VBLUno - Tutorial hướng dẫn lập trình Arduino IDE cho bo mạch VBLUno

Nội dung trình bày

• Giới thiệu bo mạch VBLUno của VNG IoTLab;
• Hướng dẫn cài đặt Arduino IDE cho VBLUno;
• Ví dụ Hello World.

Bo mạch VBLUno để làm gì?

VBLUno (VNGIoTLab BLE Uno) là mô đun Bluetooth Low Energy (BLE) được thiết kế mở rộng theo pinout tương thích chuẩn Arduino Uno, được tạo ra với mục đích giúp cho các lập trình viên dễ dàng tiếp cận công nghệ BLE và nguồn tài nguyên vô tận của Arduino cho việc phát triển các sản phẩm ứng dụng trong Internet of Things (IoT).

Điểm nhấn của bo mạch VBLUno là mô đun BLE được các kỹ sư của VNGIoTLab tự nghiên cứu và thiết kế. Đây cũng là mô đun đã và đang được sử dụng trong nhiều sản phẩm thương mại của VNG như CSM Router, Gateway,…. Mô đun BLE sử dụng chip nRF51822 của hãng Nordic Semiconductor, với nhân ARM Cortex-M0 32bit hỗ trợ chuẩn giao tiếp Bluetooth Smart (BLE). Bên cạnh các chuẩn truyền thông như 6LoWPAN, Zigbee, …, BLE được xem là chuẩn truyền thông cực kỳ phù hợp dành cho IoT, với các ứng dụng truyền thông khoảng cách gần và đặc biệt là độ tiêu thụ năng lượng cực kỳ thấp, thân thiện với môi trường sống. Ví dụ như các hệ thống tòa nhà thông minh, vườn thông minh, cửa hàng thông minh, quản lý trẻ em, …

Với tinh thần chia sẻ và mong muốn cộng đồng IoT Việt Nam có thể tiếp cận công nghệ BLE một cách dễ dàng nhất, VBLUno được công bố dưới dạng mã nguồn mở,  từ sơ đồ phần cứng, các mã nguồn chương trình ví dụ, mã nguồn bootloader, mã nguồn công cụ upload, tài liệu hướng dẫn… Các bạn có thể dễ dàng tham khảo cũng như tùy biến.

Bằng việc sử dụng Arduino IDE và bo mạch VBLUno, các bạn có thể dễ dàng tiếp cận và xây dựng các ứng dụng IoT với công nghệ BLE, tiến tới làm chủ việc thiết kế các thiết bị đầu cuối trong hệ thống IoT.

Hình ảnh thực tế bo mạch VBLUno và pinout

Hình 1: Hình ảnh thực tế và pinout của bo mạch VBLUno

Thông số cơ bản của bo mạch VBLUno

Khi học một ngôn ngữ lập trình mới, thông thường chương trình đầu tiên chúng ta thực hiện là Hello World example. Mục đích để giúp lập trình viên nắm được cấu trúc cơ bản của một chương trình, cách sử dụng IDE và trình biên dịch, và đặc biệt là tạo hứng thú cho lập trình viên theo kiểu “Đầu xuôi đuôi lọt”.

Với VBLUno cũng vậy, các bạn cũng nên bắt đầu bằng việc thực hiện một ví dụ Hello World, đó chính là ví dụ điều khiển nhấp nháy Led đơn.

Các bước thực hiện

1. Kết nối mạch VBLUno với PC thông qua cổng USB trên mạch.

• Chuyển cầu nối trên jump J7 về vị trí cho phép nạp firmware qua cổng USB bằng bootloader (vị trí 1-2, gần phía Jack nguồn màu đen).
• Bạn chuyển cầu nối sang vị trí 1-2, trong hình cấu nối đang ở vị trí 2-3.

• Sau đó ấn nút Reset. Lúc này quan sát thấy sáng cả 2 led trên mạch.

2. Chọn board và cổng serial để nạp

• Chọn VBLUno nRF51822 board từ menu của Arduino IDE:
  • Menu > Tools > Board > VBLUno nRF51822 (V1.0 32KB)
• Chọn cổng nối tiếp tương ứng của VBLUno:
  • Menu > Tools > Port > [tên cổng nối tiếp của VBLUno]

3. Ví dụ nháy led (Blink)

Bạn hãy copy và paste đoạn mã nguồn này vào Arduino IDE

/*************************************************************************
Arduino IDE with VBLUno kit
Tutorial 1 - Hello World Example
Ví dụ nhấp nháy led trên mạch VBLUno với chu kỳ 2s
***************************************************************************/

// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
  // Khởi tạo chân LED là chân OUTPUT (trên VBLUno có sẵn 1 Led)
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED, HIGH);   		// Bật sáng Led 
  delay(1000);              			// Chờ 1 giây
  digitalWrite(LED, LOW);    		// Tắt led
  delay(1000);              			// Chờ 1 giây
}

• Sử dụng chức năng upload (Menu => Sketch => Upload) để biên dịch chương trình và nạp firmware xuống mạch VBLUno.
• Nếu biên dịch và nạp thành công, bạn sẽ nhận được thông báo “Device programmed”

Hình 4: Ví dụ hello world đã được biên dịch và nạp thành công

4. Chạy application

Sau khi nạp, chuyển cầu nối trên jump J7 về vị trí cho phép chạy Application (vị trí 2-3, gần phía cổng USB). Bạn quan sát LED chỉ thị trên mạch VBLUno, lúc này nó sẽ nhấp nháy theo chu kỳ 2s. Chúc mừng bạn đã thực hiện xong ví dụ đầu tiên với Arduino IDE cho bo mạch VBLUno.