Arduino + PS3 Controller

相較於網路很多關於遙控Arduino範例，都是用手機藍牙與Arduino連線，
手機作為控制器不是不好(畢竟取得方便，幾乎人手一機嘛)，
但作為遙控器就是感覺少了那麼一點點甚麼啊~



Game Console Controller

只要是男生，從小到大沒有玩過家用主機的請舉手!
是的，手把當作遙控器不是比手機更貼切嗎? 
作為控制器，遊樂器手把的手感是比手機更為契合自己的手啊!

有多個按鈕、方向鍵、類比搖桿、震動回饋......
單就控制與特定輸入指令而言，自然是理想方案。





Equipment we need

在開始之前我們需要準備的有

◎ Arduino UNO + USB Cable

◎ PS3_Controller + USB Cable

◎ USB_Bluetooth_Dongle

◎ USB_Host_Shield

◎ USB_Host_Shield_2_library
範例程式庫可至GitHub下載
下載後解壓縮將檔案至於如下位置，例:
D:\[Arduino]\arduino-1.6.5\libraries\USB_Host_Shield_20 

之後開啟IDE便可找到與PS3 Controller相關範例檔

HOW TO USE (Step by step)

◎ Install USB Host Shield to Arduino UNO, plug Bluetooth Dongle like blow：

◎ Openning PS3BT sketch and upload.

◎ Wait for few seconds, unplug the Bluetooth Dongle.

◎ Connect the PS3 Controller with USB cable to the USB Host Shield.

◎ Press the PS Button and wait for few seconds, then unplug the cable.

◎ Plug the Bluetooth Dongle again, and wait for the communication will done.

◎ Now, you can see the PS3 Controller red light has been shined, open the Arduino Serial Monitor......

COOL~~!

看起來很簡單對吧!? 但事前準備不可少。

操作過程如同下方參考影片：
(感謝網友分享操作過程，省下不少摸索時間)

Arduino + Dongle Bluetooth + Servo Control PS3

Barrett's Projects - Using a USB host shield and a Bluetooth dongle to get data from a PS3 controller – Success!

下一步就是與其他硬體裝置搭配做出有趣的應用了，例如：

Simple PS3 Arduino Project

Driving an RC car with a PS3 controller

ServoShock project with PS3 Controller



※附註

PS3USB sketch更簡單，PS3手把+USB Cable插上USB Host Shield後，直接上傳打開序列埠監控視窗就可以了。

與PS3BT sketch稍微有點不同的地方是，BT在按下PS按鈕時就等同於關閉了手把與Bluetooth dongle之間的連結，而USB則不會。







ENJOY & HAVE FUN!

Adobe AIR for Mobile + Arduino + Bluetooth (3) - RELAY + Bulb/Fan

終於要正式進入繼電器的階段了。

如書上所說，家電大都是110V交流電，而微電腦零件大多是5V直流電，電子零件若直接通過110V電壓，肯定燒毀。

聽起來超恐怖的啊~~

所以這時候就要靠RELAY這玩意了!

關於RELAY的介紹：

Cooper Maa 繼電器簡介

Share！樂讀分享 [Arduino] 繼電器介紹 – Intro to Relay

WebDuino 繼電器控制風扇旋轉

簡單來說RELAY就是

「用小電壓控制大電壓」「用電磁鐵控制的開關」
輸入訊號，利用電磁鐵決定電流是否流通，在電路中有自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

光有Relay是不夠的，在Arduino需要使用電晶體來提供Relay所需的大電流，且繼電器內部線圈在斷電時，會產生反電動勢，因此還需要在線圈處並接二極體。

好在，其實有現成的Relay Module，上述的問題就迎刃而解啦~

上圖中的接線方式

DC+：Arduino 3.3V
DC-：Arduino GND
IN：訊號輸入的Pin

上圖中的接線方式
NO 常開 ：家電的電源 (接收到訊號才開啟)
NC 常閉 ：與NO相反 (接收到訊號才關閉)
COM 共接點 ：110V電源






Arduino + Bluetooth Module + Relay








How to connect relay to Bulb?

預想中模擬圖如下，只要接上後再透過藍牙傳送訊號，看來似乎就可以達成了!?

等等，好像沒這麼簡單，有沒有發現了一個奇怪的地方？
圖中將原本燈泡的電線剪斷之後，再與繼電器延伸出來的電線連結包覆，
可是雖然想控制燈泡，但難道非得要破壞燈泡的線路嗎!?

該怎麼辦才好呢 !?





Solution：

STEP 1.以不破壞燈泡結構為前提，找一組延長線/插座，還有插頭，替代上圖的線路方案。

圖片來源 - [教學]用Arduino控制110V的電器



STEP 2.
燈泡電源只要接在這組延長線/插座上，而真正的市電來源就是插頭接在一般常見的插座上。

Arduino Coding

操作流程是先將手機上的藍牙訊號傳送給Arduino上的藍牙模組，
根據內容來決定是否對開啟/關閉Relay訊號的Pin腳位。

SoftSerial Port 的內容多加了「_%」是因為，不知甚麼原因從Arduino返回到手機上的訊息無法固定在同一時間段內完整顯示。
測試時在行動裝置上無法一次取得完整的字串，都是分好幾次才會將內容分別顯示完畢，例如第一次顯示為L，第二次才顯示OW，合起來才是LOW。
但如果是採用blueToothSerial.read();讀取第一個位元組，就不會有此問題。

(好像廢話，因為就那一個字元啊XD)

因此才自行加上了這組字串，用來判定訊息已經傳送完畢了。
ANE的問題？
Arduino傳送字串時出了問題？
原因不明 Q_Q

Bluetooth module → ArduinoRelay module → Fan 110V uploading code to Arduino

Using Mobile Device to control Fan or Bulb with Arduino


經過這些步驟，最後這樣就完成了透過用Arduino + Bluetooth 控制電器的目標了！
影片連結中風扇的風速開關當然還是得先按下去才會有作用，
如果電器換成是燈泡的話也是得先打開開關才行。
當按下ON訊號送出之後，風扇成功開始轉動的那一瞬間，
興奮心情真是筆墨難以形容啊!!!

影片請點我

Adobe AIR for Mobile + Arduino + Bluetooth (2) - LED

基本設定完成後，下一階段目的是透過藍牙來操控LED。
AIR for Mobile 要使用 Bluetooth 的功能得借助ANE。

Bluetooth ANE 

此處有幾個Bluetooth ANE的連結可供參考

1. as3breeze (Free) 測試是採用這個ANE，感謝作者無償提供。
不過，作者的網站似乎是被駭客給搞掛了，已經過了好一陣子都不見修復。 囧
在取得資源沒多久之後就......=_=
不過這邊還是可以取得範例檔 & ANE，範例檔請點我。
AS3 Game Gear 還有其ANE內部的基本程式碼介紹。
Author Linkedin：Danel Kirch

2. distriqt ($20)

3. myflashlabs ($14.99)

Arduino Coding

根據作者網站的程式碼略為調整一下......
將輸出訊號的Pin設為13
當輸入1時代表高電位，LED亮起。
當輸入0時代表低電位，LED熄滅。

AIR for Android connect with Bluetooth module

作者提供的範例已經有APK可以使用，簡述與藍芽模組的連線流程：

1. Scan - 搜尋附近可用的藍牙裝置。這裡選定之前命名過的myBT_HC-06。

2. Bond - 配對類似記憶的概念，只要輸入一次Pin code便可，預設為1234。

3. Connect - 連接，與對應的藍牙裝置連結。當連線成功時，原本藍芽模組閃爍的燈號將會轉為恆亮。(Bond 並不算是真正的連結喔)
請看影片

到這裡已經初步完成用行動裝置控制LED，離目標越來越近啦~~~かんばって！

Adobe AIR for Mobile + Arduino + Bluetooth (1) - 基本設定

因為懶惰，不想睡覺前還得要離開可愛的被窩去關檯燈，
一直想著到底能不能用手機控制當作家電開關，於是乎有了這一連串實驗。

「Remote control of Home Appliances Using Mobile」

思考一下想達成這樣的目標，究竟需要具備那些條件?
1. 行動裝置 (有藍芽/Wi-Fi 可以進行數據傳輸。)
2. Arduino + 藍芽/Wi-Fi模組 (將手機傳過來的訊息解讀判斷決定是否啟動連接的家電。)
3. 繼電器 Relay (控制家電時需要有一個開關控制電壓，否則Arduino會被燒毀。)



最重要也是首先必須要選擇的通訊方式, Wi-Fi or Bluetooth，都幾?
讓我們先瞭解

通訊模式的比較：

ZigBee、WiFi、藍牙 哪種模式更適合智慧家居？

WiFi VS. Zigbee VS. 藍牙：輕家居的3大主流通信技術

【物聯網時代】無線通訊，一百公尺的連線戰爭

智慧家庭時代來臨 無線聯網技術大比拼

這裡選擇藍牙主因是
● 耗電量低，對於智慧家電來說這可是很重要的一環。 (O)
● 只是要連結單一裝置，不一定需要用到傳輸速度高的Wi-Fi，殺雞焉用牛刀? (O)
● 行動裝置有Wi-Fi、 Bluetooth, 後者有ANE可以使用，學習不同傳輸方式的使用過程。(O)
● 承上，手邊剛好有藍芽模組，而且也沒有ZigBee。 (X)
● 這時候我覺得用Wi-Fi 很麻煩比起藍芽還難學會。(X)



直接來看接線圖吧!

藍芽模組 → Arduino 對應
◎Vcc → 5V
◎GND → GND
◎RxD → Pin7 
◎TxD → Pin6

Arduino code

Arduino 與外部設備的連接


藍芽模組是透過序列埠和Arduino連線，但是Arduino的程式碼和序列埠監控視窗也都是透過序列埠傳送。Arduino微電腦版預設只有一個序列埠，應保留給序列埠監控視窗使用。

這裡將採用SoftwareSerial(軟體序列埠)程式庫，將其他接腳變成序列埠讓藍芽模組使用。

SoftwareSerial(rxPin, txPin, inverse_logic)

關於SoftwareSerial的說明請參考官網，請點我。

這裡要值得注意的地方是建構式填入的第一個參數是接收RxD Pin 6, 第二個參數是傳送TxD Pin 7。起初以為藍芽模組如果是如上述RxD=Pin 7, TxD=Pin 6, 依樣畫葫蘆的話應該是SoftwareSerial(7,6), 後來才發現完全反了!! (在這裡真是卡了好久Q_Q)


應該是 SoftwareSerial(6,7)才對!!


後來才發現關於藍芽模組與SoftwareSerial參數設定的說明，試著解釋(自圓其說)一下XD

TxD: Transmitter 發送
RxD: Receiver 接收

藍牙模組的RxD對應到SoftwareSerial的TxD (Pin 7)。
藍牙模組的TxD對應到SoftwareSerial的RxD (Pin 6)。

處理器「傳出」訊息，外部設備「接收」，所以處理器TxD接設備RxD，反之亦然。

序列埠監控視窗 & ATCommand


程式碼&接線沒問題之後，就可以上傳了。操控藍牙模組的指令統稱AT命令(AT-command)。可以進行變更名稱、變更密碼、設定 baud rate.......等。

這裡使用的模組是HC-06，HC-06的AT命令，採用9600bps的速率傳送。
關於HC-06的設定可以參考這篇，Arduino : HC-06 藍芽模組的設定 。



另外，也有趙英傑老師的網站上關於藍芽模組的補充說明：

HC-05與HC-06藍牙模組補充說明（一）

HC-05與HC-06藍牙模組補充說明（二）：連接電路

HC-05與HC-06藍牙模組補充說明（三）：使用Arduino設定AT命令

藍牙模組補充說明（四）：無線連結兩個Arduino控制板

HC-05藍牙模組補充說明（五）：透過藍牙上傳Arduino程式碼

執行AT命令（AT-command）修改藍芽模組的資料傳輸速率




開啟序列埠視窗後，如圖操作可見其回應。(指令輸入完之後就會消失，圖片只是示意。)
這裡要注意的是右下角的baud rate也必須要留意是設置成9600才可以使用。
藍芽模組的第一階段基本操作就到這裡完成囉~