのいくつかのオプションを提供する必要があります。 変更された値をクリックしてドラッグしますイベントをコードに追加します。意味のある名前を付けてください。 RedSliderChanged を使用しましたレッドスライダーのために。

さらに2回繰り返します。このステップの最後で、コードは次のようになります:

        @IBAction func RedSliderChanged(_ sender: Any) {
        }

        @IBAction func GreenSliderChanged(_ sender: Any) {
        }

        @IBAction func BlueSliderChanged(_ sender: Any) {
        }

また、各スライダーを選択し、有効のチェックを外しました .そうすれば、それらを動かすことはできません。後でコードで有効にします。

また、これは 最大値を 255 に変更する絶好の機会です .また、デフォルトの値を 0.5 から 0 に設定します。

ファイルの先頭に戻ります。特性ごとにいくつかのローカル変数を作成しましょう。これらを使用して、スライダー変数をパーティクルメッシュボードに書き込めるようにします。

        // Characteristics
        private var redChar: CBCharacteristic?
        private var greenChar: CBCharacteristic?
        private var blueChar: CBCharacteristic?

さあ、すべてを結び付けましょう!

didDiscoverCharacteristicsFor でコールバック関数。それらの特性を割り当てましょう。例えば

    if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.redLEDCharacteristicUUID {
        print("Red LED characteristic found")
        redChar = characteristic

各特性を見つけたら、同じ場所で各スライダーを有効にすることもできます.

    		// Unmask red slider
    		redSlider.isEnabled = true

最終的にあなたの didDiscoverCharacteristicsFor 次のようになります:

    // Handling discovery of characteristics
        func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
            if let characteristics = service.characteristics {
                for characteristic in characteristics {
                    if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.redLEDCharacteristicUUID {
                        print("Red LED characteristic found")

                        redChar = characteristic
                        redSlider.isEnabled = true
                    } else if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.greenLEDCharacteristicUUID {
                        print("Green LED characteristic found")

                        greenChar = characteristic
                        greenSlider.isEnabled = true
                    } else if characteristic.uuid == ParticlePeripheral.blueLEDCharacteristicUUID {
                        print("Blue LED characteristic found");

                        blueChar = characteristic
                        blueSlider.isEnabled = true
                    }
                }
            }
        }

では、RedSliderChanged を更新しましょう。 GreenSliderChanged と BlueSliderChanged 機能。ここでやりたいことは、Changed に関連付けられた特性を更新することです関数。 writeLEDValueToChar という別の関数を作成しました .特性とデータを渡します。

    private func writeLEDValueToChar( withCharacteristic characteristic: CBCharacteristic, withValue value: Data) {

            // Check if it has the write property
            if characteristic.properties.contains(.writeWithoutResponse) && peripheral != nil {

                peripheral.writeValue(value, for: characteristic, type: .withoutResponse)

            }

        }

writeLEDValueToChar への呼び出しを追加します Changed のそれぞれに機能。値を Uint8 にキャストする必要があります . (パーティクルメッシュデバイスは、符号なしの 8 ビット数を想定しています。)

    		@IBAction func RedSliderChanged(_ sender: Any) {
            print("red:",redSlider.value);
            let slider:UInt8 = UInt8(redSlider.value)
            writeLEDValueToChar( withCharacteristic: redChar!, withValue: Data([slider]))

        }

GreenSliderChanged に対してこれを繰り返しますおよび BlueSliderChanged . red を変更したことを確認してください green へおよび blue

最後に、すっきりさせるために、Bluetooth の切断を処理する関数も追加しました。

    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDisconnectPeripheral peripheral: CBPeripheral, error: Error?) {

内部では、スライダーの状態を 0 にリセットして無効にする必要があります。

            if peripheral == self.peripheral {
                print("Disconnected")

                redSlider.isEnabled = false
                greenSlider.isEnabled = false
                blueSlider.isEnabled = false

                redSlider.value = 0
                greenSlider.value = 0
                blueSlider.value = 0

self.peripheral をリセットすることをお勧めしますこの方法で nil にすると、ファントムデバイスに書き込もうとすることはありません。

                self.peripheral = nil

最後に、接続が切れたので、もう一度スキャンを開始してください!

                // Start scanning again
                print("Central scanning for", ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID);
                centralManager.scanForPeripherals(withServices: [ParticlePeripheral.particleLEDServiceUUID],
                                                  options: [CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : true])
            }

大丈夫！テストの準備が整いました。次の (そして最後の) ステップに進みましょう。

スライダーをテストします。

大変な作業は完了です。さあ、遊びましょう!

すべてをテストする最も簡単な方法は、再生ボタンをクリックすることです左上または Command + R キーボードショートカット。 Xcode がアプリをスマートフォンにロードします。スライダーのある画面が続く白い画面が表示されるはずです!

スライダーは、パーティクルメッシュボードに接続されるまでグレー表示のままにする必要があります。接続が確立されている場合は、ログ出力を確認できます。

View loaded
Central state update
Central scanning for B4250400-FB4B-4746-B2B0-93F0E61122C6
Connected to your Particle Board
LED service found
Red LED characteristic found
Green LED characteristic found
Blue LED characteristic found

(見覚えがありますか? 私たちはつながっています!)

すべてを完璧に従えば、スライダーを動かすことができるはずです。さらに良いことに、パーティクルメッシュボードの RGB LED の色が変わるはずです。

結論

この記事では、パーティクルメッシュボードと iOS デバイスを Bluetooth 経由で接続する方法を学習しました。利用可能な各特性に接続する方法を学びました。さらに、すべてを実行するためのクリーンなインターフェイスを作成します。

ご想像のとおり、iOS で Bluetooth を使用してうさぎの穴を下ることができます。次のガイドでは、さらに詳しく説明します:パーティクルメッシュの究極のガイド。私のリストの購読者は、発売前のコンテンツにアクセスし、発売時に割引を受けることができます!ここをクリックしてサインアップしてください。

コード

完全なソースコードは Github で入手できます。便利だと思ったら、スターボタンを押してください。 ⭐️

SwiftUIでデザインシステムを構築する方法

開発者チェックリスト:WWDC 2019 で見逃せないものは?

究極のハウツー:20 分でハードウェアを使用して Bluetooth Swift アプリを構築する
前のチュートリアルでは、Bluetooth を Particle Xenon アプリケーションに追加する方法を学習しました。そうすれば、nRF Connect や Light Blue Explorer などのテストアプリからオンボード RGB LED を制御できます。この投稿では、さらに一歩進めます。パーティクルメッシュ RGB LED を制御する Swift アプリを開発します。すべてがうまくいけば、約 20 分でアプリが動作するはずです! 始めましょう。今すぐ記事全体を読む時間がありませんか? ここから PDF 版をダウンロードしてください。セットアップ中 Xcode
アプリで先延ばしを避ける方法は?
私たちはしばしば、いずれかのソーシャルメディアアプリを利用しています。それは私たちの生活の不可欠な部分になっており、必要なすべてのタスクを圧倒しているように見えることもあります.生活からスマートフォンを取り除いたら、人々がどのように見えるか見てみましょう。物事を遅らせたり延期したりすることは大きな問題であり、この習慣では目標を達成することは不可能に思えます.これは、私たちの日常生活におけるスマートフォンの使用の増加に伴い、より大きな問題と見なされています.驚いたことに、先延ばしに打ち勝つのに役立つアプリがいくつかあるため、解決策は携帯電話にもあります。私たちは、スマートフォンへの依