U-BLOX NINA B302 COMO TECLADO BLE (HID)

U-BLOX NINA B302 COMO TECLADO BLE (HID)

O objetivo deste BLOG é demonstrar como é possível utilizar a IDE do Arduino para programar o módulo U-BLOX NINA B302 e transformá-lo em um teclado ble (HID) para o IPHONE. Foi utilizado o módulo NINA B302 para o teste.

O exemplo criado no NINA B302 lê a um SWITCH e detecta Single Click, Double Click e Long Click.

Este exemplo é baseado no exemplo do aplicativo de teclado HID periférico BLE. Ele implementa o perfil HID sobre GATT para teclado e permite o emparelhamento a partir de um dispositivo BLE Central, no caso IPHONE.

O aplicativo mostra o uso do módulo de geração de mensagens de emparelhamento BLE. 

Adquirimos então os seguintes componentes

Montado ficou assim

O esquema elétrico é este

Algumas características do Kit

-Botão de RESET;
-Botão de Modo BOOTLOADER (W102);
-Plugável no PROTOBOARD;
-Acesso às várias GPIOS;

Pequena 

Abaixo o roteiro para você seguir:

Baixe e instale o Arduino IDE 
Inicie o Arduino IDE, vá em Preferências e adicione 

https://www.adafruit.com/package_adafruit_index.json

como "URL adicional do gerenciador de pastas"

Abra o Boards Manager no menu Tools -> Board e instale o "Adafruit nRF52 by Adafruit"

OBSERVAÇÃO: Durante a instalação, o Arduino IDE leva alguns minutos para extrair as ferramentas após o download, por favor, seja paciente.

Gravando bootloader da Adafruit

Use o gravador SEGGER JLINK para gravar o BREAKOUT com módulo NINA B302, conecte nos pinos do SWCLK (pino 7) e SWDIO (pino 9) do SEGGER JLINK nos pinos  SWDCLK e SWDIO do BREAKOUT (pinos nas laterais, próximo à antena). Não esquecer de ligar os GND do BREAKOUT no GND do SEGGER JTAG, bem como alimentar o BREAKOUT com 3.3V.

Ligue os pinos SWD DIO e CLK ...

...nestes pinos da placa BREAKOUT

Você pode também usar o ST-LINK V2

Abra J-FLASH lite e grave o bootloader da Adafruit

O mesmo se encontra em 

....\packages\adafruit\hardware\nrf52\0.19.0\bootloader\feather_nrf52840_express

Compile depois para o NINA B302
https://github.com/adafruit/Adafruit_nRF52_Bootloader

Com ele, você poderá transferir programas via DFU USB. Maiores detalhes sobre este bootloader

https://learn.adafruit.com/introducing-the-adafruit-nrf52840-feather/update-bootloader

Segundo a documentação, se você pressionar o reset, o módulo aguardará por um certo tempo se há algo sendo enviado pelo Arduino, ou seja, o programa a ser gravado via DFU.

ATENÇÃO, o bootloader usa USB para gravação do NINA B302, OU SEJA, CRIA UMA COMM VIRTUAL, TAMBÉM PARA SER A SERIAL PADRÃO DO ARDUINO

INSTALE OS DRIVERS
https://github.com/adafruit/Adafruit_Windows_Drivers

Conecte na USB + e USB - um cabo USB, AGUARDE INSTALAR OS DRIVERS

Futuramente altere arquivo variant.cpp para que as GPIOS sejam os mesmos do NINA B302, atualmente estão para o ADAFRUIT FEATHER EXPRESS.

Acrescente no final de 

C:\Users\tcpipchip\AppData\Local\Arduino15\packages\adafruit\hardware\nrf52\0.19.0\

# ----------------------------------
# NINA B302
# ----------------------------------
ninab302.name=NINA B302 u-blox 

# VID/PID for bootloader with/without UF2, Arduino + Circuitpython App
ninab302.vid.0=0x239A
ninab302.pid.0=0x8029
ninab302.vid.1=0x239A
ninab302.pid.1=0x0029
ninab302.vid.2=0x7239A
ninab302.pid.2=0x002A
ninab302.vid.3=0x239A
ninab302.pid.3=0x802A

# Upload
ninab302.bootloader.tool=bootburn
ninab302.upload.tool=nrfutil
ninab302.upload.protocol=nrfutil
ninab302.upload.use_1200bps_touch=true
ninab302.upload.wait_for_upload_port=true
ninab302.upload.maximum_size=815104
ninab302.upload.maximum_data_size=237568

# Build
ninab302.build.mcu=cortex-m4
ninab302.build.f_cpu=64000000
ninab302.build.board=NRF52840_FEATHER
ninab302.build.core=nRF5
ninab302.build.variant=feather_nrf52840_express
ninab302.build.usb_manufacturer="Adafruit LLC"
ninab302.build.usb_product="Feather nRF52840 Express"
ninab302.build.extra_flags=-DNRF52840_XXAA {build.flags.usb}
ninab302.build.ldscript=nrf52840_s140_v6.ld
ninab302.build.vid=0x239A
ninab302.build.pid=0x8029

# SofDevice Menu
ninab302.menu.softdevice.s140v6=0.3.2 SoftDevice s140 6.1.1
ninab302.menu.softdevice.s140v6.build.sd_name=s140
ninab302.menu.softdevice.s140v6.build.sd_version=6.1.1
ninab302.menu.softdevice.s140v6.build.sd_fwid=0x00B6

# Debug Menu
ninab302.menu.debug.l0=Level 0 (Release)
ninab302.menu.debug.l0.build.debug_flags=-DCFG_DEBUG=0
ninab302.menu.debug.l1=Level 1 (Error Message)
ninab302.menu.debug.l1.build.debug_flags=-DCFG_DEBUG=1
ninab302.menu.debug.l2=Level 2 (Full Debug)
ninab302.menu.debug.l2.build.debug_flags=-DCFG_DEBUG=2
ninab302.menu.debug.l3=Level 3 (Segger SystemView)

ninab302.menu.debug.l3.build.debug_flags=-DCFG_DEBUG=3

Pegue aqui (inclusive "boards")

https://ricardoadulis.sharepoint.com/:f:/s/smartcore/Ek8KZOWlww9Dg77E27bqkxsBxru3jOnkUex2BiMlO0kVFw?e=pTDLsV

Criado pelo Autor

variant.h
viariant.cpp

ÓTIMA REFERÊNCIA PARA PINOS DO ARDUINO E PINOS (GPIOS) DO NINA B302

Consulte

https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-B3_DataSheet_%28UBX-17052099%29.pdf

Crie um novo Sketch

Instale LIB http://www.mathertel.de/Arduino/OneButtonLibrary.aspx

/********************************************************************* This is an example for our nRF52 based Bluefruit LE modules Pick one up today in the adafruit shop! Adafruit invests time and resources providing this open source code, please support Adafruit and open-source hardware by purchasing products from Adafruit! MIT license, check LICENSE for more information All text above, and the splash screen below must be included in any redistribution Rewrote By Miguel Wisintainer //https://github.com/adafruit/Adafruit_nRF52_Arduino/blob/master/libraries/Bluefruit52Lib/examples/Peripheral/hid_keyboard/hid_keyboard.ino //http://www.mathertel.de/Arduino/OneButtonLibrary.aspx *********************************************************************/ #include <bluefruit.h> BLEDis bledis; BLEHidAdafruit blehid; bool hasKeyPressed = false; #include "OneButton.h" // Example for Arduino UNO with input button on A1 #define PIN_INPUT PIN_BUTTON1 //NINA B302 GPIO 29 (PANIC KEY) // Setup a new OneButton on pin PIN_INPUT // The 2. parameter activeLOW is true, because external wiring sets the button to LOW when pressed. OneButton button(PIN_INPUT, true); //click to send to APP (single, long, double) char WichKey; void doubleclick() { // what happens when button is double-clicked WichKey = 'D'; } void singleclick(){ // what happens when the button is clicked WichKey = 'S'; } void longclick(){ // what happens when buton is long-pressed WichKey = 'L'; } void setup() { button.attachDoubleClick(doubleclick); // link the function to be called on a doubleclick event. button.attachClick(singleclick); // link the function to be called on a singleclick event. button.attachLongPressStop(longclick); // link the function to be called on a longpress event. Bluefruit.begin(); Bluefruit.setTxPower(4); // Check bluefruit.h for supported values Bluefruit.setName("Bluefruit52"); // Configure and Start Device Information Service bledis.setManufacturer("Adafruit Industries"); bledis.setModel("Bluefruit Feather 52"); bledis.begin(); /* Start BLE HID * Note: Apple requires BLE device must have min connection interval >= 20m * ( The smaller the connection interval the faster we could send data). * However for HID and MIDI device, Apple could accept min connection interval * up to 11.25 ms. Therefore BLEHidAdafruit::begin() will try to set the min and max * connection interval to 11.25 ms and 15 ms respectively for best performance. */ blehid.begin(); // Set callback for set LED from central blehid.setKeyboardLedCallback(set_keyboard_led); /* Set connection interval (min, max) to your perferred value. * Note: It is already set by BLEHidAdafruit::begin() to 11.25ms - 15ms * min = 9*1.25=11.25 ms, max = 12*1.25= 15 ms */ /* Bluefruit.Periph.setConnInterval(9, 12); */ // Set up and start advertising startAdv(); WichKey=' '; //No pressed Key } void startAdv(void) { // Advertising packet Bluefruit.Advertising.addFlags(BLE_GAP_ADV_FLAGS_LE_ONLY_GENERAL_DISC_MODE); Bluefruit.Advertising.addTxPower(); Bluefruit.Advertising.addAppearance(BLE_APPEARANCE_HID_KEYBOARD); // Include BLE HID service Bluefruit.Advertising.addService(blehid); // There is enough room for the dev name in the advertising packet Bluefruit.Advertising.addName(); /* Start Advertising * - Enable auto advertising if disconnected * - Interval: fast mode = 20 ms, slow mode = 152.5 ms * - Timeout for fast mode is 30 seconds * - Start(timeout) with timeout = 0 will advertise forever (until connected) * * For recommended advertising interval * https://developer.apple.com/library/content/qa/qa1931/_index.html */ Bluefruit.Advertising.restartOnDisconnect(true); Bluefruit.Advertising.setInterval(32, 244); // in unit of 0.625 ms Bluefruit.Advertising.setFastTimeout(30); // number of seconds in fast mode Bluefruit.Advertising.start(0); // 0 = Don't stop advertising after n seconds } void loop() { button.tick(); // Only send KeyRelease if previously pressed to avoid sending // multiple keyRelease reports (that consume memory and bandwidth) if ( hasKeyPressed ) { hasKeyPressed = false; blehid.keyRelease(); //Key no pressed WichKey=' '; // Delay a bit after a report delay(5); } //See if key was pressed if(!(WichKey==' ')) { blehid.keyPress(WichKey); hasKeyPressed = true; // Delay a bit after a report delay(5); } } /** * Callback invoked when received Set LED from central. * Must be set previously with setKeyboardLedCallback() * * The LED bit map is as follows: (also defined by KEYBOARD_LED_* ) * Kana (4) | Compose (3) | ScrollLock (2) | CapsLock (1) | Numlock (0) */ void set_keyboard_led(uint16_t conn_handle, uint8_t led_bitmap) { (void) conn_handle; }

Habilite NINA B302

Selecione sua placa nRF5 no menu Ferramentas -> Placa->NINA B302 u-blox

Compilando e Transferindo o programa HID

Execução

No Pino GPIO 29 do módulo foi colocado um SWITCH, o qual aterrará o pino quando pressionado.

Ao pressionar o SWITCH, é monitorado se é CURTO, DUPLO ou LONGO, enviando a letras S, D ou L via HID ao IPHONE.

No GPIO 20 ligue um LED para acompanhar o STATUS da conexão.

Ao executar o programa no NINA B302, procure no seu celular o dispositivo HID e faça o emparelhamento!

Abra o bloco de nota dos IPHONE e tecle no SWITCH na seguinte sequência,  Single Click, Double Click e Long Click

Veja o que aparecerá no bloco de notas!

Dúvidas:

suporte@smartcore.com.br

Referências:

https://www.u-blox.com/en/docs/UBX-17056481
https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-B3_DataSheet_%28UBX-17052099%29.pdf

Human Interface Devices (HID) Information | USB-IF

Nordic Semiconductor Infocenter

 

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