Micro:Bit手柄試用之一MagicPad (解決藍牙與gamePad包共存)

前言

原創文章，轉載引用務必注明鏈接。由於本人初次接觸Micro:Bit，水平有限，如有疏漏，歡迎指正。

Micro:Bit真好玩！

DFRobot的論壇相關資料算是國內比較豐富的了，個人感覺MB比Arduino更有趣！感謝DFRobot，總會帶來各種新奇、有趣價格相對不貴的模塊，無論是Intel Edison還是micro:bit，都設計了大量模塊，非常棒。文章原載於DFRobot論壇。

1、MagicPad設想

這次拿到micro:bit gamepad 遙控手柄 ，把玩了一下，發現很多神奇的功能，查閱了大量資料文檔，算是管中窺豹，后續會分享給大家。這次做一個小項目，涉及到部分知識。目前想做的是:mb作為藍牙遙控器，控制手機拍照(自拍)、查找手機、自動切歌、丟失報警(GamePad震動)等等。

2、硬件解析

這里用到的硬件如下：

• micro:bit 編程入門開發板
• micro:bit gamepad 遙控手柄
• MicroUSB數據線(燒錄、臨時供電)
• Android SmartPhone

micro:bit會在另一篇文章里進行介紹，其具有加速度與電子羅盤、溫度及亮度傳感器。這里主要說說DFRobot出品的GamePad拓展板。

2.1 GamePad 4 MicroBit by DFRobot

板載資源包括：

8個可編程按鍵，1個振動電機，一個蜂鳴器，一個LED 。

相關資料可以在產品維庫上找到，文檔上提供了諸多示例，把玩了一下，非常有趣。然而由於產品並不是開源硬件，沒有提供相關硬件引腳信息，只有封裝好的MakeCode操作庫，經過一番思索查找，在官方產品github頁面找到引腳定義。

2.2 尋找 GamePad 引腳定義

1. 從面板上可以看到標記了部分引腳如P0、P12、P16等，另外A、B就是復用microbit板上的A、B按鈕。

2. 打開main.ts文件，第20行看到如下代碼：

   

   enum GamerBitPin {
       //% block="X button"
       P1 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P1,
       //% block="Y button"
       P2 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P2,
       //% block="D-PAD up"
       P8 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P8,
       //% block="D-PAD down"
       P13 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P13,
       //% block="D-PAD left"
       P14 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P14,
       //% block="D-PAD right"
       P15 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P15,
   }

至此，我們結合相關，可知對應引腳信息如下：

引腳	對應
P1	按鈕X
P2	按鈕Y
P8	按鍵UP
P13	按鍵Down
P14	按鍵Left
P15	按鍵Right
P5	按鍵A
P11	按鍵B
P0	Buzzer|蜂鳴器
P16	LED
P12	Vibrator|振動器

參考mb引腳定義：

P0/P1/P2又叫TouchPin，就是那三個大的引腳，其中音樂通常從P0輸出。

2.3 測試一下

我們不借助DFRobot提供的MakeCode軟件包，直接使用相關引腳看看：

https://makecode.microbit.org/_Cxpdt5MEVE8f

【直接操作引腳模式】注意初始化引腳方向，否則會亂跑。TouchPi和BtnA/B好像會初始化執行這一操作。但是程序會跑飛，需要進一步測試完善。

【DFRobot軟件包操作模式】簡潔很多，而且程序穩定。

3、軟件部分

mb有諸多開發語言及開發環境可供選擇，這里我們以MakeCode為例。

3.1 microbit Client —— MakeCode

MakeCode由微軟開發，基於PXT (Programming eXperience Toolkit )，這種Visual Blocks開發最早在Scratch上看到，后來用過Webduino Blockly在線編輯器，彼時個人對它評價頗低。

這次拿到mb本來是奔着microPython去的，其間測試的時候用了一下MakeCode，甚是喜歡，支持自定義函數，提供豐富的文檔和拓展支持，下限上限都非常高，既適合小孩子入門，面對更復雜的需求也能完成。

由於我們的設想是mb通過藍牙控制手機，所以需要使用Bluetooth軟件包，但是添加DFRobot官方的gamePad包時會提示沖突。

這優點類似radio與bluetooth包的沖突，那么如何解決呢？想到兩個思路：

• 加法：既然知道了引腳定義，我們不用gamePad包，直接操作相關引腳
• 減法：使用官方提供的更為完善的gamePad包，進行移植修改及刪減，由於軟件包較小，這也未嘗不可

3.1.1 加法

在直接操作Pin的示例中，D-Pad多按幾次程序就跑飛了，如圖所示顯示亂碼，mb無響應。回過頭來，看到on pin Px pressed模塊比較穩定，但是僅限於3個TouchPin，有沒有類似的手寫模塊呢？我們找到了在控制組件里找到on event模塊，拖拽右擊選擇help，可以看到相關幫助手冊。

看了相關的1/2/3/4/5，表示還沒看懂，這里按下不表，后面搞懂再來。

3.1.2 減法

思路就是剝離gamePad包里面與藍牙功能沖突的部分，只保留需要的功能，這就需要閱讀gamePad源碼進行修改移植，本以為很難，不想十分簡單。

參考如下：

• pxt
• pxt-microbit
• pxt-sample

閱讀MakeCode關於Creating Packages相關的手冊內容，我們了解到了pxt.json文件，打開github上gamePad包的主頁，果不其然：

{
    "name": "gamePad",
    "version": "0.0.0",
    "description": "This library is DFRobot gamer:bit provides the game handle control function.",
    "license": "GNU",
    "dependencies": {
        "core": "*",
        "radio": "*"
    },
    "files": [
        "README.md",
        "gamerpad.cpp",
        "main.ts",
        "_locales/zh/gamePad-strings.json"
    ],
    "testFiles": [
        "test.ts"
    ],
    "public": false
}

第8行"radio": "*"提示該軟件包依賴radio包，但是radio與bluetooth沖突，因此解決方法顯而易見，我們fork一份gamePad包到自己的github賬戶下，修改pxt.json文件，刪除radio包依賴，其實gamePad並不需要無線電功能才能運行，希望Lee可以改動一下。這里我改好的包地址為：

https://github.com/sjqlwy/pxt-gamePad

添加我的軟件包地址即可以同時使用GamePad與藍牙功能了。

至此我們解決了開發環境的沖突問題。

3.2 Android Server —— micro:bit APP

手機上需要安裝一個服務軟件，用來連接mb，並響應mb的指令。一種方式是使用可視化的MIT APP Invetor自己寫程序，我們這里使用現成的micro:bitAPP即可，google play下載地址，無法訪問的請下載附件。

4、開始動手！

目前實現的功能包括：

• 藍牙控制
• 照片視頻拍攝控制（切換前后攝像頭）
• 音樂播放控制（音量+/-，切換歌曲）
• Find My Phone
• 手機丟失告警

代碼如下：

https://makecode.microbit.org/_5aY3heCgtLud

這里我們借助Devices包中的相關block，如果你默認使用的是Radio包，則需要手動添加並替換radio。

部分說明：

1. D-Pad控制音量加減和歌曲前后切歌，需要事先打開音樂播放器，如網易雲音樂。
2. 按A鍵開啟前置攝像頭5s后自拍，搖晃mb切換前后攝像頭
3. 按Y鍵，只要手機在藍牙范圍內，則會相應，這樣就不怕手機丟在角落找不到了
4. 當手機-mb之間距離發生變化時（讀取RSSI值Received signal strength indication），進行判斷，返回0-4的數值，0=no signal，4=full signal

下載燒錄此程式到mb后，在Android手機上你需要執行以下步驟：

1. 把MakeCode生成的hex文件拷貝到microbit磁盤內
2. 在安卓手機上，如果micro:bit已經在已配對設備里，則選擇取消保存。每次更新hex文件都要取消配對並重新配對，否則藍牙通訊會失敗。
3. 在手機上運行Samsung micro:bit程序，選擇Connect並與micro:bit進行配對。
4. 按照圖示操作讓mb進入藍牙配對模式：同時按住A和B鍵，短按Reset鍵，此時可以看到顯示“PARING MODE”，松開A和B鍵。
5. 回到手機端，輸入密鑰即可完成配對。
6. reset鍵重置mb使其進入我們燒入的程序，初始化成功會顯示一個笑臉。
7. 手機端選擇mb進行連接，成功后mb會顯示"C"(Connected)，斷開會顯示"D"(Disconnect)。
8. 使用相關按鍵就可以實現功能了，快去試一試

5、后記

• 官方也提供了iOS的程序，但是本人沒條件測試
• 測試過程使用microUSB供電，會出現不穩定情況
• 目前我們實現了mb遠程控制手機的功能，了解了基礎的藍牙操作，下一步嘗試安卓藍牙串口發送自定義程序；APP Inventor手寫程序；mb與Linux 藍牙串口通訊
• 看到論壇里遙控小車用的mb作為主控，兩塊mb進行通訊更方便些，后面會嘗試手寫BeagleBone Blue|RPi的Linux藍牙服務端與mb連接接收控制，暫時還沒看到有人做